Конечно, давайте рассмотрим цепочку превращений поэтапно:
CH3-COONa → CH4 (Метан)
Это реакция декарбоксилирования. Для этого используется реакция Колбе, где соль карбоновой кислоты (ацетат натрия) нагревается с гидроксидом натрия:
[ CH3COONa + NaOH \xrightarrow{t°} CH4 + Na2CO3 ]
CH4 → CH≡CH (Ацетилен)
Следующее превращение — это получение ацетилена из метана. Этот процесс осуществляется через пиролиз метана при высокой температуре (1500°C):
[ 2CH4 \xrightarrow{1500°C} CH≡CH + 3H2 ]
CH≡CH → CH2=CHCl (Хлорэтен)
Ацетилен реагирует с соляной кислотой (HCl) в присутствии катализатора (HgCl2), образуя хлорэтен:
[ CH≡CH + HCl \xrightarrow{HgCl2} CH2=CHCl ]
CH2=CHCl → CH3-CH3 (Этан)
Хлорэтен (винилхлорид) может быть восстановлен до этана. Это можно сделать через катализатор гидрирования, например, никель:
[ CH2=CHCl + H2 \xrightarrow{Ni} CH3-CH3 + HCl ]
CH3-CH3 → CO2 (Углекислый газ)
Последняя стадия — окисление этана до углекислого газа и воды. Это можно сделать через полный катализируемый процесс с использованием кислорода в присутствии катализатора, например, оксидов металлов:
[ 2CH3-CH3 + 7O2 \xrightarrow{kat.} 4CO2 + 6H2O ]
Таким образом, вся цепочка превращений выглядит следующим образом:
[ CH3-COONa \xrightarrow{NaOH, t°} CH4 \xrightarrow{1500°C} CH≡CH \xrightarrow{HCl, HgCl2} CH2=CHCl \xrightarrow{H2, Ni} CH3-CH3 \xrightarrow{O2, kat.} CO2 + H2O ]
Эти реакции охватывают несколько ключевых химических процессов, включая декарбоксилирование, высокотемпературный пиролиз, гидрогалогенирование, гидрирование и каталитическое окисление.