Question

Поясніть реакції заміщення на прикладі хлорування метану й етану. За яких умов вони відбуваються?

Answer 1

Відповідь:

Реакции замещения (также известные как реакции замещения одного атома или группы атомов другими атомами или группами атомов) являются одними из наиболее распространенных химических реакций. Для примеров реакций замещения, давайте рассмотрим хлорирование метана (CH4) и этилирование этилена (C2H4).

Хлорирование метана (CH4):

Реакция:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

В этой реакции молекула метана (CH4) реагирует с молекулой хлора (Cl2) в присутствии ультрафиолетового (УФ) излучения или высокой температуры. В результате один атом водорода замещается атомом хлора, образуя метилхлорид (CH3Cl) и соляную кислоту (HCl). Это пример замещения водорода хлором.

Этилирование этилена (C2H4):

Реакция:

C2H4 + CH3Cl → C2H5Cl

В этой реакции молекула этилена (C2H4) реагирует с метилхлоридом (CH3Cl) в присутствии катализатора. В результате одна группа метила (CH3) замещается группой этила (C2H5), образуя этилхлорид (C2H5Cl). Это также пример реакции замещения, в которой одна функциональная группа замещается другой.

Условия для реакций замещения могут варьироваться в зависимости от конкретных реакций. В реакции хлорирования метана и хлорирования этилена применяются высокие температуры и/или УФ-излучение для активации реакций. Реакции замещения могут также протекать в присутствии катализаторов или других химических веществ, которые способствуют процессу замещения.

Пояснення:

Answer 2

Реакції заміщення - це тип хімічних реакцій, в яких атоми одного або декілька атомів заміщаються атомами інших елементів. У випадку хлорування метану і етану, ми розглядаємо реакції заміщення вуглеводнів атомами хлору. Давайте розглянемо обидві реакції:

1. Хлорування метану (CH4): Рівняння реакції: CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

   Умови:

   • Температура: зазвичай ця реакція відбувається при підвищених температурах, близьких до 400°C.
   • Каталізатор: часто використовується каталізатор, яким може бути водень хлористий або свинець тетрахлорид (PbCl4).

У результаті цієї реакції один атом водню у метані заміщується атомом хлору, утворюючи хлорометан (метилхлорид) та соляну кислоту (HCl).

2. Хлорування етану (C2H6): Рівняння реакції: C2H6 + Cl2 -> C2H5Cl + HCl

   Умови:

   • Температура: подібно до хлорування метану, ця реакція відбувається за підвищених температур, близьких до 400°C.
   • Каталізатор: також може використовуватися каталізатор, наприклад, алюміній хлористий (AlCl3).

У результаті цієї реакції один атом водню у етані заміщується атомом хлору, утворюючи етілхлорид та соляну кислоту (HCl).

Обидві реакції хлорування є представниками реакцій заміщення, де відбувається обмін атомів водню на атоми хлору в органічних сполуках.