Осуществить цепочку превращений, указать условия проведения реакций: CaC2 → C2H2 → CH3CHO → CH3COOH

Для осуществления данной цепочки превращений, нужно пройти через несколько химических реакций. Разберём их поэтапно с указанием условий:

1. CaC2 → C2H2 (Получение ацетилена)

Карбид кальция (CaC2) реагирует с водой, образуя ацетилен (C2H2) и гидроксид кальция (Ca(OH)2). Реакция выглядит следующим образом:

Реакция: [ \text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca(OH)}_2 ]

Условия:

• Реакция проводится при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление).
• Вода должна быть в избытке, чтобы полностью гидролизовать карбид кальция.

2. C2H2 → CH3CHO (Получение ацетальдегида)

Ацетилен (C2H2) можно превратить в ацетальдегид (CH3CHO) путём гидратации (присоединения воды) в присутствии соли ртути в качестве катализатора. Реакция протекает по механизму Кучерова.

Реакция: [ \text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow[H_2SO_4]{HgSO_4} \text{CH}_3\text{CHO} ]

Условия:

• Необходим катализатор: HgSO4 (сульфат ртути) и H2SO4 (серная кислота).
• Реакция проводится при нагревании (примерно 60–70 °C).
• Вода вступает в реакцию с углерод-углеродной тройной связью ацетилена, приводя к образованию ацетальдегида.

3. CH3CHO → CH3COOH (Получение уксусной кислоты)

Ацетальдегид (CH3CHO) окисляется до уксусной кислоты (CH3COOH). Для этого используется катализируемое кислородом воздуха окисление в присутствии катализатора, например, солей марганца или кобальта. Такое окисление широко применяется в промышленности.

Реакция: [ \text{CH}_3\text{CHO} + \text{O}_2 \xrightarrow[катализатор]{Mn^{2+} \text{ или } Co^{2+}} \text{CH}_3\text{COOH} ]

Условия:

• Катализаторы: соли марганца (Mn2+) или кобальта (Co2+).
• Проведение реакции в присутствии кислорода воздуха (O2).
• Нагревание до температуры около 50–70 °C.

Итоговая цепочка превращений:

1. (\text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca(OH)}_2)
   (Гидролиз карбида кальция для получения ацетилена).

2. (\text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow[H_2SO_4]{HgSO_4} \text{CH}_3\text{CHO})
   (Гидратация ацетилена для получения ацетальдегида).

3. (\text{CH}_3\text{CHO} + \text{O}_2 \xrightarrow[катализатор]{} \text{CH}_3\text{COOH})
   (Каталитическое окисление ацетальдегида до уксусной кислоты).

Таким образом, конечный продукт цепочки — уксусная кислота ((CH3COOH)).

Для осуществления цепочки превращений от кальцийкарбида (CaC2) до уксусной кислоты (CH3COOH), мы можем следовать следующему маршруту:

1. CaC2 → C2H2 (ацетилен)

   • Условия реакции: Кальцийкарбид (CaC2) реагирует с водой (H2O) при комнатной температуре или легком нагревании. В результате реакции образуется ацетилен и гидроксид кальция (Ca(OH)2).
   • Уравнение реакции: [ CaC2 + 2H2O \rightarrow C2H2 + Ca(OH)2 ]

2. C2H2 → CH3CHO (ацетальдегид)

   • Условия реакции: Ацетилен может быть превращен в ацетальдегид (CH3CHO) с помощью реакции гидратации. Для этого ацетилен подвергается действию кислоты (например, серной) в присутствии воды. Обычно эта реакция происходит в условиях каталитического гидратационного процесса.
   • Уравнение реакции: [ C2H2 + H2O \xrightarrow{H2SO4} CH3CHO ]

3. CH3CHO → CH3COOH (уксусная кислота)

   • Условия реакции: Ацетальдегид может быть окислен до уксусной кислоты с помощью окислителей, таких как перманганат калия (KMnO4) или дихромат натрия (Na2Cr2O7) в кислой среде.
   • Уравнение реакции: [ CH3CHO + [O] \rightarrow CH3COOH ]
   • Здесь [O] обозначает атом кислорода, получаемый от окислителя.

Таким образом, вся цепочка превращений включает три основных этапа: гидролиз кальцийкарбида для получения ацетилена, гидратацию ацетилена для получения ацетальдегида и окисление ацетальдегида для получения уксусной кислоты.