Реакция, представленная уравнением:
[ \text{CH}_3\text{-CH}_3 \xrightarrow{\text{Ni, t}} \text{H}_2\text{C=CH}_2 + \text{H}_2 ]
представляет собой реакцию дегидрирования этана с образованием этилена (этена) и водорода. Давайте разберем её подробнее.
Тип реакции:
Эта реакция относится к классу дегидрирования. Дегидрирование — это процесс удаления молекул водорода из органических соединений. В данном случае удаляется водород из этана (( \text{CH}_3\text{-CH}_3 )), что приводит к образованию этилена (( \text{H}_2\text{C=CH}_2 )).
Механизм реакции:
Катализатор и условия:
- Катализатор: Никель (Ni). Никель используется как катализатор, который снижает энергию активации реакции и облегчает разрыв химических связей.
- Температура: Высокая температура (t). Процесс дегидрирования обычно требует значительного нагрева для преодоления энергии активации и обеспечения достаточной энергии для разрыва C-H связей.
Процесс дегидрирования:
- При нагревании в присутствии никелевого катализатора, молекулы этана начинают разрываться. Энергия, полученная от нагрева, помогает преодолеть энергию активации, необходимую для разрыва C-H связей в этане.
- В результате разрыва C-H связей, происходит формирование двойной связи между двумя углеродными атомами, что приводит к образованию этилена (( \text{H}_2\text{C=CH}_2 )).
- Одновременно с этим, выделяются молекулы водорода (( \text{H}_2 )).
Промышленное значение:
Реакция дегидрирования этана имеет значительное промышленное значение, так как этилен является одним из важнейших сырьевых материалов в химической промышленности. Этилен используется для производства полиэтилена, этанола, этиленгликоля, стирола и других важных химических соединений.
Уравнение реакции:
[ \text{CH}_3\text{-CH}_3 \xrightarrow{\text{Ni, t}} \text{H}_2\text{C=CH}_2 + \text{H}_2 ]
где:
- ( \text{CH}_3\text{-CH}_3 ) — этан,
- ( \text{H}_2\text{C=CH}_2 ) — этилен (этен),
- ( \text{H}_2 ) — молекулярный водород.
Заключение:
Таким образом, реакция дегидрирования этана с образованием этилена и водорода является важным химическим процессом, который используется в промышленности для получения ценных химических продуктов. Этот процесс требует применения катализатора (никеля) и высоких температур для успешного протекания.