ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
24
Окисление. В зависимости от условий реакции алканы могут окис-
ляться с образованием различных соединений.
При обычной температуре алканы не окисляются даже сильными
окислителями (Н
2
Cr
2
O
7
, KMnO
4
и т.п.). С другой стороны, при внесении в
открытое пламя алканы горят. При этом в избытке кислорода происходит
их полное окисление до СО
2
, где углерод имеет высшую степень окисления
+4, и воды. Горение углеводородов приводит к разрыву всех связей С–С и
С–Н и сопровождается выделением большого количества тепла (экзотер-
мическая реакция). Этот процесс широко применяется для получения энер-
гии в двигателях внутреннего сгорания, в тепловых электростанциях и др.
Уравнение реакции горения алканов в общем виде:
C
n
H
2n+2
+ (3n + 1)/2 O
2
⎯→ n CO
2
+ (n + 1) H
2
O + Q
При горении высших алканов (n>>1) кислорода, содержащегося в воздухе, может
оказаться недостаточно для их полного окисления до СО
2
. Тогда образуются про-
дукты частичного окисления: угарный газ СО и сажа. Поэтому высшие алканы
горят на воздухе коптящим пламенем, а выделяющийся попутно токсичный угар-
ный газ (без запаха и цвета) представляет опасность для человека и животных.
Неполное окисление алканов в присутствии катализаторов при относи-
тельно невысокой температуре сопровождается разрывом только части
связей С–С и С–Н. Каталитическое окисление используется для получения
ценных кислородсодержащих продуктов: карбоновых кислот, кетонов и
др. Например, при неполном окислении н-бутана в промышленности полу-
чают уксусную кислоту:
СН
3
−СН
2
–СН
2
−СН
3
+ 3О
2
⎯→ 2СН
3
СООН + 2H
2
O
н-бутан уксусная кислота
Высшие алканы (n > 25) в жидкой фазе под действием кислорода воздуха в при-
сутствии солей марганца превращаются в смесь карбоновых кислот с длиной цепи
С
12
-С
18
, которые используются для получения моющих средств и поверхностно-
активных веществ.
Практическое значение имеет реакция неполного окисления метана
перегретым водяным паром, в результате которой образуется смесь оксида
углерода (II) с водородом – синтез-газ:
СН
4
Н
2
О
+
800
о
С
, Ni
3Н
2
+
СО
синтез- газ
Синтез-газ служит сырьем в производстве синтетического бензина (алканы С
6
-
С
12
), метанола, формальдегида (оксосинтез) и других органических веществ, а
также водорода.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- …
- следующая ›
- последняя »
