Чтобы осуществить предложенное последовательное химическое преобразование, необходимо провести несколько реакций. Рассмотрим каждое преобразование по отдельности.
C (углерод) → CH4 (метан):
- Исходный материал: углерод (например, графит или уголь)
- Процесс: водяной газ
- Реакция: C + 2H2 → CH4
В результате данной реакции углерод реагирует с водородом, образуя метан.
CH4 (метан) → CH3Cl (хлорметан):
- Исходный материал: метан
- Процесс: хлорирование
- Реакция: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (при освещении или нагревании)
Здесь метан подвергается хлорированию, в результате чего образуется хлорметан и побочный продукт хлороводород (HCl).
CH3Cl (хлорметан) → C3H8 (пропан):
- Исходный материал: хлорметан
- Процесс: реакция Вюрца
- Реакция: 2 CH3Cl + 2 Na → C2H6 + 2 NaCl
Однако, чтобы получить пропан (C3H8), необходимо провести реакцию с другим соединением, а не только с хлорметаном. Например, можно использовать этилмагнийбромид (реакция Гриньяра) для синтеза пропана:
- Реакция: CH3Cl + Mg → CH3MgCl (в эфире)
- Затем: CH3MgCl + CH3CH2Cl → C3H8 + MgCl2
В результате этих реакций можно получить пропан из хлорметана.
C3H8 (пропан) → C3H7Br (бромпропан):
- Исходный материал: пропан
- Процесс: бромирование
- Реакция: C3H8 + Br2 → C3H7Br + HBr (при освещении или нагревании)
Здесь пропан подвергается бромированию, что приводит к образованию бромпропана и побочного продукта бромоводорода (HBr).
Таким образом, последовательные химические реакции для осуществления данного преобразования выглядят следующим образом:
- C + 2H2 → CH4
- CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
- CH3Cl + Mg → CH3MgCl
- CH3MgCl + CH3CH2Cl → C3H8 + MgCl2
- C3H8 + Br2 → C3H7Br + HBr
Эти реакции позволяют получить бромпропан из углерода через предложенные промежуточные соединения.