In urma chimizarii prin oxidare, metanul poate forma: alcool metilic, aldehida formica si gaz de sinteza. Prin oxidare, metanul mai poate forma si negru de fum, conform reactiei:CH4 + O2 C + 2H2ODar randamentul obtinerii negrului de fum prin acest procedeu este foarte mic si nerentabil. Astazi se fabrica negrul de fum mult mai rentabil din produse petroliere pe o mica planeta aproape de Pluto, numita Pitesti, dupa un oras de pe Pamant. Negrul de fum este utilizat in prelucrarea cauciucului, obtinerea cernelurilor de tipar, tusuri, etc. Cand oxidarea metanului se face cu oxigen din aer, azotul existent ramane necombinat, procesul constituind o importanta sursa de azot.

3. Reactia de oxidare la aldehida formica

Conditii : 400-600°C si catalizatori oxizi de azot

CH4+O2 → CH2O + H2O

( aldehida formica ) re776m9477jeeu

Aldeida formica este utilizata la obtinerea novolacului si a bachelitei , la conservarea preparatelor anatomice , formolul fiind o solutie de aldehida formica de concentratie 40%.

4. Reactia de oxidare cu vapori de apa

Conditii: Ni , 300-1000°C si catalizator Ni

CH4 + H2O ↔ CO +3H2

Conditii: 400°C si catalizatori oxizi de fier

CO + H2O ↔ CO2 + H2

Prin oxidarea metanului cu vapori de apa se obtine un amestec de monoxid de carbon , CO si hidrogen numit gaz de sinteza si utilizat la obtinerea metanonului si in alte sinteze organice . Monoxidul de carbon poate fi convertit la dioxid de carbon , procesul constituind o sursa de hidrogen folosit in sinteza amo

5. Reacţia de amonoxidareaCondiţii: catalizatori de Pt, 1000°CCH4 + NH3 + 3/2O2. HCN + 3H2O

Oxidarea metanului cu aer în prezenţa amoniacului permite obţinerea acidului cianhidric, HCN, folosit în principal, la obţinerea fibrelor sintetice de tip poliacrilonitril şi a stiplexului. 

2) Prin oxidarea partiala a metanului se obtine, gazul de sintezadin care se pot fabrica: alcool metilic, alcooli superiori,

benzine de sinteza. Prin oxidarea catalitica a metanului rezulta la 600-7500 C formaldehida. Hidrogenul separat din

gazul de sinteza poate folosi la fabricarea amoniacului, a unor ingrasaminte chimice, etc. 

                Clorurarea metanului este o cale de obtinere a unor dizolvanti si agenti frigorifici. Prin nitrarea metanului se

obtine nitrometanul, folosit ca bun dizolvant si in unele sinteze organice. Prin amonooxidare (tratarea cu amoniac si

oxigen, respectiv aer) din metan se fabrica acid cianhidric, din care se obtine, pe langa cianurile alcaline, diferite

produse intermediare pentru industria materialelor plastice, a fibrelor sintetice, a cauciucului sintetic, etc. Tot din

metan se poate obtine si sulfura de carbon, prin tratare cu sulf la 600-7000 C, in prezenta catalizatorilor). 

                O alta cale pentru valorificarea metanului o poate constitui utilizarea lui ca agent energetic. Gazul metan este

un combustibil superior carbunelui si chiar produselor petrolieres la incalzitul cuptoarelor industriale el prezita avantaje

din punmct de vedere tehnic si economic: puterea calorifica mai mare, cheltuieli de exploatare si transport mult reduse,

iar cele de depozitare inexistente.

