Для составления уравнений реакций, соответствующих данной схеме превращений, важно понимать, какие химические реакции происходят на каждом этапе.
Этен в этанол:
- Реакция: Гидратация этена.
- Уравнение: C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH
- Условия: Реакция проводится в присутствии катализатора, чаще всего серной кислоты (H₂SO₄), при температуре около 300°C и под давлением. В промышленности часто используется фосфорная кислота на силикагеле в качестве катализатора.
Этанол в этилацетат:
- Реакция: Этерификация этанола уксусной кислотой.
- Уравнение: C₂H₅OH + CH₃COOH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O
- Условия: Реакция в присутствии катализатора, обычно концентрированной серной кислоты, при нагревании. Процесс часто проводится в условиях возвратного кипячения для увеличения выхода продукта.
Этил ацетат в углекислый газ:
- Реакция: Полное окисление (сгорание) этилацетата.
- Уравнение: 2 CH₃COOC₂H₅ + 9 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
- Условия: Для полного сгорания необходим избыток кислорода и высокая температура. Обычно такие реакции проводятся в присутствии пламени или в условиях, обеспечивающих высокую температуру.
Таким образом, у нас есть следующая последовательность реакций:
- C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH (гидратация этена до этанола)
- C₂H₅OH + CH₃COOH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O (этерификация этанола до этилацетата)
- 2 CH₃COOC₂H₅ + 9 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O (сгорание этилацетата до углекислого газа и воды)
Каждое из этих превращений иллюстрирует важные химические реакции, начиная от гидратации алкенов до этерификации спиртов и их последующего окисления.