Для решения этого задания необходимо написать уравнения реакций, соответствующие указанной схеме превращений, а также указать условия протекания каждой реакции.
C₂H₄ → C₂H₅Cl
Эта реакция представляет собой присоединение хлороводорода к этилену. Условия: катализатор (например, хлорид алюминия AlCl₃) или УФ-облучение.
Уравнение реакции:
C₂H₄ + HCl → C₂H₅Cl
C₂H₅Cl → н-бутан
Реакция Вюрца. Для получения бутана из хлорэтана необходимо провести реакцию с металлическим натрием в среде сухого эфира.
Уравнение реакции:
2C₂H₅Cl + 2Na → C₄H₁₀ + 2NaCl
н-бутан → X₁
Галогенирование алканов, в данном случае бромирование. Условия: свет (hv).
C₄H₁₀ + Br₂ → C₄H₉Br + HBr
Получается 2-бромбутан (X₁).
X₁ → X₂
Дегидрогалогенирование. Под действием спиртового раствора щелочи отщепляется HBr, образуется алкен.
C₄H₉Br + KOH (спирт. р-р, t°) → C₄H₈ + KBr + H₂O
X₂ – бутен-2 (C₄H₈).
X₂ → X₃
Окисление алкена перманганатом калия в кислой среде (жесткое окисление). Происходит разрыв двойной связи и образование карбоновых кислот.
C₄H₈ + KMnO₄ + H⁺ → CH₃COOH + CO₂ + MnSO₄ + H₂O
Уравняем реакцию методом электронного баланса:
5C₄H₈ + 4KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 5CO₂ + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄+ 12H₂O
X₃ – уксусная кислота (CH₃COOH) и углекислый газ (CO₂).