Как из этана получить бутан
- Получение бутана из этана: два способа
- Использование реакции Вюрца
- Другой способ с промежуточной стадией
Получение бутана из этана: два способа
Бутан – органическое соединение алканового ряда. Это бесцветный газ, который образуется в процессе переработки (крекинге) нефти. При высоких концентрациях бутан ядовит, также этот углеводород горюч и взрывоопасен. Получают его в лаборатории и в промышленности различными способами. Однако на практических занятиях по химии используют два из них.
Использование реакции Вюрца
В обоих случаях исходным веществом является этан. Все дело в том, что в школьной или институтской лаборатории получение бутана возможно с минимальными затратами энергоресурсов. Т.к. крекинг нефтепродуктов, процесс дегидратации бутанола и гидратация других различных веществ осуществимы только под большим давлением с температурой в несколько сот и даже тысяч градусов Цельсия.
В этих условиях наиболее рациональной представляется реакция Вюрца. На исходный этан (CH₃-CH₃) подействуйте раствором йода, брома или хлора. Т.к. все предельные углеводороды прекрасно галогенируются, в результате реакции у вас получится галоген-этан: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.
Затем к полученному бромэтану добавьте эквивалентное количество металлического натрия: 2C₂H₅Br(бромэтан) + 2Na(натрий) → C₄H₁₀(бутан) + 2NaBr (бромид натрия). С каждыми двумя молекулами бромэтана взаимодействует две молекулы натрия CH₃-CH₂-Br + Na. Металл забирает галоген, а два этиловых радикала CH₃-CH₂- + -CH₂-CH₃ объединяются с образованием нового соединения – бутана (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃).
Другой способ с промежуточной стадией
Другой способ менее рационален, но если перед вами стоит задача получить бутан из этана с промежуточной стадией, на которой образуется пропан, такой вариант вполне подойдет. Так же как и в первом случае, подвергните этан галогенированию: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.
На второй стадии к образовавшемуся бромэтану добавьте бромметан и натрий, от каждого из соединений металлический натрий забирает бром. Так вы получите пропан: CH₃-CH₂-Br (бромэтан) + CH₃Br (бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₃ (пропан) + 2NaBr (бромид натрия).
Далее галогенированию вы подвергаете уже пропан: C₃H₈ + Br₂ → C₃H₇Br (бромпропан) + HBr.
К полученному бромпропану прибавьте бромметан и металлический натрий. В результате отщепления бромид-ионов и соединения пропилового и метилового радикалов вы получите бутан: CH₃-CH₂-CH₂-Br (бромпропан) + CH₃Br (бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ (бутан) + 2NaBr.
