Получить из ацетата натрия метан


Как из ацетата натрия получить метан

Один из способов получения метана – сплавление ацетата и гидроксида натрия; другим продуктом реакции является карбонат натрия (как из ацетата натрия получить метан). Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

   

Пробы газа для анализа берут обычно из газопроводов, иногда из реакционных аппаратов. При пробоотборе из газопровода в газоход вставляют стеклянную, фарфоровую или металлическую газоотборную трубку. Использовать металлическую трубку можно только в том случае, если газ, находящийся при температуре не выше 200, не разрушает материал трубки. Газоотборная трубка должна входить в газоход на глубину одной трети диаметра труб газопровода. К газоотборной трубке присоединяют с помощью отрезка резинового шланга или непосредственно аппарат для анализа (газоанализатор) или же сосуд, в который отбирают пробу. Приемниками для пробы газа служат или непосредственно газовая бюретка газоанализатора или стеклянный баллон вместимостью 10-15 л; применяют также специальные колбы с кранами, имеющие объем от одного до десяти литров, или трубки вместимостью 110-210 мл с кранами или запаивающимися концами. В качестве побудителей движения газа к приемнику применяют аспираторы, насосы (водяные или ртутные), вентиляторы или создают предварительное разрежение в приемнике.

ru.solverbook.com

Опыт 10. Получение метана из ацетата натрия и его свойства

Опыт 10. Получение метана из ацетата натрия и его свойства.

В пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, поместить смесь, состоящую из одной частя обезвоженного тонкоизмельченного ацетата натрия и двух частей натронной извести (NaOH в СаО). Общий объем смеси 3...4 см (около 1/3нагреть ее в пламени горелки.

Поджечь метан у выхода газоотводной трубки через 1...2 минуты после выделения газа, т. е. после того, как улетучится гремучая смесь (будьте осторожны: смесь взрывоопасна!). Обратите внимание на то, что метан горит светящимся пламенем.

Выделяющийся метан пропустить через растворы бромной воды и KMnO4. Изменяется ли окраска последних, почему? Напишите уравнения реакций образования метана и горения метана.

Опыт 11. Бромирование гексана.

В сухую пробирку поместить 1 мл гексана и несколько капель бромной волы (Br2). Содержимое пробирки перемешать на холоде. Отметить, исчезает ли окраска брома. Нагреть содержимое пробирки до исчезновения окраски. Реакция сопровождается выделением HBr.

Объясните наблюдаемое явление, напишите уравнение соответствующей реакции и предложите радикальный цепной механизм бромирования гексана.

Опыт 12. Получение этилена и его свойства.

В коническую колбу на 50 мл, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, поместить 4...5 мл заранее приготовленной смеси (1 часть этилового спирта и 5 частей серной кислоты) и добавить немного песку, который необходим для обеспечения равномерного кипения. Конец газоотводной трубки опустить в пробирку с 4...5 мл бромной воды. Нагреть колбу со смесью в пламени горелки. Во избежание затягивания раствора бромной воды при перерывах в нагревании следует сначала удалить пробирку с раствором бромной воды, а затем прекратить нагревание. Убедившись, что бромная вода быстро обесцвечивается, немедленно опустить конец газоотводной трубки в заранее приготовленную пробирку с 3...4 мл раствора KMnO4. Продолжая нагревание колбы, обратить внимание на быстрое обесцвечивание розового раствора KMnO4. При этом этилен окисляется, образуя двухатомный спирт - этиленгликоль, а раствор буреет за счет выделяющегося диоксида марганца.

Заканчивая опыт (после пропускания этилена через бромную воду и раствор перманганата калия), этилен можно поджечь у конца газоотводной трубки. Он горит несветящимся пламенем.

