Descrierea prezentării REACȚII REDOX CU SUBSTANȚE ORGANICE pe diapozitive

REACȚII REDOX CU PARTICIPAREA SUBSTANȚELOR ORGANICE Kochuleva L.R., profesor de chimie, Liceul nr. 9, Orenburg

În chimia organică, oxidarea este definită ca un proces în care, ca urmare a transformării unei grupări funcționale, un compus trece de la o categorie la una superioară: alchenic alcool aldehidă (cetonă) acid carboxilic. Majoritatea reacțiilor de oxidare implică introducerea unui atom de oxigen în moleculă sau formarea unei duble legături cu un atom de oxigen deja existent datorită pierderii atomilor de hidrogen.

OXIDANȚI Pentru oxidarea substanțelor organice se folosesc de obicei compuși ai metalelor de tranziție, oxigen, ozon, peroxizi și compuși de sulf, seleniu, iod, azot și altele. Dintre agenții de oxidare pe bază de metale tranziționale, se folosesc în principal compușii de crom (VI) și mangan (VII), (VI) și (IV). Cei mai comuni compuși ai cromului (VI) sunt o soluție de dicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 în acid sulfuric, o soluție de trioxid de crom Cr. O 3 în acid sulfuric diluat.

OXIDANȚI În timpul oxidării substanțelor organice, cromul (VI) în orice mediu se reduce la crom (III), totuși oxidarea în mediu alcalin în chimia organică nu își găsește aplicație practică. Permanganat de potasiu KMn. O 4 în diferite medii prezintă proprietăți oxidante diferite, în timp ce puterea agentului de oxidare crește într-un mediu acid. Manganat de potasiu K 2 Mn. O4 și oxid de mangan (IV) Mn. O 2 prezintă proprietăți oxidante numai într-un mediu acid

ALCHENE În funcţie de natura agentului oxidant şi de condiţiile de reacţie se formează diverşi produşi: alcooli dihidroxilici, aldehide, cetone, acizi carboxilici La oxidarea cu o soluţie apoasă de KMn. O 4 la temperatura camerei, legătura π se rupe și se formează alcooli dihidroxilici (reacția Wagner): Decolorarea soluției de permanganat de potasiu - o reacție calitativă pentru o legătură multiplă

ALCHENE Oxidarea alchenelor cu o soluție concentrată de permanganat de potasiu KMn. O 4 sau dicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 în mediu acid este însoțit de o ruptură nu numai a legăturilor π-, ci și a σ Produși de reacție - acizi carboxilici și cetone (în funcție de structura alchenei) Utilizarea acestei reacții , produsele oxidării alchenei pot fi determinate poziția dublei legături în molecula sa:

ALCHENE 5 CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 +8 KMn. O4 +12 H2SO4 → 10 CH3COOH +8 Mn. SO 4 + 4 K 2 SO 4 + 12 H 2 O 5 CH 3 –CH=CH-CH 2 -CH 3 +8 KMn. O4 +12 H2SO4 → 5 CH3COOH +5 CH3CH2COOH +8 Mn. SO 4 +4 K 2 SO 4 +12 H 2 O CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 +2 KMn. O4 +3 H2SO4 → CH3CH2COOH + CO2 +2 Mn. SO4 + K2SO4 +4H2O

ALCHENE Alchenele ramificate care conțin un radical de hidrocarbură la atomul de carbon conectat printr-o legătură dublă formează un amestec de acid carboxilic și cetonă la oxidare:

ALCHENE 5 CH 3 -CH \u003d C-CH 3 + 6 KMn. O 4 +9 H 2 SO 4 → │ CH 3 5 CH 3 COOH + 5 O \u003d C-CH 3 + 6 Mn. SO 4 + 3 K 2 SO 4+ │ CH 3 9 H 2 O

ALCHENE Alchenele ramificate care conțin radicali de hidrocarburi la ambii atomi de carbon legați printr-o legătură dublă formează un amestec de cetone la oxidare:

ALCHENE 5CH3-C=C-CH3 + 4 KMn. O 4 +6 H 2 SO 4 → │ │ CH 3 10 O \u003d C-CH 3 + 4 Mn. SO 4 + 2 K 2 SO 4 + 6 H 2 O │ CH

ALCHENE Ca urmare a oxidării catalitice a alchenelor cu oxigenul atmosferic, se obțin epoxizi: În condiții dure, atunci când sunt arse în aer, alchenele, ca și alte hidrocarburi, ard pentru a forma dioxid de carbon și apă: C 2 H 4 + 3 O 2 → 2C02 + 2H2O

