ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы УГЛЕВОДОРОДЫ Предельные ациклические углеводороды (алканы, или парафины) из "Органическая химия Том 1" Члены гомологического ряда предельных ациклических углеводородов отвечают общей формуле С Нгп+2. Выше (стр. 22) был приведен способ образования цепей и возможные изомеры. [c.230] Способы получения. 1. Прямой синтез из элементов. Метан образуется в малых количествах вместе с ацетиленом и другими углеводородами в пламени электрической дуги между угольными электродами в атмосфере водорода (Вертело). Таким образом, углерод может непосредственно взаимодействовать с водородом. [c.231] В результате непосредственного взаимодействия углерода с водородом можно получить и более тяжелые углеводороды, чем метан. Эта реакция лежит в основе способа Бергиуса получения синтетического бензина. В качестве исходного сырья используют не чистый углерод, как в приведенной выше реакции, а угли, содержащие значительное количество водорода, образовавшиеся из низших растений состав этих углей ближе к составу органического соединения с очень большими молекулами, чем к составу чистого кристаллического углерода. В этих молекулах большое число атомов углерода связано друг с другом, однако часть их валентностей связана с водородом (и кислородом), что облегчает гидрирование. [c.231] Гидрирование протекает в две фазы сначала в жидкой, а затем в газообразной фазах, причем в обоих случаях температура равна 450—470° и давление 200—300 ат. В первой стадии тонкоразмельченный уголь и катализатор смешивают с тяжелым маслом и обрабатывают водородом в автоклавах. В качестве катализатора применяют щавелевокислое олово, молибдат аммония или сернокислое железо (II) за счет присутствующего На8 они быстро превращаются в сульфиды соответствующих металлов, являющиеся собственно катализаторами. Уголь превращается в жидкие углеводороды. Последние разделяют перегонкой на тяжелое масло, которое возвращается в первую стадию, и среднее масло, которое затем гидрируют пропусканием в газообразном состоянии вместе с водородом над катализатором. При этом в качестве главного продукта получается бензин. [c.231] Двуокись углерода реагирует аналогично, но труднее, при 400°. [c.231] Эту реакцию можно осуществить таким образом, чтобы вместо метана получить высшие углеводороды. При производстве синтетического бензина по способу Ф. Фишера и X. Тропша вместо никеля, являющегося слишком энергичным катализатором, применяют кобальтовые катализаторы, содержащие основные вещества. Работают при температуре несколько ниже 300° (при более высокой температуре образуется метан) и при атмосферном давлении. [c.231] Продукт реакции состоит из смеси газообразных углеводородов (метана, этана, пропана, бутана), жидких углеводородов, кипящих при температуре в пределах температур кипения бензпна Сб—Сю, и из смеси высококипящих углеводородов типа керосина, а также из твердых алкапов. Большинство этих углеводородов принадлежит к ряду алканов, однако они содержат и алкепы. [c.232] Молекулы СО, промежуточные продукты с пснасыщеппыми валентностями, а также водород находятся в хемосорбированном состоянии. [c.232] Общим широко применяемым способом получения алканов является гидрирование алкенов молекулярным водородом в присутствии катализаторов (см. Алкены ). [c.232] Карбиды щелочных металлов и карбиды Са, 8г и Ва содержат ион С и образуют при разложении водой ацетилен. [c.232] Карбиды переходных металлов являются либо совершенно устойчивыми по отношению к воде и кислотам (например, Т1С, Zт и другие интерстициальные карбиды), либо реагируют с НС1, образуя в равных количествах водород и метан (МПзС) или же водород и смесь газообразных, жидких или даже твердых углеводородов (РвзС, N 30). [c.232] Таким образом, метод заключается в замещении галоида в исходном галоидном производном атомом водорода. [c.233] Однако в этом случае, кроме желаемых молекул, получают также и молекулы И —К и К —К таким образом, конечный продукт реакции является смесью трех веществ, что сильно снижает препаративное значение метода. [c.233] Ион СНзСОО теряет свой электрический заряд и превращается в свободный радикал СНдСОО-. Последний вследствие своей неустойчивости распадается на СОа и свободный радикал СНд-, который стабилизируется за счет связывания с другим аналогичным радикалом, образуя СН3-СН3. [c.233] Физические свойства. Четыре первых члена гомологического ряда алканов — метан, этан, пропан и бутан — являются газообразнылн веществами при обычной температуре. Средние члены представляют собой жидкости, а высшие — твердые вещества, как можно увидеть (для нормальных алканов) из табл. 25. Температуры кипения последовательно возрастают в гомологическом ряду. [c.234] Плотность алканов меньше, чем плотность воды. Она возрастает с увеличением числа атомов углерода в молекуле (см. табл. 25). [c.236] Газообразные и жидкие члены ряда обладают запахом бензина, твердые не имеют ни запаха, ни вкуса. [c.236] Химические свойства. Старое название парафины (от рагит т.е. обладающих малым сродством) выражает малую реакционную способность этих соединений. Однако в результате новых исследований установлено, что алканы инертны только по отношению к ионным реагентам, как, например, к основаниям, минеральным кислотам средней силы и окислителям в водном растворе наоборот, они сравнительно легко реагируют со свободными атомами и радикалами и претерпевают значительные превращения под действием электрофильных катализаторов. [c.236] Равновесие устанавливается, если исходить либо из к-бутана, либо из изобутана. Содержание изобутана в равновесной смеси равно 80% однако у высших алканов равновесное содержание изоалкана меньше. [c.236] Вернуться к основной статье