Номер 829, страница 196 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

829. Напишите уравнения реакций, позволяющих получить анилин из бензола.

Получение анилина ($C_6H_5NH_2$) из бензола ($C_6H_6$) представляет собой двухстадийный синтез. На первом этапе бензол превращают в нитробензол, а на втором этапе нитробензол восстанавливают до анилина.

1. Нитрование бензола

На первой стадии проводят реакцию электрофильного замещения в ароматическом кольце. Бензол обрабатывают нитрующей смесью (смесь концентрированных азотной $HNO_3$ и серной $H_2SO_4$ кислот) при нагревании. Серная кислота выполняет роль катализатора и водоотнимающего средства, способствуя образованию катиона нитрония $NO_2^+$, который является атакующей частицей. В результате реакции атом водорода в бензольном кольце замещается на нитрогруппу $-NO_2$ с образованием нитробензола ($C_6H_5NO_2$).

Уравнение реакции:

$C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4, 50-60^{\circ}C} C_6H_5NO_2 + H_2O$

Ответ: $C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4, t} C_6H_5NO_2 + H_2O$.

2. Восстановление нитробензола (Реакция Зинина)

На второй стадии нитробензол восстанавливают для превращения нитрогруппы в аминогруппу $-NH_2$. Этот процесс известен как реакция Зинина. В качестве восстановителя в лабораторных и промышленных условиях чаще всего используют металлическое железо ($Fe$) или олово ($Sn$) в присутствии соляной кислоты ($HCl$). Атомарный водород, выделяющийся в ходе реакции металла с кислотой, является сильным восстановителем.

Суммарное уравнение реакции:

$C_6H_5NO_2 + 3Fe + 6HCl \xrightarrow{t} C_6H_5NH_2 + 3FeCl_2 + 2H_2O$

Ответ: $C_6H_5NO_2 + 3Fe + 6HCl \xrightarrow{t} C_6H_5NH_2 + 3FeCl_2 + 2H_2O$.