ALCADIENE CH 2 =CH−CH=CH 2 Există două legături duble terminale în molecula oxidată, prin urmare, se formează două molecule de dioxid de carbon. Scheletul de carbon nu este ramificat, prin urmare, atunci când atomii de carbon 2 și 3 sunt oxidați, se formează grupări carboxil CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 + 4 KMn. O 4 + 6 H 2 SO 4 → 2 CO 2 + HCOO−COOH + 4 Mn. SO4+2K2SO4+8H2O

ALCHINE Alchinele sunt ușor oxidate de permanganat de potasiu și dicromat de potasiu la locul unei legături multiple Când alchinele sunt tratate cu o soluție apoasă de KMn. O 4 se decolorează (reacție calitativă la o legătură multiplă) Când acetilena reacționează cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu, se formează o sare de acid oxalic (oxalat de potasiu):

ALCHINE Acetilena poate fi oxidată cu permanganat de potasiu în mediu neutru până la oxalat de potasiu: 3 CH≡CH +8 KMn. O 4 → 3 KOOC–COOK +8 Mn. O 2 +2 KOH +2 H 2 O Într-un mediu acid, oxidarea se duce la acid oxalic sau dioxid de carbon: 5 CH≡CH +8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH + 8 Mn. SO4 +4K2SO4 +12 H2O CH≡CH + 2 KMn. O 4 +3 H 2 SO 4 \u003d 2 CO 2 + 2 Mn. SO4 + 4H2O + K2SO

ALCHINE Oxidarea cu permanganați de potasiu în mediu acid la încălzire este însoțită de o ruptură a lanțului de carbon la locul legăturii triple și duce la formarea acizilor: Oxidarea alchinelor care conțin o legătură triplă la atomul de carbon extrem este însoțită sub aceste condiții prin formarea acidului carboxilic și a CO2:

ALCHINE CH 3 C≡CCH 2 CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 → CH 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O 3 CH 3 C≡CH+4 K 2 Cr 2 O 7 +16 H 2 SO 4 →CH 3 COOH+3 CO 2++ 4 Cr 2(SO 4)3 + 4 K 2 SO 4 +16 H 2 O CH 3C≡CH+8KMn. O 4+11 KOH →CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8 K 2 Mn. O4+6H2O

Cicloalcani și cicloalchenele Sub acțiunea agenților oxidanți puternici (KMn. O 4 , K 2 Cr 2 O 7 etc.), cicloalcanii și cicloalchenele formează acizi carboxilici dibazici cu același număr de atomi de carbon: 5 C 6 H 12 + 8 KMn . O 4 + 12 H 2 SO 4 → 5 HOOC (CH 2) 4 COOH + 4 K 2 SO 4 + 8 Mn. S04+12H20

ARENES Benzen Rezistent la agenții oxidanți la temperatura camerei Nu reacționează cu soluțiile apoase de permanganat de potasiu, dicromat de potasiu și alți agenți oxidanți Poate fi oxidat cu ozon pentru a forma dialdehidă:

ARENES Omologii benzenului se oxidează relativ ușor. Lanțul lateral suferă oxidare, în toluen - gruparea metil. Agenții de oxidare blând (Mn. O 2) oxidează gruparea metil la gruparea aldehidă: C 6 H 5 CH 3+2 Mn. O2+H2S04→C6H5CHO+2Mn. S04+3H20

ARENA Oxidanți mai puternici - KMn. O 4 într-un mediu acid sau un amestec de crom, atunci când este încălzit, oxidează gruparea metil la o grupare carboxil: Într-un mediu neutru sau ușor alcalin, nu se formează acidul benzoic în sine, ci sarea acestuia, benzoatul de potasiu:

ARENĂ În mediu acid 5 C 6 H 5 CH 3 +6 KMn. O 4 + 9 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 6 Mn. SO 4 +3 K 2 SO 4 + 14 H 2 O Într-un mediu neutru C 6 H 5 CH 3 +2 KMn. O 4 \u003d C 6 H 5 COOK + 2 Mn. O 2 + KOH + H 2 O În mediu alcalin C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4 KMn. O 4 \u003d C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2 H 2 O + 4 Mn. O2 + KOH

