Witaj :)
Naszym zadaniem jest zaproponowanie reakcji, które pozwolą na otrzymanie benzenu, wychodząc z wapienia.
Syntezę benzenu wychodząc z wapienia, czyli węglanu wapnia przeprowadzimy w czterech etapach:
- Etap 1 - termiczny rozkład wapienia do tlenku wapnia,
- Etap 2 - reakcja tlenku wapnia z węglem (otrzymywanie węgliku wapnia),
- Etap 3 - hydroliza węgliku wapnia do acetylenu,
- Etap 4 - trimeryzacja acetylenu do benzenu.
Etap 1. Termiczny rozkład wapienia
Wapień, czyli węglan wapnia podczas termicznego rozkładu rozpada się do tlenku wapnia i tlenku węgla(IV).
[tex]CaCO_3\xrightarrow {\Delta t} CaO+CO_2\uparrow[/tex]
Etap 2. Reakcja tlenku wapnia z węglem
W wyniku reakcji tlenku wapnia z węglem otrzymujemy węglik wapnia (acetylenek wapnia), oraz tlenek węgla(II). Reakcja ta wymaga ogrzewania, gdyż bez wysokiej temperatury nie zajdzie.
[tex]CaO+3C\xrightarrow {\Delta t} CaC_2+CO\uparrow[/tex]
Etap 3. Hydroliza węgliku wapnia
Hydroliza węgliku wapnia daje jako produkt główny acetyle (etyn). Hydrolizę możemy przeprowadzić za pomocą wody, lub kwasu mineralnego (kwasu solnego). Podczas reakcji należy dodać niewielką ilość alkoholu etylowego. Dodatek alkoholu ma za zadanie spowolnić reakcję, ponieważ zachodzi ona bardzo burzliwie.
[tex]CaC_2+2H_2O\xrightarrow{ Et_2O} HC\equiv CH\uparrow +Ca(OH)_2\\CaC_2+2HCl\xrightarrow {Et_2O} HC\equiv CH\uparrow +CaCl_2[/tex]
Etap 4. Trimeryzacja acetylenu
Reakcja polimeryzacji acetylenu, a dokładniej trimeryzacji daje jako produkt benzen. Reakcja ta zachodzi w obecności katalizatora, podwyższonej temperatury i ciśnienia. Nazwa trimeryzacja wzięła się od tego, że polimeryzacji poddajemy trzy cząsteczki acetylenu.
[tex]3HC\equiv CH \xrightarrow {\Delta t, \Delta p, kat.} C_6H_6[/tex]
