X1---->CH3COOH--->этилацетат--->x2----(NaOH,t)--->x3--->этин

x1 - метанол x2 - этилен x3 - этин

Для того чтобы понять путь превращений, давайте разберем каждый этап этой цепочки реакций.

1. ( x_1 \rightarrow CH_3COOH )

На этом этапе ( x_1 ) превращается в уксусную кислоту (( CH_3COOH )). Одним из возможных веществ для ( x_1 ) может быть этанол (( C_2H_5OH )). Реакция окисления этанола до уксусной кислоты выглядит следующим образом:

[ C_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O ]

Обычно для этой реакции используется катализатор, например, медь и повышенная температура.

1. ( CH_3COOH \rightarrow этилацетат )

Уксусная кислота (( CH_3COOH )) взаимодействует с этанолом (( C_2H_5OH )) в присутствии кислоты (чаще всего серной кислоты), что приводит к образованию этилацетата (( CH_3COOC_2H_5 )). Эта реакция является примером реакции этерификации:

[ CH_3COOH + C_2H_5OH \rightarrow CH_3COOC_2H_5 + H_2O ]

1. Этилацетат (( CH_3COOC_2H_5 )) \rightarrow ( x_2 )

Этилацетат может подвергнуться гидролизу в щелочной среде (например, в присутствии гидроксида натрия ( NaOH )) с образованием ацетата натрия (( CH_3COONa )) и этанола (( C_2H_5OH )). Реакция выглядит следующим образом:

[ CH_3COOC_2H_5 + NaOH \rightarrow CH_3COONa + C_2H_5OH ]

В этом случае ( x_2 ) будет ацетат натрия (( CH_3COONa )).

1. ( x_2 ) (ацетат натрия) \rightarrow ( x_3 )

Ацетат натрия (( CH_3COONa )) при нагревании с гидроксидом натрия (( NaOH )) и твердым гидроксидом кальция (( CaO )) (так называемая реакция дикампса) разлагается на метан (( CH_4 )) и карбонат натрия (( Na_2CO_3 )):

[ CH_3COONa + NaOH \rightarrow CH_4 + Na_2CO_3 ]

Таким образом, ( x_3 ) будет метан (( CH_4 )).

1. ( x_3 ) (метан) \rightarrow этин (( C_2H_2 ))

Метан (( CH_4 )) может быть превращен в этин (( C_2H_2 )) методом пиролиза (нагревание при высокой температуре):

[ 2CH_4 \rightarrow C_2H_2 + 3H_2 ]

Таким образом, цепочка реакций выглядит следующим образом:

1. ( C_2H_5OH \rightarrow CH_3COOH )
2. ( CH_3COOH + C_2H_5OH \rightarrow CH_3COOC_2H_5 + H_2O )
3. ( CH_3COOC_2H_5 + NaOH \rightarrow CH_3COONa + C_2H_5OH )
4. ( CH_3COONa + NaOH \rightarrow CH_4 + Na_2CO_3 )
5. ( 2CH_4 \rightarrow C_2H_2 + 3H_2 )

Итак, ( x_1 ) – это этанол (( C_2H_5OH )), ( x_2 ) – это ацетат натрия (( CH_3COONa )), а ( x_3 ) – это метан (( CH_4 )).

x1 - метанол x2 - этин x3 - этаналь