Для описания превращений этана в этилацетат через указанные промежуточные продукты, мы можем последовательно записать уравнения химических реакций для каждого этапа. Вот подробное описание каждого шага:
Этан в этен (дегидрирование этана)
Этан может быть превращен в этен (этилен) путем дегидрирования:
[
\text{C}_2\text{H}_6 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2
]
Эта реакция требует высокой температуры и катализатора (например, платины или никеля).
Этен в этанол (гидратация этена)
Этен может быть превращен в этанол при гидратации:
[
\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{кислотный катализатор}} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}
]
Обычно для этой реакции используется серная или фосфорная кислота как катализатор.
Этанол в этаналь (окисление этанола)
Этанол окисляется до этаналя (ацетальдегида):
[
\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + [\text{O}] \rightarrow \text{CH}_3\text{CHO} + \text{H}_2\text{O}
]
Для этого превращения можно использовать такие окислители, как марганцовокислый калий ((\text{KMnO}_4)) или двухромовокислый калий ((\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7)) в кислой среде.
Этаналь в этановую кислоту (дальнейшее окисление этаналя)
Этаналь может быть окислен до этановой кислоты:
[
\text{CH}_3\text{CHO} + [\text{O}] \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH}
]
Аналогично, окислители могут быть такими же, как и для предыдущей стадии.
Этановая кислота в этилацетат (эстерификация)
Этановая кислота реагирует с этанолом с образованием этилацетата:
[
\text{CH}_3\text{COOH} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{кислотный катализатор}} \text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3 + \text{H}_2\text{O}
]
Эта реакция является классическим примером реакции эстерификации, для которой также часто используется серная кислота в качестве катализатора.
Эти уравнения демонстрируют последовательные шаги химических превращений от этана к этилацетату, каждый из которых включает различные типы реакций, такие как дегидрирование, гидратация, окисление и эстерификация.