Основной получения формальдегида — окисление метанола:
2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O
Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряного катализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении. Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу. Недавно разработан более перспективный основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 %.
Процесс дегидрирования метанола, осуществленный на цинк-медных катализаторах при 600 °C, пока не получил широкого развития, однако он является очень перспективным, поскольку позволяет получать формальдегид, не содержащий воды.
Существует также промышленный получения формальдегида окислением метана:
CH4 + O2 → HCHO + H2O
Процесс проводят при температуре 450 °C и давлении 1—2 МПа, в качестве катализатора применяется фосфат алюминия AlPO4
Так как до ознакомления с химическими свойствами формальдегид может быть обнаружен только по запаху, то первый опыт получения его следует поставить в виде лабораторной работы.
1. В пробирку наливают несколько капель метанола. В пламени горелки нагревают свернутый в трубочку небольшой кусочек медной сетки или спираль из медной проволоки и быстро опускают ее в метанол. При прокаливании медь окисляется и покрывается черным налетом оксида меди, в спирте она снова восстанавливается и становится красной:
H3C-OH + CuO -> HC-OH + Cu + H2O
Обнаруживают резкий запах альдегида. Если процесс окисления повторить 2-3 раза, то можно получить значительную концентрацию формальдегида и раствор использовать для последующих опытов.
2. Кроме оксида меди для получения формальдегида могут быть использованы другие знакомые учащимся окислители. К слабому раствору перманганата калия в демонстрационной пробирке добавляют 0,5 мл метанола и смесь нагревают до кипения. Появляется запах формальдегида, а фиолетовая окраска перманганата исчезает.
3H3C-OH + 2KMnO4 -> 3HC-OH + 2H2O + 2MnO2 + 2КОН
В пробирку наливают 2-3 мл насыщенного раствора бихромата калия К2Сг2О7 и такой же объем концентрированной серной кислоты. Добавляют по каплям метанол и очень осторожно подогревают смесь (отверстие пробирки направляют в сторону!) . Далее реакция идет с выделением тепла. Желтая окраска хромовой смеси исчезает, и появляется зеленая окраска сульфата хрома
Уравнение реакции с учащимися можно не разбирать. Как и в предыдущем случае, им лишь сообщается, что бихромат калия окисляет метиловый спирт в альдегид, превращаясь при этом в соль трехвалентного хрома Cr2(SO4)3
1) Если концентрацию раствора выразить в долях единицы, то массу растворенного вещества в граммах находят по формуле:
m(в-во) = ω * m(p-p)
где: m(p-p) - масса раствора в граммах, ω - массовая доля растворенного вещества, выраженная в долях единицы.
25% - это 0,25 в долях единицы, а 5% - 0,05
2) Обозначим массу 25%-ного раствора через Х граммов. Так как при разбавлении раствора масса растворенного вещества не изменяется то можем записать:
0,25*Х = 0,05*(Х + 500)
0,25Х = 0,05Х + 25
0,2Х = 25
Х = 125 г
ответ: 125 г раствора
Получение
Основной получения формальдегида — окисление метанола:
2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O
Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряного катализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении. Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу. Недавно разработан более перспективный основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 %.
Процесс дегидрирования метанола, осуществленный на цинк-медных катализаторах при 600 °C, пока не получил широкого развития, однако он является очень перспективным, поскольку позволяет получать формальдегид, не содержащий воды.
Существует также промышленный получения формальдегида окислением метана:
CH4 + O2 → HCHO + H2O
Процесс проводят при температуре 450 °C и давлении 1—2 МПа, в качестве катализатора применяется фосфат алюминия AlPO4
Так как до ознакомления с химическими свойствами формальдегид может быть обнаружен только по запаху, то первый опыт получения его следует поставить в виде лабораторной работы.
1. В пробирку наливают несколько капель метанола. В пламени горелки нагревают свернутый в трубочку небольшой кусочек медной сетки или спираль из медной проволоки и быстро опускают ее в метанол. При прокаливании медь окисляется и покрывается черным налетом оксида меди, в спирте она снова восстанавливается и становится красной:
H3C-OH + CuO -> HC-OH + Cu + H2O
Обнаруживают резкий запах альдегида. Если процесс окисления повторить 2-3 раза, то можно получить значительную концентрацию формальдегида и раствор использовать для последующих опытов.
2. Кроме оксида меди для получения формальдегида могут быть использованы другие знакомые учащимся окислители. К слабому раствору перманганата калия в демонстрационной пробирке добавляют 0,5 мл метанола и смесь нагревают до кипения. Появляется запах формальдегида, а фиолетовая окраска перманганата исчезает.
3H3C-OH + 2KMnO4 -> 3HC-OH + 2H2O + 2MnO2 + 2КОН
В пробирку наливают 2-3 мл насыщенного раствора бихромата калия К2Сг2О7 и такой же объем концентрированной серной кислоты. Добавляют по каплям метанол и очень осторожно подогревают смесь (отверстие пробирки направляют в сторону!) . Далее реакция идет с выделением тепла. Желтая окраска хромовой смеси исчезает, и появляется зеленая окраска сульфата хрома
3H3C-OH + К2Сг2О7 + 4H2SO4 -> 3HC-OH + 7H2O + K2SO4 + Cr2(SO4)3
Уравнение реакции с учащимися можно не разбирать. Как и в предыдущем случае, им лишь сообщается, что бихромат калия окисляет метиловый спирт в альдегид, превращаясь при этом в соль трехвалентного хрома Cr2(SO4)3
Объяснение: