Способы получения предельных углеводородов

1. Промышленные методы выделения из природных и попутных газов.

выс. Р фракц. перегонка

г аз сжиженный газ индивид. углев.

низкая Т под давлением

	Т кипения
СН4	- 161оС
С2Н6	- 88оС
С3Н8	- 42оС
С4Н10	- 0,5оС

2. Из нефти.

Нефть содержит жидкие и твердые предельные углеводороды. Так в ней содержатся: С₅Н₁₂, С₆Н₁₄ - вcе изомеры.

С₇Н₁₆, С₈Н₁₈ - в основном нормальные.

Начиная с С₉Н₂₀ – только углеводороды нормального строения. Фракционная перегонка не позволяет выделить индивидуальные углеводороды, отгоняют лишь фракции:

Петролейный эфир	40-75оС	Растворитель
Бензин	70-130оС	горючее для двигателей внутреннего сгорания
Керосин	150-300оС	топливо для ракетных двигателей
Мазут	>300оС	из мазута перегонкой с паром и под вакуумом выделяют различные масла: соляровое, смазочное, вазелиновое и др.

Благодаря высокой температуре перегонки и особенно в процессе крекинга идет разложение с образованием низкомолекулярных газообразных углеводородов, которые используются в качестве сырья после разделения на фракции, содержащие: этан – этилен, пропан – пропилен, бутан – бутилен.

Путем дополнительного фракционирования выделяют более узкие фракции: С₅Н₁₂ используют в синтезе амиловых спиртов, а на их основе эфиров – растворителей и душистых продуктов.

Из масляных фракций нефти выделяют твердые углеводороды состава: С₁₆Н₃₄ и более (парафин и церезин).

3. Гидрирование непредельных углеводородов, полученных в результате крекинга нефти:

Ni, Pt, Pd, T=30-60⁰C

CH₃-CH=CH₂ + H₂ CH₃-CH₂-CH₃

4. Гидрогенизация окиси углерода (способ Орлова-Фишера):

Fe+Co, T=200⁰C

nCO + (2n+1)H₂ C_nH_2n+2 + nH₂O

5. Гидрогенизация бурых углей (Бергиус):

Fe, T=450⁰C, P=200 ат

nC + (n+1)H₂ C_nH_2n+2

6. Получение метана из углерода и его окислов:

1200^оС

С + 2Н₂ СН₄

сажа

Ni, 500^оС

С + 2Н₂ СН₄

сажа

Ni, 250^оС

СO + 3Н₂ СН₄ + Н₂О

7. Получение метана из карбидов металлов:

Al₄C₃ + 12 Н₂О 4Al(OH)₃ + 3CH₄

Лабораторные способы получения алканов

1. Реакция Вюрца:

СН₃Вr + 2 Nа + ВrСН₃ → 2 NаВr + СН₃-СН₃

2 . Сплавление Nа- или К-солей карбоновых кислот со щелочами:

О

cплавление

С Н₃-С + NaOH Na₂CО₃ +СН₄

ONa

сухой (натронная

известь)

Лучше удается для получения метана.

3. Электролиз водных растворов Nа- или К– солей карбоновых кислот (анодный синтез Кольбе):

СН₃СООNa Na⁺ + СН₃СОО^-

НОН Н⁺ + ОН^-

На катоде: 2Н⁺ + 2е Н₂

Na⁺ + ОН^- NaOH

На аноде: 2 СН₃СОО^--2е 2 СН₃СОО^. 2СО₂ + 2СН₃ ^. СН₃ - СН₃

4. Восстановление различных галогенопроизводных углеводородов

Например:

+ 2H HCl + СН3-СН2-СН3

СН₃–СН₂J + HJ СН₃-СН₃ + I₂

Напоминаю, что в молекуле метана все четыре связи С-Н равноценны; это позволяет предположить, что в процессе образования связей происходит перераспределение электронной плотности, а именно, валентные электроны углерода распределяются не на чистых s и р орбиталях, а на смешанных (гибридизованных) орбиталях общей смешанной формы. При гибридизации 1s и 3-х р-электронов образуются четыре гибридных электронных связей.