Запишите уравнения реакций: этанол - этилен - этиленгликоль

1. Превращение этанола в этилен: [ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} ] (дегидратация этанола)

2. Превращение этилена в этиленгликоль: [ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4\text{Cl}_2 ] [ \text{C}_2\text{H}_4\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6\text{O}_2 + \text{HCl} ] (гидратация ди-хлэтилена или прямое гидрирование этилена)

Чтобы получить этиленгликоль, можно также использовать: [ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6\text{O}_2 ] (окисление этилена с образованием этиленгликоля)

Рассмотрим процесс превращения этанола в этилен, а затем в этиленгликоль. Эти реакции включают несколько стадий, которые подробно рассмотрим с уравнениями.

1. Этанол → Этилен (дегидратация этанола)
   Для получения этилена из этанола проводят реакцию дегидратации, которая происходит в присутствии катализатора (например, серной кислоты ( H_2SO_4 )) при нагревании. В ходе этой реакции от молекулы этанола отщепляется молекула воды.

   [ C_2H_5OH \xrightarrow[]{H_2SO_4, \ 180^\circ C} C_2H_4 + H_2O ]

Здесь:

• ( C_2H_5OH ) — этанол,
• ( C_2H_4 ) — этилен,
• ( H_2O ) — вода.

Эта реакция протекает при высокой температуре (около ( 180^\circ C )) и используется для получения этилена в промышленности.

1. Этилен → Этиленгликоль
   Этиленгликоль (( C_2H_4(OH)_2 )) получают в два этапа: сначала этилен подвергается реакции окисления с образованием оксиранового кольца (этиленоксид), а затем этот продукт гидратируется (реагирует с водой).

   а) Этилен → Этиленоксид (окисление этилена): Окисление этилена проводят с использованием кислорода или воздуха в присутствии катализатора (серебра ( Ag )).

   [ C_2H_4 + \frac{1}{2}O_2 \xrightarrow[]{Ag, \ 250-300^\circ C} CH_2OCH_2 \ (\text{этиленоксид}) ]

   б) Этиленоксид → Этиленгликоль (гидратация): Этиленоксид гидратируется при нагревании в присутствии воды, в результате чего получается этиленгликоль.

   [ CH_2OCH_2 + H_2O \rightarrow C_2H_4(OH)_2 ]

Итак, итоговое превращение:

[ C_2H_5OH \xrightarrow[]{H_2SO_4, \ 180^\circ C} C_2H_4 + H_2O \xrightarrow[]{O_2, \ Ag} CH_2OCH_2 \xrightarrow[]{H_2O} C_2H_4(OH)_2 ]

Краткое объяснение реакций:

1. Дегидратация этанола — удаление воды для получения этилена.
2. Окисление этилена — образование эпоксида (этиленоксида).
3. Гидратация этиленоксида — добавление воды для получения этиленгликоля.

Этиленгликоль широко используется, например, как компонент антифризов в автомобильной промышленности.

Рассмотрим реакции, которые происходят между этанолом, этиленом и этиленгликолем.

1. Дегидратация этанола в этилен:

Этанол (C₂H₅OH) может быть превращен в этилен (C₂H₄) через реакцию дегидратации. Эта реакция обычно проводится с использованием кислотного катализатора, например, серной кислоты (H₂SO₄).

Уравнение реакции:

[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} ]

В данной реакции происходит удаление молекулы воды из этанола, что приводит к образованию этилена.

1. Гидратация этилена в этиленгликоль:

Этилен (C₂H₄) может быть подвергнут гидратации (реакции с водой) для получения этиленгликоля (C₂H₆O₂). Эта реакция также может проводиться в присутствии кислотного катализатора.

Уравнение реакции:

[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_2\text{H}_6\text{O}_2 ]

В данном случае происходит присоединение молекулы воды к этилену, что приводит к образованию этиленгликоля.

Таким образом, последовательность реакций можно представить следующим образом:

1. Этанол → Этилен: [ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} ]

2. Этилен → Этиленгликоль: [ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{C}_2\text{H}_6\text{O}_2 ]

Таким образом, через эти реакции мы можем увидеть превращение этанола в этилен и затем в этиленгликоль.