Для осуществления данной цепочки превращений из метана (CH₄) в этилен (CH₂=CH₂) через бромметан (CH₃Br) и этан (CH₃-CH₃), необходимо провести несколько реакций. Давайте рассмотрим каждую стадию и запишем соответствующие уравнения реакций.
Метан в Бромметан (CH₄ → CH₃Br):
- Реакция: Замещение водорода в метане на бром с помощью брома.
- Уравнение: CH₄ + Br₂ → CH₃Br + HBr
- Условия: Свет (hν) или высокая температура для инициирования реакции.
- Название продукта: Бромметан (метилбромид).
Бромметан в Этан (CH₃Br → CH₃-CH₃):
- Реакция: Вюрца (соединение двух молекул метилбромида с образованием этана).
- Уравнение: 2 CH₃Br + 2 Na → CH₃-CH₃ + 2 NaBr
- Условия: Использование металлического натрия в среде безводного эфирного растворителя.
- Название продукта: Этан.
Этан в Этилен (CH₃-CH₃ → CH₂=CH₂):
- Реакция: Крекинг или дегидрирование этана.
- Уравнение: CH₃-CH₃ → CH₂=CH₂ + H₂
- Условия: Высокая температура и наличие катализатора (например, оксид хрома на алюминии).
- Название продукта: Этилен (этен).
Таким образом, цепочка превращений выглядит следующим образом:
- CH₄ (метан) + Br₂ → CH₃Br (бромметан) + HBr
- 2 CH₃Br + 2 Na → CH₃-CH₃ (этан) + 2 NaBr
- CH₃-CH₃ → CH₂=CH₂ (этилен) + H₂
Каждое из этих превращений требует специфических условий и реагентов для успешного протекания.