При взаимодействии этилового спирта и концентрированной серной кислоты выделяется вода и образуется сложный эфир:

Ch4—Ch3—ОН + HO—SO3H

СН3—Ch3—O—SO3H + Н2О

Этиловый эфир серной кислоты

При нагревании сложного эфира серная кислота регенерируется и выделяется газообразный этилен:

Таким образом, серная кислота в итоге отнимает от этилового спирта молекулу воды. Напишите уравнения реакций: взаимодействия этилена с бромом и предложите цепной ионный механизм бромирования этилена, окисления этилена перманганатом калия, горения этилена.

Опыт 13. Получение ацетилена и исследование его свойств.

В сухую пробирку поместить кусочек карбида кальция и прилить воду, быстро закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и выделяющийся газ пропустить последовательно в пробирки с бромной водой, раствором KMnO4 и аммиачным раствором оксида серебра.

После обесцвечивания растворов в первых двух пробирках и выпадения осадка в третьей пробирке поджечь газ у конца отводной трубки. Ацетилен горит коптящим пламенем. Образовавшийся в третьей пробирке осадок отфильтровать, высушить, положить на асбестовую сетку включенной электроплитки и отойти на безопасное расстояние. При высыхании фильтра и осадка при дальнейшем подогреве происходит громкий взрыв ацетиленида серебра.

Напишите уравнения реакций получения ацетилена, взаимодействия ацетилена с бромом, окисления ацетилена раствором KMnO4, которое происходит с образованием промежуточного соединения — щавелевой кислоты, окисляющейся далее до диоксида углерода и уравнение реакции ацетилена с аммиачным раствором оксида серебра-[Ag(Nh4)2]OH.

pandia.ru

1.3.2. Реакции расщепления:

Крекинг алканов – разрыв углерод-углеродной связи, который может протекать под воздействием высоких температур (термический крекинг), либо в присутствии катализаторов (каталитический крекинг). Эти процессы имеют место при переработке нефти.

пропан метан этен

Дегидрирование (отщепление молекулярного водорода) – разрыв углерод-водородной связи с образованием непредельных соединений

пропан пропен

1.3.3. Реакции изомеризации – превращение линейной структуры в разветвленную, протекает при нагревании алканов в присутствии катализатора АlCl3:

н-бутан изобутан

1.3.3. Реакции окисления алканов

- Полное окисление (горение): СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О

- Неполное окисление при недостатке кислорода:

2СН4 + 3О2 → 2СО + 4Н2О; СН4 + О2 → С + 2Н2О

-Неполное окисление кислородом из сильного окислителя ([О]) позволяет получать разные кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, карбоновые кислоты и др). Этот процесс многостадийный и при бесконтрольном его течении получается смесь органических кислородсодержащих соединений. Добиться получения одного определенного продукта можно подбирая условия, при которых протекает процесс (температура, катализатор), например:

алкан спирт альдегид

  1. ЭКСПЕРИМЕНАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

    1. Получение метана из ацетата натрия

В пробирку, снабженную пробку с газоотводной трубкой, поместите смесь равных весовых частей обезвоженного ацетата натрия и натронной извести. Держа пробирку в горизонтальном положении, нагреть её в пламени микрогорелки. Из газоотводной трубки будет выделяться газ – метан.

Протекающая реакция – декарбоксилирование ацетата натрия:

СН3СООNа + NаОН → СН4↑ + Nа2СО3

Подожгите выделяющийся газ и обратите внимание - каким пламенем горит метан? Как правило метан горит несветящимся пламенем. Иногда пламя окрашено в желтый цвет за счет натрия, содержащегося в стекле.

Убедившись, что метан горит, опустить конец газоотводной трубки в пробирку с раствором перманганата калия, который готовится смешением 1 мл 0,1 н. КМnО4 и 5 мл воды. Убедившись, что обесцвечивания раствора не происходит (почему?), быстро перенести газоотводную трубку из раствора перманганата калия в пробирку с 5 мл бромной воды. Обесцвечивается ли раствор в этом случае (почему?)?

В процессе нагревания исходной смеси наряду с метаном образуется карбонат натрия, наличие которого можно обнаружить следующим образом: охладить пробирку с исходной смесью и добавить в неё 2-3 мл 2 н. НСl и быстро соединить её с газоотводной трубкой, которую опускаем в пробирку с 2-3 мл насыщенного раствора гидроксида бария Ва(ОН)2 – что наблюдаете?