ARENE Sub acțiunea agenților oxidanți puternici (KMn. O 4 în mediu acid sau amestec de crom), lanțurile laterale se oxidează indiferent de structură: atomul de carbon atașat direct de inelul benzenic de o grupare carboxil, carbonul rămas. atomi din lanțul lateral la CO 2 Oxidarea oricărui benzen omolog cu un lanț lateral sub acțiunea KMn. O 4 într-un mediu acid sau un amestec de crom duce la formarea acidului benzoic:

ARENES Omologii de benzen care conțin mai multe catene laterale formează acizii aromatici polibazici corespunzători la oxidare:

ARENE Într-un mediu neutru sau ușor alcalin, oxidarea cu permanganat de potasiu produce o sare de acid carboxilic și carbonat de potasiu:

ARENA 5 C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12 KMn. O4 + 18 H2SO4 -> 5C6H5-COOH + 5CO2 + 12 Mn. SO4 + 6K2SO4 + 28 H2OC6H5-C2H5 +4 KMn. O4 → C6H5-COOK + K2CO3 + KOH +4 Mn. O2+2H2O5C6H5-CH (CH3)2 + 18 KMn. O4 + 27 H2S04 ---> 5C6H5-COOH + 10C02 + 18 Mn. S04+9K2S04+42H2O5CH3-C6H4-CH3+12 KMn. O4 +18 H2SO4 → 5C6H4 (COOH)2 +12 Mn. S04+6K2SO4+28H2OCH3-C6H4-CH3+4 KMn. O4 → C6H4(COOK)2 +4 Mn. O2+2KOH +2H2O

STIREN Oxidarea stirenului (vinilbenzen) cu o soluţie de permanganat de potasiu în mediu acid şi neutru: 3 C 6 H 5 -CH=CH 2 + 2 KMn. O4 + 4H2O → 3C6H5-CH-CH2 + 2 Mn. O 2 + 2 KOH ı ı OH OH Oxidarea cu un oxidant puternic – permanganat de potasiu în mediu acid – are ca rezultat ruperea completă a dublei legături și formarea de dioxid de carbon și acid benzoic; soluția devine incoloră. C6H5-CH=CH2 + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 SO 4 → C 6 H 5 -COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 Mn. S04+4H20

ALCOOLI Cei mai potriviţi agenţi oxidanţi pentru alcoolii primari şi secundari sunt: ​​KMn. amestec de crom O4. Alcoolii primari, cu excepția metanolului, sunt oxidați în aldehide sau acizi carboxilici:

ALCOOLI Metanolul se oxidează la CO 2: Etanolul sub acțiunea Cl 2 se oxidează la acetaldehidă: Alcoolii secundari se oxidează la cetone:

ALCOOLI Alcool dihidroxilic, etilenglicol HOCH 2 -CH 2 OH, la incalzire in mediu acid cu o solutie de KMn. O 4 sau K 2 Cr 2 O 7 este ușor oxidat la acid oxalic, iar în neutru la oxalat de potasiu. 5 CH2(OH) - CH2(OH) + 8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH + 8 Mn. S04+4K2S04+22H2O3CH2(OH) - CH2(OH) + 8 KMn. O 4 → 3 KOOC–COOK +8 Mn. O2+2KOH +8H2O

FENOLI Se oxidează cu ușurință datorită prezenței unei grupări hidroxo legate de inelul benzenic.Fenolul este oxidat de peroxid de hidrogen în prezența unui catalizator la fenol pirocatecol diatomic, iar când este oxidat cu un amestec de crom, la parabenzochinonă:

ALDEHIDE ŞI CETONE Aldehidele se oxidează uşor, în timp ce gruparea aldehidă se oxidează la o grupare carboxil: 3 CH 3 CHO + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 O → 2 CH 3 COOK + CH 3 COOH + 2 Mn. O 2 + H 2 O 3 CH 3 CH \u003d O + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 \u003d 3 CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7 H 2 O Metanul este oxidat la CO 2:

ALDEHIDE ȘI CETONE Reacții calitative la aldehide: oxidare cu hidroxid de cupru (II) reacție „oglindă de argint” Sare, nu acid!

