Hóa học: phản ứng cộng hơi nước tạo ancol
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| steam/stiːm/ | hơi nước |
| hydration/haɪˈdreɪʃn/ | phản ứng hydrat hóa |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Ethene cộng với hơi nước có thể tạo thành ethanol. Nguyên tử oxy đến từ nước được cộng vào liên kết C=C; nó không bị ẩn giấu sẵn trong hydrocarbon.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Hydration là sự cộng nước vào anken. Hydration công nghiệp ethene sử dụng hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao với xúc tác axit phosphoric; khoảng 300 °C và 60 atm là các điều kiện tiêu biểu. Một H₂O cung cấp H cho một carbon từng liên kết đôi và OH cho carbon kia, trong khi C=C trở thành liên kết đơn. Ethene tạo thành ethanol: C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH. Khung xương carbon được giữ nguyên.
- hydration: Sự cộng nước vào liên kết đa trị trong phản ứng anken được nêu; steam: Nước ở trạng thái khí.
Kết hợp nào mô tả quá trình hydrat hóa ethene công nghiệp đã dạy?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Quá trình công nghiệp được dạy phản ứng ethene với HƠI NƯỚC ở nhiệt độ cao và áp suất cao trên xúc tác axit phosphoric để tạo ethanol. Nickel với hydro là phản ứng hydro hóa, và nước lạnh với men mô tả quá trình lên men.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Sản phẩm là một ancol, không phải hiđrocacbon, vì nó giờ đây chứa oxi. Đếm cả H trong nhóm OH cũng như những nguyên tử H liên kết trực tiếp với carbon. Hai nguyên tử carbon của ethene là tương đương nhau trong phản ứng cộng đơn giản này. Các anken ban đầu không đối xứng có thể tạo ra các vị trí OH khác nhau: các bảng biểu chuỗi cuối dài hơn hiển thị cấu trúc ancol bậc hai thông thường với OH ở carbon thứ hai. Những bản vẽ này xác định các sản phẩm đã nêu mà không cần thêm cơ chế nâng cao bắt buộc hay yêu cầu tên gọi vị trí sản phẩm vượt quá phạm vi chương trình.
- Vẽ tất cả các liên kết bao gồm C–O và O–H, và kiểm tra carbon bốn, oxi hai và hydro một. So sánh sản phẩm với phân tử đầu vào và hơi nước thay vì chỉ thêm OH và mất đi H dư thừa. Các hình ảnh cặp đầu-tứ thể hiện sự kết nối trước/sau. Điều kiện công nghiệp này là thông tin tham khảo, không phải là bài tập tổng hợp áp suất trường học. Công việc thực tế tại trường có thể sử dụng mô hình và bằng chứng quy trình do nhà cung cấp dưới sự giám sát.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: ethene có bốn nguyên tử hydro. Việc thêm nước đóng góp hai nguyên tử, nên ethanol chứa sáu H nói chung: năm nguyên tử gắn với carbon và một nguyên tử gắn với oxi. Tổng số nguyên tử của nó là 2 C + 6 H + 1 O = 9. Một sản phẩm dạng hiển thị từ C₃H₆ cộng với nước có C₃H₈O, tổng cộng mười một nguyên tử. Công thức riêng lẻ không xác định vị trí OH.
Sản phẩm của việc thêm một phân tử nước vào C₄H₈ là C₄H₁₀O. Tìm tổng số nguyên tử của nó. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thế số → đơn vị và diễn giải.
Sản phẩm của việc cộng một phân tử nước vào C₄H₈ là C₄H₁₀O. Tìm tổng số nguyên tử của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 15 nguyên tử. Đã biết: C4H8O - 4 nguyên tử carbon, 10 hydro và 1 nguyên tử oxy. Tổng = 4 + 10 + 1 = 15 nguyên tử. Công thức đơn lẻ không cố định vị trí của OH.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Không dùng nước lỏng lạnh đơn thuần làm điều kiện hydrat hóa ethene được chỉ định hoặc thay thế niken bằng axit phốtphoric. Sự cộng hydro tạo ra ankan; sự cộng hơi nước tạo ra ancol. Phản ứng công nghiệp không nhất thiết phải chuyển hóa mọi phân tử trong một lượt đi qua. Hydrat hóa khác biệt với con đường lên men men дрожжи để tạo dung dịch ethanol trong nước.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Cộng hơi nước vào ethene tạo ra một alkane không chứa oxy. Nhận định này sai: Việc thêm nước vào C=C đóng góp một OH và một H: sản phẩm là RƯỢU (ethanol từ ethene), chứa oxy. Một alkane chỉ xuất hiện từ việc cộng hydro, không phải hơi nước.
Chỉ hóa học: sự cộng hơi nước tạo ra ancol: Sản phẩm là một ancol, không phải hiđrocacbon, vì nó giờ đây chứa oxi. Đếm cả H trong nhóm OH cũng như những nguyên tử H liên kết trực tiếp với carbon. Hai nguyên tử carbon của ethene là tương đương nhau trong phản ứng cộng đơn giản này. Các anken ban đầu không đối xứng có thể tạo ra các vị trí OH khác nhau: các bảng biểu chuỗi cuối dài hơn hiển thị cấu trúc ancol bậc hai thông thường với OH ở carbon thứ hai. Những bản vẽ này xác định các sản phẩm đã nêu mà không cần thêm cơ chế nâng cao bắt buộc hay yêu cầu tên gọi vị trí sản phẩm vượt quá phạm vi chương trình.
Thêm hơi nước vào ethene tạo ra một ankan không chứa oxy.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Thêm nước qua C=C đóng góp một OH và một H: sản phẩm là ANCOL (ethanol từ ethene), chứa oxy. Một ankan kết quả từ việc thêm hydro, không phải hơi nước.
Cộng nước qua liên kết bội trong phản ứng anken đã nêu: viết thuật ngữ chuyên ngành.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
hydrat hóa nghĩa là Cộng nước qua liên kết bội trong phản ứng anken đã nêu.