Nа2СО3 + 2НСl → 2NаСl + СО2↑ + Н2О

СО2 + Ва(ОН)2 → Ва СО3↓ + 2 Н2О.

studfiles.net

Получение метана в лаборатории

Наиболее удобный лабораторный способ получения метана -- взаимодействие ацетата натрия с натронной известью.

Взаимодействие солей карбоновых кислот со щелочью является общим способом получения углеводородов. Реакция в общем виде изображается уравнением:

если R = СН3, то образуется метан.

Поскольку едкий натр является веществом гигроскопичным, а присутствие влаги мешает успешному прохождению реакции, то к нему добавляют оксид кальция. Смесь едкого натра с оксидом кальция и называется натронной известью.

Для успешного протекания реакции требуется довольно сильное нагревание, однако чрезмерный перегрев смеси ведет к побочным процессам и получению нежелательных продуктов, например ацетона:

Ацетат натрия до опыта должен быть обезвожен. Натронную известь перед приготовлением смеси также следует прокалить. Если нет готовой натронной извести, ее готовят следующим образом. В железной или фарфоровой чашке обливают хорошо прокаленную измельченную известь СаО вдвое меньшим количеством насыщенного водного раствора щелочи NaOH. Смесь выпаривают досуха, прокаливают и измельчают. Вещества хранят в эксикаторе.

Для демонстрации получения метана лучше всего воспользоваться небольшой колбой с отводной трубкой, а для практического занятия -- пробиркой (рис. 1 и 2).

Собирают прибор, как указано на рис. 1 или 2. В промывную склянку, для улавливания примесей, наливают раствор щелочи (рис. I). В реакционную колбу или пробирку помещают смесь ацетата натрия и натронной извести. Для этого тонкоизмельченные вещества тщательно смешивают в объемном отношении 1:3, т.е. со значительным избытком извести, чтобы заставить по возможности полностью прореагировать ацетат натрия.

Рис. I. Получение метана в лаборатории (демонстрационный опыт)

Колбу нагревают с помощью горелки через асбестовую сетку, а пробирку на голом пламени. Собирают метан в пробирку по способу вытеснения воды. Для проверки чистоты полученного газа пробирку вынимают из воды и не переворачивая поджигают газ.

Так как процесс получения метана нецелесообразно прерывать, а все другие опыты невозможно успеть выполнить, пока идет реакция, то рекомендуется набрать газ для последующих опытов в несколько цилиндров (пробирок) или в газометр.

Наполненные цилиндры оставляют на время в ванне или же закрывают под водой стеклянной пластинкой (пробкой) и ставят на стол вверх дном.

Метан легче воздуха. Для ознакомления с физическими свойствами метана учитель демонстрирует цилиндр с собранным газом. Учащиеся наблюдают, что метан -- газ бесцветный. Собирание метана по способу вытеснения воды дает основание предположить, что этот газ, по-видимому, нерастворим в воде. Учитель подтверждает это заключение.

На весах уравновешивают две одинаковые колбы возможно большей емкости. Одна из колб подвешена вверх дном (рис. 3). В эту колбу пропускают некоторое время метан из прибора. Чашка весов поднимается вверх. Чтобы учащиеся не думали, будто изменение в весе происходит из-за давления струи газа на дно колбы, обращают внимание на то, что нарушение равновесия остается и после того, как прекращено пропускание метана.

После того как весы будут снова приведены в равновесие (для этого на некоторое время перевертывают вверх горловиной склянку с метаном), для сравнения и большей убедительности выводов пропускают метан в нормально стоящую на весах колбу. Равновесие весов не нарушается.

Показав, что метан легче воздуха, учитель сообщает, сколько весит при нормальных условиях литр метана. Эти сведения будут нужны далее при выводе молекулярной формулы вещества.

vuzlit.ru


Смотрите также