3.
Химические свойства алканов: реакции разложения, окисления, изомеризации
Теория
Реакции разложения
1. Дегидрирование
Реакция дегидрирования алканов происходит в присутствии катализатора (\(Ni\), \(Pt\) и т. п.). В ходе реакции отщепляется водород и образуются алкены:
При быстром нагревании метана образуется ацетилен:
Этот процесс называют пиролизом.
2. Крекинг
Крекинг происходит при нагревании алканов с длинными углеродными цепями. Связи между атомами углерода разрываются, образуется смесь алканов и алкенов с меньшими молекулярными массами. Например, при крекинге декана могут происходить такие реакции:
3. Термическое разложение
При сильном нагревании алканы разлагаются на простые вещества (сажу и водород):
Реакция изомеризации
В присутствии катализатора алканы, начиная с бутана, изомеризуются, то есть происходит изменение их строения. При изомеризации бутана образуется изобутан (метилпропан):
Реакции окисления
1. Горение (полное окисление)
При достаточном количестве кислорода при сгорании алканов образуются углекислый газ и вода:
2. Каталитическое окисление
В присутствии катализатора алканы окисляются частично с образованием разных продуктов.
При окислении бутана получают уксусную кислоту:
Важное значение имеет промышленный процесс конверсии метана — окисление метана водой:
Так получают синтез-газ — смесь угарного газа и водорода.