Осуществить превращение Метан-Бромметан- метанол-формальдегид - муравьиная кислота

Ответы на вопрос

Отвечает Гусев Лёша.

Для осуществления превращения метан → бромметан → метанол → формальдегид → муравьиная кислота, нужно провести серию химических реакций. Вот подробный путь с пояснениями на каждом этапе:

1. Метан (CH₄) → Бромметан (CH₃Br)

Реакция радикального бромирования:

CH_4 + Br_2 \xrightarrow{hv} CH_3Br + HBr

Реакция проводится при ультрафиолетовом излучении (hv).
Образуется бромметан и побочный продукт — бромоводород (HBr).
Это радикальная цепная реакция.

2. Бромметан (CH₃Br) → Метанол (CH₃OH)

Реакция нуклеофильного замещения (SN2):

CH_3Br + NaOH \xrightarrow{водный\ раствор} CH_3OH + NaBr

Водный раствор гидроксида натрия действует как нуклеофил.
Замещает атом брома на гидроксильную группу.

3. Метанол (CH₃OH) → Формальдегид (HCHO)

Окисление метанола:

CH_3OH + [O] \xrightarrow{катализатор,\ t°} HCHO + H_2O

Используют мягкие окислители, например, медь при нагревании.
Это частичное окисление — важно не довести до кислоты.
Катализатор: Cu, t ~ 300°C.

4. Формальдегид (HCHO) → Муравьиная кислота (HCOOH)

Дальнейшее окисление:

HCHO + [O] \rightarrow HCOOH

Реакция возможна с использованием мягкого окислителя (например, [Ag(NH₃)₂]⁺ — реактив Толленса).
При этом формальдегид окисляется до муравьиной кислоты.

Общая схема превращений:

CH₄ → CH₃Br (бромирование)
CH₃Br → CH₃OH (нуклеофильное замещение)
CH₃OH → HCHO (частичное окисление)
HCHO → HCOOH (полное окисление)

Таким образом, путь превращения метана в муравьиную кислоту реализуем с помощью простых лабораторных реакций, включающих бромирование, замещение и ступенчатое окисление.