Reactiile de oxidare sunt transformarile suferite de alcani sub actiunea oxigenului. Acestea pot fi : oxidari incomplete sau oxidari si oxidari totale sau arderi. a) Oxidarile sunt transformarile care conduc la produsi ce apartin altor clase de substante, ca alcoli, aldehide, acizi etc, in functie de conditile de lucru. Importanta practica prezinta oxidarile metanului. b) Arderi. Oxidarea totala a alcanilor, numita si ardere conduce la formarea dioxidului de carbon si a apei. Astfel, arderea metanului, butanului etc se poate exprima prin urmatoarele ecuatii chimice: CH4+2O2 CO2+2H2O+Q C4H10+13/2O2 4CO2+5H2O+Q Aceste reactii sunt insotite de degajarea unei cantitati corespunzatoare de caldra (Q) si stau la baza folosiri alcanilor drept combustibil. Alcani cu nr mare de atomi de carbon ard progresiv si cu viteze considerabile; termenii inferiori, gazosi sau lichizi in stare de vapori, formeaza cu oxigenul sau cu aerul amestecuri detonante, capabile sa produca explozi sub influenta unei scantei. Un exemplu il constituie detonatia metanului care se poate produce intre concentratiile limita ale acestuia in aer (5- 15%). Se impune de aceea sa se ia masuri de precautie deosebite ca sa nu existe pe conducte scapari de gaza naturale ce pot provoca accidente. Descompunerea termica a alcanilor.Datorita inertiei lor chimice a alcanii prezinta o mare stabilitate termica, care poate fi incalzita pina la 300-400?C fara a suferi vreo transformare. La temperaturi mai ridicate au loc ruperi ale legaturilor covalente C-C si C-H in urma carora din moleculele mai mari, ale unor alcani superiori, rezulta molecule mai mici de hidrocarburi saturate si nesaturate. Dupa temperatura la care are loc descompunerea termica aceasta poate fi :cracare, cind t< 650?C si piroliza, cand t>650?C. 

Oxidarea

Intr-un prim sens inseamna cresterea cantitatii de oxigen dintr-o molecula.

Unele procese de oxidare, cum sunt ruginirea fierului, rancezirea grasimilor etc,

sunt procese nedorite, caz in care se adauga antioxidanti, anticorosivi sau se

folosesc ambalaje ermetice.

In alte cazuri este necesara oxidarea;astfel: albirea tesaturilor, decolorarea parului,

oxidarea parafinelor in acizi grasi etc. Oxidarea se poate efectua chimic, in mediu

acid, in care caz se folosesc: permanganatul de potasiu, cloratul de potasiu, acidul

azotic, anhidrida acidului azotic, anhidrida acidului cromic, nitrobenzenul etc.

In cazul in care se lucreaza in mediul bazic, se foloseste hipocloritul de sodiu (la

albirea lanii), clorul (oxiclorura de calciu), permanganatul de potasiu, apa oxigenata

etc. Nu sunt rare nici cazurile cand procesul se efectueaza cu ajutorul oxigenului

atmosferic sau al celui pur.

Reactiile de oxidare sunt transformarile suferite de alcani sub actiunea

oxigenului. Acestea pot fi : oxidari incomplete sau oxidari si oxidari totale sau

arderi.

a)Oxidarile sunt transformarile care conduc la produsi ce apartin altor clase de

substante, ca alcoli, aldehide, acizi etc, in functie de conditile de lucru.

Importanta practica prezinta oxidarile metanului.

b)Arderi. Oxidarea totala a alcanilor, numita si ardere conduce la formarea

dioxidului de carbon si a apei.

Astfel, arderea metanului, butanului etc se poate exprima prin urmatoarele

ecuatii chimice:

CH4+2O2 CO2+2H2O+Q

C4H10+13/2O2 4CO2+5H2O+Q

Aceste reactii sunt insotite de degajarea unei cantitati corespunzatoare de

caldura (Q) si stau la baza folosiri alcanilor drept combustibil. Alcani cu nr

mare de atomi de carbon ard progresiv si cu viteze considerabile; termenii

inferiori, gazosi sau lichizi in stare de vapori, formeaza cu oxigenul sau cu

aerul amestecuri detonante, capabile sa produca explozi sub influenta unei

scantei. Un exemplu il constituie detonatia metanului care se poate produce

intre concentratiile limita ale acestuia in aer (5-

15%). Se impune de aceea sa se ia masuri de precautie deosebite ca sa nu

existe pe conducte scapari de gaza naturale ce pot provoca accidente.

Descompunerea termica a alcanilor.Datorita inertiei lor chimice a alcanii

prezinta o mare stabilitate termica, care poate fi incalzita pina la 300-400?C

fara a suferi vreo transformare. La temperaturi mai ridicate au loc ruperi ale

legaturilor covalente C-C si C-H in urma carora din moleculele mai mari, ale

unor alcani superiori, rezulta molecule mai mici de hidrocarburi saturate si

nesaturate.

Dupa temperatura la care are loc descompunerea termica aceasta poate fi

:cracare, cind t< 650?C si piroliza, cand t>650?C.

Oxidarea in chimia organica, intocmai ca si in cea anorganica, este o reactie foarte

complexa, a carei principala caracteristica o constituie ireversibilitatea sa.

