Хімія – універсальний довідник
ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ
ПРОДУКТИ ПЕРЕРОБКИ ВУГЛЕВОДНІВ
Вуглеводні – основна сировина для промислового одержання всіх інших органічних речовин. У той же час вуглеводні хімічно досить інертні. Згадайте парафін – речовину, з якої виготовлені свічки (насправді, парафін – це суміш вуглеводнів ряду метану з числом атомів Карбону в ланцюгу від 19 до 35).
Насичені вуглеводні не реагують ні з кислотами, ні з лугами. Вони не змінюються на повітрі. Та й у земних надрах в умовах високих тисків і підвищених
Водночас при достатньому підвищенні температури, особливо у присутності каталізаторів, вуглеводні вступають у хімічні реакції, які зв’язані як із взаємоперетвореннями власних молекул, так і з взаємодією з іншими реагентами.
Ми вже згадували про крекінг, у результаті якого під дією високої температури відносно довгі молекули розпадаються на частини. Енергія зв’язку між різними атомами Карбону в ланцюгу різна:
(числа над рисками –
Розглянемо можливі перетворення вуглеводнів на прикладі метану.
На першому етапі термічного розпаду метану, який стає помітним при температурі, вищій 500 °С, від молекули відщеплюється атом Гідрогену з утворенням залишку СН3:
Цей залишок молекули називається радикалом. Істотною особливістю радикалів є наявність на одній або декількох орбіталях молекули по одному електрону, що зображається як – СН3. Цей запис відповідає схемі електронної будови:
Радикалом, мабуть, є і утворений під час розкладу метану атом Гідрогену – Н, але для атомів це поняття, зазвичай, не використовується, а тільки для фрагментів, залишків молекул з неспареними електронами.
Радикали – досить реакційно здатні частинки, які легко вступають у реакції між собою і з іншими частинками (як із молекулами, так і з радикалами). При цьому утворюються найрізноманітніші сполуки.
Як приклад, наведемо лише деякі продукти, що утворюються з радикалів СН3, СН2 і СН, які з’явилися в результаті термічного розкладу метану:
Якщо в реакційній суміші присутні й інші молекули, то склад продуктів стає надзвичайно різноманітним.
Наприклад, при окисненні метану киснем за підвищених температур (від 150 до 600 °С) одночасно утворюється багато сполук різних класів. У присутності декількох каталізаторів, які прискорюють кожен “свою” реакцію, можна одержувати різні речовини, серед яких найважливіші:
Метиловий спирт СН3-ОН,
Мурашиний альдегід (формальдегід) Н2С=0,
Мурашина кислота
Однією з найважливіших реакцій метану є його конверсія з водяною парою, в результаті якої утворюється так званий синтез-газ:
Або суміш водню з вуглекислим газом: