Як отримати бутанол 2 з бутану

0 Comments

Як отримати бутан

Газ бутан широко застосовується на виробництві, в сільському господарстві та харчовій промисловості. З бутану і його ізомерів отримують масляну кислоту, бутанол і деякі інші речовини, які використовують як у незмінному вигляді, так і в якості сировини для отримання інших хімікатів. Існують три способи отримання цього газу.

Інструкція

1. Бутан – це органічна сполука, що належить до класу алканів. Він є безбарвним пальним газом, який добре розчиняється в органічних розчинниках, але нерозчинним у воді. Він міститься в нафтопродуктах і природному газі. У бутана є ізомери: винайманий і н-бутан. Цей газ застосовують у промисловості та сільському господарстві. При згорянні він розкладається до вуглекислого газу і води. Бутан малотоксичний, але негативно впливає на нервову і серцево-судинну системи. Тому при роботі з бутаном не можна вдихати його пари і слід уникати його потрапляння на шкіру і слизові оболонки.

2. Бутан отримують трьома способами. Перший з них, найпоширеніший – використання реакції Вюрца. Другий спосіб – гідрування алкінів до алканів. Третій полягає в дегідратації спиртів у присутності каталізатора до бутену, який потім піддають гідруванню. Перша з цих реакцій дозволяє отримати бутан безпосередньо, решта ж є багатоступеневими.

3. Для проведення реакції Вюрца потрібно взяти металевий натрій і додати його до йодистого етилу. Продуктом реакції відразу стане бутан:CH3-CH2-I+2Na+I-CH2-CH3 -2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3

4. Другий спосіб отримання бутану – гідрування бутину. Спочатку 1-бутин гідрують до 1-бутена, а потім 1-бутен вторинно гідрують до бутану:СН3-CH2-C CH ^ CH3-CH2-CH = CH2 ^ CH3-CH2-CH2-CH3 (Гідрування за H2) 1-бутин 1-бутен бутан

5. Третій процес отримання бутану також є багатоступеневим. Перший його етап включає в себе дегідратацію бутилового спирту в присутності Al2O3 при температурі 300-400oC:CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH=CH2 (Al2O3; 300 – 400оС) Дегідратація бутанолу полягає в його осушенні. Вона можлива при високій температурі і тільки в присутності каталізаторів (Al2O3; H2SO4) .Отримавши з попередньої реакції 1-бутен, його гідрують по водневому радикалу до бутану:СН3-CH2-CH = CH2 ^ CH3-CH2-CH2-CH3 (Гідрування за Н2) Всі вищевказані способи дозволяють отримати бутан в чистому вигляді. Найчастіше для отримання цього газу використовується перший з них, однак, у ряді випадків знаходять застосування і інші.

Як з етану отримати бутан – з брометан в етан – природничі науки

В обох випадках вихідною речовиною є етан. Вся справа в тому, що в шкільній або інститутської лабораторії отримання бутану можливо з мінімальними витратами енергоресурсів. Оскільки крекінг нафтопродуктів, процес дегідратації бутанолу і гідратація інших різних речовин можливі тільки під великим тиском з температурою в кілька сот і навіть тисяч градусів Цельсія.

У цих умовах найбільш раціональної представляється реакція Вюрца. На вихідний етан (CH₃-CH₃) подіє розчином йоду, брому або хлору. Оскільки всі граничні вуглеводні прекрасно галогеніруются, в результаті реакції у вас вийде галоген-етан: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.

Потім до отриманого брометану додайте еквівалентну кількість металевого натрію: 2C₂H₅Br (брометан) + 2Na (натрій) → C₄H₁₀ (бутан) + 2NaBr (бромід натрію) .З кожними двома молекулами брометан взаємодіє дві молекули натрію CH₃-CH₂-Br + Na. Метал забирає галоген, а два етилових радикала CH₃-CH₂- + -CH₂-CH₃ об’єднуються з утворенням нового з’єднання – бутану (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃).

Інший спосіб менш раціональний, але якщо перед вами стоїть завдання отримати бутан з етану з проміжною стадією, на якій утворюється пропан, такий варіант цілком підійде. Так само як і в першому випадку, піддайте етан Галогенування: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.

На другій стадії до утворився брометану додайте Бромметан і натрій, від кожного із з’єднань металевий натрій забирає бром. Так ви отримаєте пропан: CH₃-CH₂-Br (брометан) + CH₃Br (Бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₃ (пропан) + 2NaBr (бромід натрію) .Далі Галогенування ви піддаєте вже пропан: C₃H₈ + Br₂ → C₃H₇Br (бромпропан ) + HBr.

До отриманого бромпропану додайте Бромметан і металевий натрій. В результаті відщеплення бромід-іонів і з’єднання пропилового і метилового радикалів ви отримаєте бутан: CH₃-CH₂-CH₂-Br (бромпропан) + CH₃Br (Бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₂- CH₃ (бутан) + 2NaBr.