Reactia de oxidare reprezinta procesul prin care :

- se introduce oxigen intr-o molecula;

-se mareste continutul de oxigen al unei molecule;

-se schimba natura unei functiuni, in sensul cresteri valentei sau se micsoreaza

continutul de hidrogen

In general, reactiile de oxidare decurg fie cu conservarea catenei de atomi de

carbon, ca in cazulrile exemplificate mai sus, fie, adeseori, cu ruperea catenei.

La reactia de oxidare pot participa substante apartinind unui mare nr de clase de

compusi organici : alchene,

alchine,diene,cicloalcani,cicloalchene,arene,alchilarene, alcoli, compusi carbonilici.

Ca proces chimic reactia de oxidare poate decurge pe mai multe cai :

a)Oxidarea completa sau arderea substantelor organice ; se obtin oxizii

elementelor componente (CO2,H2O,SO2,NO etc).

b)Oxidarea incompleta care conduce la compusi cu functiuni oxigenate

(alcoli,aldehide,cetone,acizi etc).

c)Oxidarea degradativa cand, prin ruperea unor legaturi chimice,se obtin

amestecuri de compusi cu nr mai mic de atomi de carbon.

d)Autooxidarea in care uni compusi intermediari ai oxidari sunt catalizatori ai

procesului (autooxidarea aldehidelor, rancezirea grasimilor).

Fiecare dintre aceste procese are o important specifica, dar, pt sinteza organica,

sunt importante oxidarile incomplete si cele degradative. In asemenea cazuri se

folosesc anumiti agenti oxidanti si diferite conditi ede lucru determinate, mai

ales, de natura produsilor de oxidare, ce urmeaza a fi obtinuti.

Oxidarea substantelor organice se poate realiza, in general, in urmatoarele

conditii:

a)Cu oxigenul din aer, in conditi catalitice in prezenta unor oxizi (de vanadiu, de crom, de cupru, de mangan, de cobalt etc),sau a unor metale (platina,

paladiu, cupru,argint etc). Se lucreaza la temperaturi si presiuni ridicate si se

are in vedere specificitatea catalizatorilor.

b)Cu oxigenul furnizat de diferiti compusi anorganici (acizi oxigenati si saruri

ale metalelor in stari e oxidare superioare, ca de exemplu:

2KMnO4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+3H2O+5O

K2Cr2O7+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+4H2O+3O

Sistemele din aceasta categorie sunt folosit, mai ales, la oxidarea hidrocarburilor

mai reactive (alchene, alchil-arene, arene polinucleare) sau a unor compusi cu un

continut oarecare de oxigen (alcolii,aldehide etc.) si ele actioneaza in cele mai

multe cazuri la presiune si temperatura normala.

Ca urmare acestor variate conditi de lucru, a diferentelor, uneori foarte mari dintre

natura reactantilor, a deosebirilor de reactivitate chimica a compusilor ce se supun

oxidari, un astfel de proces chimic, cum este oxidarea, nu se poate desfasura

printrun mecanizm unic, acesta fiind in dependenta simultana de toti acesti factori.

Reducerea

Este procesul invers oxidarii. Cand o substanta este oxidata de o alta (numita

oxidant), aceasta din urma, la randul ei se reduce. De aici se vede ca nu exista

procese de izolare sau de reducere izolate, ele decurgand totdeauna impreuna. Se

vorbeste de procese de un tip sau altul, doar din punctul de vedere al produsului

final al reactiei, produsul care intereseaza.

Revenind la tema, prin reducere se prepara anilina din nitro-benzen; tot prin

reducere apare imaginea fotografica, proces in care clorura si bromura de argint

sunt reduse la argint metalic, cu ajutorul revelatorilor (metolul, hidrochinona etc).

Ca agenti reducatori se folosesc, in mediu acid, bisulfitul de sodiu, clorura

stanoasa, iar in mediu

bazic sulfura de sodiu sau ditionitul de sodiu. Deseori se efectueaza procese de

reducere cu hydrogen gazos, in prezenta catalizatorilor metalici, ca platina, nichelul

etc.

Reactia de oxidare

Oxidarea–este procesul prin care un atom sau un ion îşi măreşte valenţa pozitivă sau îşi micşorează valenţa negativă ca urmare a pierderii unui anumit număr de electroni. Elementul care pierde electronii este oxidat. Procesul decurge în prezenţa unui reactant capabil să capteze electronii pierduţi (are un caracter oxidant) şi care în acest proces se reduce.