Какие реагенты взаимодействуют с этиленом? а) бромная вода б) водный раствор перманганата калия в) кислород...

Этилен (C₂H₄) — это представитель алкенов, содержащий одну двойную связь между атомами углерода. Благодаря этой двойной связи он обладает высокой реакционной способностью и вступает в различные химические реакции. Рассмотрим взаимодействие этилена с предложенными реагентами:

а) Бромная вода

Этилен взаимодействует с бромной водой (раствор брома в воде, Br₂). Это пример реакции электрофильного присоединения, характерной для алкенов. Бромная вода обесцвечивается, что служит качественной реакцией на двойную связь.

Реакция: C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂
В результате бром присоединяется к углеродам, между которыми была двойная связь, образуя 1,2-дибромэтан.

б) Водный раствор перманганата калия

Этилен реагирует с водным раствором перманганата калия (KMnO₄) в щелочной среде. Это реакция мягкого окисления, в ходе которой двойная связь окисляется, а на её месте образуется диол (соединение с двумя гидроксильными группами).

Реакция: 3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂↓ + 2KOH
Продукт реакции — этиленгликоль (1,2-этандиол). Характерный признак реакции — обесцвечивание раствора (исчезновение фиолетового цвета KMnO₄) и выпадение бурого осадка диоксида марганца (MnO₂).

в) Кислород

Этилен может взаимодействовать с кислородом (O₂) в процессе горения или окисления. В условиях горения этилен полностью окисляется до углекислого газа и воды.

Реакция полного окисления (сгорания): C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O + энергия

Кроме того, при определённых условиях (катализаторы, температура) этилен может подвергаться окислению кислородом с образованием эпоксида (этиленоксида, C₂H₄O).

Реакция эпоксидирования: C₂H₄ + ½O₂ → C₂H₄O
Эта реакция протекает в присутствии серебряного катализатора.

г) Вода в присутствии концентрированной серной кислоты

Этилен реагирует с водой (H₂O) в присутствии концентрированной серной кислоты (H₂SO₄), которая играет роль катализатора. Это реакция гидратации, в результате которой образуется этанол (C₂H₅OH).

Механизм реакции:

1. На первом этапе этилен взаимодействует с концентрированной H₂SO₄, образуя этилгидросульфат: C₂H₄ + H₂SO₄ → C₂H₅OSO₃H
2. На втором этапе этилгидросульфат подвергается гидролизу с образованием этанола: C₂H₅OSO₃H + H₂O → C₂H₅OH + H₂SO₄

В итоге получается этанол, а серная кислота регенерируется.

Итог:

Этилен взаимодействует со всеми предложенными реагентами:

1. С бромной водой — образуется 1,2-дибромэтан (реакция обесцвечивания бромной воды).
2. С водным раствором KMnO₄ — образуется этиленгликоль (реакция мягкого окисления).
3. С кислородом — в случае горения образуются CO₂ и H₂O, а при эпоксидировании — этиленоксид.
4. С водой в присутствии H₂SO₄ — образуется этанол (реакция гидратации).

Эти реакции подтверждают высокую химическую активность этилена благодаря наличию двойной связи.

Этилен (C₂H₄) — это простейший алкен, который обладает двойной связью между углеродами. Эта двойная связь делает этилен реакционноспособным соединением, и он может взаимодействовать с различными реагентами. Рассмотрим указанные реагенты:

а) Бромная вода: Этилен реагирует с бромной водой (раствором брома в воде) в реакции электрофильного присоединения. Бром (Br₂) добавляется к двойной связи, образуя бромэтан. Эта реакция, как правило, приводит к обесцвечиванию бромной воды, что является индикатором реакции. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

[ C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2 ]

б) Водный раствор перманганата калия: Перманганат калия (KMnO₄) в кислой среде также может реагировать с этиленом. Эта реакция также представляет собой электрофильное присоединение, в результате которого образуются диолы (двухатомные спирты). При этом перманганат калия окисляет этилен до 1,2-диола (гликоля):

[ C_2H_4 + KMnO_4 \rightarrow C_2H_4(OH)_2 + MnO_2 ]

В более сильных окислительных условиях, таких как в кислой среде, возможно дальнейшее окисление до карбоновых кислот.

в) Кислород: Этилен может реагировать с кислородом в процессе окисления. Эта реакция может происходить как в контролируемых условиях, так и при высокой температуре, приводя к образованию углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O), что является примером полной окисляющей реакции. При недостатке кислорода возможны промежуточные продукты, такие как угарный газ (CO):

[ C_2H_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O ]

г) Вода в присутствии концентрированной серной кислоты: Эта реакция представляет собой гидратацию этилена. В присутствии концентрированной серной кислоты этилен реагирует с водой с образованием этанола (спирта). Серная кислота выступает в роли катализатора, активируя этилен для присоединения воды. Сначала образуется этилсульфат, который затем гидролизуется до этанола:

1. Присоединение H₂SO₄:

[ C_2H_4 + H_2SO_4 \rightarrow C_2H_5OSO₃H ]

1. Гидролиз:

[ C_2H_5OSO₃H + H_2O \rightarrow C_2H_5OH + H₂SO₄ ]

Таким образом, этилен может взаимодействовать с различными реагентами, и каждая реакция приводит к образованию новых соединений, что делает его важным веществом в органической химии.