Тема: Предельные углеводороды
Урок: Алканы. Методы получения и применение. Промышленное получение
1. Промышленные способы получения алканов
До настоящего времени алканы в основном не получают, а выделяют из природного сырья: природного газа, нефти, каменного угля. Алканы являются основными компонентами природного газа, нефти, каменного угля. В промышленности алканы выделяют из природных источников. Эти источники все еще считаются почти неисчерпаемыми. Но было время, когда необходимо было синтезировать алканы. Например, процесс Фишера-Тропша (1) был разработан в 20-е гг. ХХ в. в Германии в связи с дефицитом бензина. Сейчас этот метод не используется.
nCO+(2n+1)H2
CnH2n+2+nH2O (1)
2. Лабораторные способы получения алканов
Метан и другие газообразные алканы образуются при разложении остатков растительных и животных организмов без доступа воздуха. Разработан способ проведения этого процесса искусственно – в специальных баках. Рис. 1.
Рис. 1. Биогазовая установка (Источник).
Образующийся газ, состоящий на 50–70% из метана, называют биогазом. Для получения синтез-газа из метана используют два процесса, протекающие при 800–900
и в присутствии катализаторов Ni, MgO, Al2O3.
CH4+H2O 
СO + 3H2↑
3. Способы получения алканов
1.Декарбоксилирование солей карбоновых кислот.
Соли карбоновых кислот смешивают с твердыми щелочами и сильно нагревают (сплавляют). При этом выделяется углеводород, который содержит на один атом углерода меньше, чем исходная соль.
CH3CH2COONa + NaOH 
CH3-CH3 + Na2CO3.
2. Гидролиз карбида алюминия.
При взаимодействии карбида алюминия с водой образуется метан.
Al4C3 + 12H2O ¾¾® 3CH4 + 4Al(OH)3¯.
3. Реакция Вюрца.
При нагревании галогеналканов с натрием образуются алканы, содержащие в два раза больше атомов углерода, чем исходный галогеналкан. Эту реакцию используют для получения углеводородов с более длинной углеродной цепью.
2CH3Br + 2Na CH3-CH3 + 2NaBr.
4. Алканы в качестве сырья
1. Энергоносители (топливо). Алканы нефти и природного газа используются как энергоносители. Они являются топливом для транспорта, для тепловых электростанций. Рис. 2. Кроме того, легкие алканы используются и как бытовое топливо. Рис. 3.
Рис. 2. Алканы, как топливо для транспорта
Рис. 3. Алканы – бытовое топливо
2. Сырье для нефтехимического синтеза
Из алканов нефти и природного газа получают алкены, ароматические углеводороды, сажу как наполнитель для резины. Рис. 4. Из алканов получают синтетические моющие средства, галогеналканы, ацетилен, метанол и т.д.
Рис. 4. Сажа является наполнителем для резины
Рис. 5. Твердые алканы для получения парафина
3. Жидкие алканы служат растворителями, входят в состав смазочных масел, смесь твердых алканов – парафин используется при производстве свечей. Рис. 5.
Добыча и производство алканов в промышленных масштабах является не только положительным процессом, но и это приводит к некоторым экологическим проблемам.
Метан, например, является 3-м по значимости парниковым газом, т.е. газом, который, накапливаясь в атмосфере Земли, усиливает парниковый эффект. Вклад его в парниковый эффект заметен. Из-за парникового эффекта метана необходимо изучать его вклад в этот процесс для возможного прогнозирования климата.
Подведение итога урока
На уроке была рассмотрена тема: «Алканы. Методы получения. Применение». В ходе занятия вы получили новую информацию об алканах, узнали о том, какие методы получения и выделения алканов существуют в наше время и как применяют алканы.
Список литературы
1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2008. – 463 с.
3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2010. – 462 с.
4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 278 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Органическая химия(Источник).
2. Химик (Источник).
3. Яндекс (Источник).
4. Интернет-портал netet.ru (Источник).
Домашнее задание
1. №№ 4, 5 (с. 23) Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
2. Какое применение находят жидкие алканы?
3. Почему получение алканов представляет угрозу экологии?
