Як отримати етан з метану


 

Етан — один з часто зустрічаються в природі газів. Це органічна речовина, яка нарівні з метаном входить до складу нафти і природного газу. З нього отримують етилен, який, в свою чергу, є сировиною для отримання оцтової кислоти, етилового спирту, вінілацетату ряду інших речовин. В якості вихідного матеріалу для отримання етану зазвичай використовується метан.



Інструкція

  1. Як метан, так і етан відносяться до класу органічних сполук, які називаються алканами. Вони, в свою чергу, є окремими випадками граничних вуглеводнів. Вуглеводні являють собою органічні сполуки, молекули яких складаються, як і випливає з їхньої назви, з атомів вуглецю і водню.

    Метан є першим представником гомологічного ряду алканів. Далі за ним слідують етан, пропан, бутан і ряд інших речовин. Формули граничних вуглеводнів виражаються наступним чином: CnH2n +2. Метан і етан між собою є гомологами. Так називаються речовини, однакові за хімічним властивостям, але різні за складом, і, отже, фізичним властивостям. Склад гомологів відрізняється на CH2-групу.


  2. Існує два основних способи отримання етану з метану. Перший з них полягає в застосуванні реакції Вюрца, відкритої в 1870 році. Дана реакція заснована на взаємодії галогенопроізводних граничних вуглеводнів з металевим натрієм. Зокрема, вона може бути здійснена щодо хлорметан. Для полегшення перебігу реакції необхідно додати до цього з’єднанню натрій. Він вступить в реакцію з молекулами хлору. Натрій приєднає до себе молекули хлору, внаслідок чого вийде етан:

    CH3-{Cl +2 Na + Cl}-CH3
    хлорметан ↓-2NaCl → C2H6

    Для того, щоб отримати етан, слід попередньо підготувати хлорметан. Він виходить шляхом нагрівання метану і хлору до 400 градусів. Після цього, проводять реакцію Вюрца як показано вище.


  3. Другий спосіб є багатоступеневим. Спочатку метан окислюють до ацетилену, а потім ацетилен гідруван до етану. Окислення метану до ацетилену проходить наступним чином:

    4CH4 +4 O2 → CH ≡ CH + CO2 + CO +5 H2O +2 H2

    Далі приступають до гидрированию ацетилену. В результаті подвійного гідрування остаточним продуктом реакції стає етан:

    CH3 ≡ CH3 → CH2 = CH2 → C2H6 (Гідрування по водневого радикалу H2)

    Незважаючи на те, що етан найчастіше отримують дещо іншими способами-це метод все одно іноді застосовується, особливо коли вихідною речовиною може бути тільки метан. Метан і етан-гази одного класу та однієї групи, тому одне з іншого легко отримати.



Зверніть увагу

Все алкани є отруйними і вогненебезпечними речовинами.