Metode za proizvodnjo alkenov: laboratorijske in industrijske

Alkenovi so dragocene "prehodne" snovi. Z njihovo pomočjo je mogoče dobiti alkane, alkine, derivate halogenov, alkohole, polimere in druge. Glavna težava nenasičenih ogljikovodikov je njihova skoraj popolna odsotnost v naravi, večinoma se snovi v tej seriji izločajo v laboratoriju s kemično sintezo. Da bi razumeli posebnosti reakcij za proizvodnjo alkenov, moramo razumeti njihovo strukturo.

Kaj so alkeni?

Alkeni so organske snovi, ki so sestavljene iz atomov ogljika in vodika. Posebna značilnost te serije so dvojne kovalentne vezi: sigma in pi. Določajo kemijske in fizikalne lastnosti snovi. Tališče je za njih nižje kot za ustrezne alkane. Tudi iz te "bazne" vrste ogljikovodikov se alkeni odlikujejo s prisotnostjo adicijske reakcije, ki se pojavi z zlomom pi-vezi. Zanje so značilne štiri vrste izomerizma:

• na položaju dvojne vezi;
• o spremembah ogljikovega ogrodja;
• interklass (s cikloalkani);
• geometrijsko (cis- in trans-).

Drugo ime za to vrsto snovi je olefinov. To je posledica njihove podobnosti kot poliatomske karboksilne kisline, ki imajo v svoji sestavi dvojno vez. Nomenklatura alkenov se razlikuje po tem, da se določitev prvega atoma v verigi ogljika izvede z večkratno vezjo, katere položaj je prav tako označen v imenu snovi.

Križanje je glavni način pridobivanja alkenov

Razkroj je vrsta rafiniranja nafte pri visokih temperaturah. Glavni cilj tega postopka je pridobivanje snovi z nižjo molekulsko maso. Pri razpadu alkanov, ki so del naftnih produktov, pride do razpokanja pri proizvodnji alkenov. To se zgodi pri temperaturah od 400 do 700 ° C. V tej reakciji za proizvodnjo alkenov je poleg snovi, ki je bila namenjena njena izvedba, nastal alkan. Skupno število atomov ogljika pred in po reakciji je enako.

Drugi industrijski procesi za proizvodnjo alkenov

Nemogoče je nadaljevati pogovor o alkenah, ne da bi omenili reakcijo dehidrogenacije. Izvedemo jo alkan, v katerem se po cepitvi obeh atomov vodika tvori dvojna vez. To pomeni, da metan ne bo vstopil v to reakcijo. Zato se iz etilena berejo številne alkene. Posebni pogoji za izvedbo reakcije so povišana temperatura in katalizator. V vlogi slednjega lahko delujejo nikelj ali kromov oksid (III). Rezultat reakcije bo proizvodnja alkena z ustreznim številom ogljikovih atomov in brezbarvnim plinom (vodik).

Druga industrijska metoda pridobivanja snovi iz te serije je hidrogenacija alkinov. Ta reakcija za proizvodnjo alkenov poteka pri povišanih temperaturah in s sodelovanjem katalizatorja (niklja ali platine). Mehanizem za hidrogeniranje temelji na raztrganju ene od dveh pi vez vezanega alkina, po katerem se atomi vodika priključijo mestom uničenja.

Laboratorijska metoda z uporabo alkohola

Ena najpreprostejših in stroškovno najučinkovitejših metod je intramolekularna dehidracija, to je voda delitev. Pri pisanju reakcijske enačbe je treba spomniti, da se bo to izvedlo v skladu s pravilom Zaitseva: vodik se bo odcepil od najmanj hidrogeniranega ogljikovega atoma. Temperatura mora biti nad 150 ° C. Kot katalizator je treba uporabiti snovi s higroskopskimi lastnostmi (z zmožnostjo vlaženja), na primer žveplovo kislino. Na mestu ločitve hidroksilne skupine in vodika se tvori dvojna vez. Rezultat reakcije bo ustrezna alkenska in ena molekula vode.

Ekstrakcija v laboratoriju na osnovi halogeniranih derivatov

Obstajata še dve laboratorijski metodi. Prvi je delovanje alkalne raztopine na derivate alkana, ki imajo v svoji sestavi en atom halogena. Ta metoda se imenuje dehidrohalogenacija, to je razcepitev vodikovih spojin z nekovinskimi elementi sedme skupine (fluor, brom, klor, jod). Izvajanje reakcijskega mehanizma, kot v prejšnjem primeru, poteka v skladu s pravilom Zaitseva. Pogoji kataliziranja so alkoholna raztopina in povišana temperatura. Po reakciji se oblikuje alken, sol kovinskega elementa alkalij in halogena.

Druga pot je zelo podobna prejšnji. Izvaja se s pomočjo alkana, ki ima dva halogena. Na takšno snov delujejo kot aktivna kovina (cink ali magnezij) v prisotnosti raztopine alkohola in povišane temperature. Reakcija poteka le, če je vodik nadomeščen s halogenom na dveh sosednjih ogljikovih atomih, če pogoj ni izpolnjen, potem se ne tvori dvojna vez.

Zakaj potrebujete cink in magnezij? Med reakcijo kovinski oksidira, ki lahko oddaja dva elektrona in izloči dva halogena. Če vzamete alkalne elemente, bodo reagirali z vodo, ki je v raztopini alkohola. Kar se tiče kovin, ki so v območju Beketov po magneziju in cinku, bodo prešibke.