Для получения алканов используются различные методы. Алканы выделяют из нефти, синтезируют из неорганических веществ, получают реакциями разложения или замещения.
Вместе с алканами при крекинге образуются алкены:
Таким способом можно получить ценные вещества, содержащие алканы:
- моторное и ракетное топливо;
- бытовые газы;
- масла;
- воски;
- гудрон.
Для получения метана в промышленности используются два метода:
- соединение оксида углерода (II) и водорода на основе водяного пара и в присутствии катализатора: CO + 3H2 → CH4 + H2O;
- газификация твёрдого топлива в присутствии катализатора (никеля) при высокой температуре: C + 2H2 → CH4
Впервые крекинг был использован в конце XIX века. Промышленная установка была сконструирована и запатентована инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым.
Лаборатории
Лабораторным способом алканы получают из неорганических веществ, реакциями замещения, гидролиза, гидрированием. В таблице описаны основные способы получения алканов в лабораториях.
|
Реакция |
Описание |
Уравнение |
|
Гидрирование галогеналканов |
Побочным продуктом является кислота |
CH3Cl + H2 → CH4 + HCl |
|
Гидролиз карбида алюминия |
Метод получения метана |
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 |
|
Взаимодействие карбида алюминия с сильными кислотами |
В результате образуется неорганическая соль и метан |
– Al4C3 + H2Cl → CH4 + AlCl3; – Al4C3 + H2SO4 → CH4 + Al2(SO4)3 |
|
Реакция Дюма |
Сплавление солей карбоновых кислот со щелочами |
– CH3COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4; – C2H5-COONa + NaOH → C2H6 + Na2CO3 |
|
Реакция Вюрца |
Взаимодействие натрия с галогенпроизводными алканов |
– 2CH3Cl + 2Na → C2H6 + 2NaCl; – CH3I + 2Na + C2H5I → C3H8 + 2NaI |
|
Гидрирование алкенов и алкинов |
Условия: высокая температура и присутствие катализатора (никеля) |
– C2H4 + H2 → C2H6; – C2H2 + 2H2 → C2H6 |
|
Реакция Кольбе (электролиз) |
Через раствор солей карбоновых кислот пропускается электрический ток. В результате на аноде протекает процесс окисления с образованием алканов |
2H2O + 2CH3COONa → H2 + 2NaHCO3 + C2H6 |
Применение
Из алканов получают парафины, вазелин, бензин, смеси, которые используют в промышленности, строительстве косметологии. Примеры использования алкенов:
- из парафина производят свечи, моющие средства, пропитку для спичек и бумаги;
- из вазелина изготавливают мази, косметические средства, масло;
- гудрон применяют для прокладки дорог;
- газообразные алканы используются в быту;
- бензин, керосин используют как топливо.
Алканы могут использоваться в сочетании с другими углеводородами – алкенами и алкинами, которые также получают из нефти.
Что мы узнали?
Рассмотрели способы получения алканов в промышленности и лабораториях. В промышленности алканы можно получить с помощью крекинга, синтеза простых веществ, реакцией присоединения угарного газа к молекуле водорода. В лабораториях алканы получают с помощью гидрирования, электролиза, гидролиза, присоединения. Алканы используются в промышленности для изготовления материалов, пропиток, масел. Жидкие и газообразные алканы используют в качестве топлива.
