Как из пропановой кислоты получить этан

Для того чтобы получить этан из пропановой кислоты, мы должны применить один из основных реакционных механизмов – обмен протонов (нуклеофильная замещение). Давайте рассмотрим этот процесс подробнее.

В пропановой кислоте (CH3CH2COOH) есть функциональная группа карбоксильной кислоты (–COOH). Чтобы превратить ее в этан (C2H6), мы должны удалить карбоксильную группу и заменить ее на два атома водорода.

Шаг 1: Превращение пропановой кислоты в пропаноат
Карбоксильная кислота может реагировать с щелочью, такой как натриевая гидроксид (NaOH), в процессе называемом нейтрализацией. В этом процессе кислота реагирует с щелочью, образуя соль и воду.

CH3CH2COOH + NaOH → CH3CH2COONa + H2O

Таким образом, пропановая кислота (CH3CH2COOH) реагирует с натриевой гидроксидом (NaOH) и образует пропаноат натрия (CH3CH2COONa) и воду (H2O).

Шаг 2: Превращение пропаноата натрия в пропанолат
Продолжим процесс, добавив к полученной соли кислоту – соляную кислоту (HCl). Данный этап называется обратной нейтрализацией.

CH3CH2COONa + HCl → CH3CH2COOH + NaCl

На этом этапе пропаноат натрия (CH3CH2COONa) реагирует со соляной кислотой (HCl) и образует пропановую кислоту (CH3CH2COOH) и соль (NaCl).

Шаг 3: Превращение пропановой кислоты в этан
Наконец, нагревая пропановую кислоту (CH3CH2COOH) в присутствии некоторого катализатора, такого как оксид алюминия (Al2O3), происходит разложение молекулы пропановой кислоты на два молекулы воды (H2O) и одну молекулу этана (C2H6).

2CH3CH2COOH → C2H6 + 2H2O

Таким образом, пропановая кислота (CH3CH2COOH) разлагается на этан (C2H6) и воду (H2O) при нагревании в присутствии катализатора, в данном случае – оксида алюминия (Al2O3).

В итоге, чтобы получить этан из пропановой кислоты, необходимо пройти через следующие этапы:
- Реакция нейтрализации пропановой кислоты с натриевой гидроксидом (NaOH) для образования пропаноата натрия (CH3CH2COONa);
- Реакция обратной нейтрализации пропаноата натрия с соляной кислотой (HCl) для образования пропановой кислоты (CH3CH2COOH);
- Разложение пропановой кислоты при нагревании с катализатором – оксидом алюминия (Al2O3), что приведет к образованию этана (C2H6) и воды (H2O).

Надеюсь, это объяснение поможет вам понять процесс получения этана из пропановой кислоты.