ALDEHIDE ŞI CETONE Cetonele se oxidează cu dificultate, asupra lor nu acţionează agenţi oxidanţi slabi.Sub acţiunea agenţilor oxidanţi puternici, legăturile C-C se rup pe ambele părţi ale grupării carbonil pentru a forma un amestec de acizi (sau cetone) cu un număr mai mic. de atomi de carbon decât în ​​compusul original:

ALDEHIDE ŞI CETONE În cazul unei structuri cetonice asimetrice, oxidarea se realizează predominant din partea atomului de carbon mai puţin hidrogenat de la grupa carbonil (regula Popov-Wagner).Pe baza produşilor de oxidare ai cetonei, structura acesteia poate fi stabilit:

ACID FORMIC Dintre acizii monobazici saturați, doar acidul formic se oxidează ușor. Acest lucru se datorează faptului că în acidul formic, pe lângă gruparea carboxil, poate fi izolată și o grupare aldehidă. 5 NUN + 2 KMn. O4 + 3H2SO4 → 2 Mn. SO 4 + K 2 SO 4 + 5 CO 2 + 8 H 2 O Acidul formic reacționează cu o soluție de amoniac de oxid de argint și hidroxid de cupru (II) HCOOH + 2OH → 2 Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2 NH 3 + H 2 O HCOOH + 2 Cu(OH) 2 CO 2 + Cu 2 O↓+ 3 H 2 O În plus, acidul formic este oxidat de clor: HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl

ACIZI CARBOXICI NESURAȚI Se oxidează ușor cu o soluție apoasă de KMn. O 4 într-un mediu slab alcalin cu formare de dihidroxiacizi și sărurile acestora: Într-un mediu acid, scheletul de carbon se rupe la locul dublei legături C=C cu formarea unui amestec de acizi:

ACID OXALIC Se oxidează ușor de KMn. O 4 în mediu acid când este încălzit la CO 2 (metoda permanganatometrică): Când este încălzit, suferă decarboxilare (reacție de disproporționare): În prezența H2SO4 concentrat, când este încălzit, acidul oxalic și sărurile sale (oxalații) sunt disproporționate:

Notăm ecuațiile reacției: 1) CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 2) 3) 4) 5) 16,32% (36,68%, 23,82%) Pt, la X 3 X 2 Pt, la. KMn. O 4 KOH X 4 heptan KOH, la benzen. X1 Fe, HCI. HNO3H2SO4CH3 + 4H2CH3 + 6 KMn. O 4 + 7 KOHCOOK + 6 K 2 Mn. O 4 + 5 H 2 O COOK + KOH+ K 2 CO 3 la NO 2 + H 2 O+ HNO 3 H 2 SO 4 N H 3 C l + 3 F e C l 2 + 2 H 2 ON O 2 + 3 F e + 7 H C l

În reacțiile redox, substanțe organice mai des prezintă proprietățile agenților reducători, în timp ce ei înșiși sunt oxidați. Ușurința oxidării compușilor organici depinde de disponibilitatea electronilor atunci când interacționează cu un agent oxidant. Toți factorii cunoscuți care provoacă o creștere a densității electronilor în moleculele compușilor organici (de exemplu, efecte inductive și mezorice pozitive) vor crește capacitatea acestora de a se oxida și invers.

Tendința compușilor organici de a se oxida crește odată cu creșterea lor nucleofilitate, care corespunde următoarelor rânduri:

Creșterea nucleofilității în serie

Considera reacții redox reprezentanţi ai celor mai importante clase materie organică cu unii agenţi oxidanţi anorganici.

Oxidarea alchenei

Cu oxidare ușoară, alchenele sunt transformate în glicoli (alcooli dihidroxilici). Atomii reducători din aceste reacții sunt atomi de carbon legați printr-o legătură dublă.

Reacția cu o soluție de permanganat de potasiu are loc într-un mediu neutru sau ușor alcalin, după cum urmează:

3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

În condiții mai severe, oxidarea duce la ruperea lanțului de carbon la dubla legătură și formarea a doi acizi (în mediu puternic alcalin, două săruri) sau a unui acid și dioxid de carbon (în mediu puternic alcalin, o sare și un carbonat):

1) 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O

2) 5CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O

3) CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 10KOH → CH 3 COOK + C 2 H 5 COOK + 6H 2 O + 8K 2 MnO 4

4) CH 3 CH \u003d CH 2 + 10KMnO 4 + 13KOH → CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8H 2 O + 10K 2 MnO 4

Bicromatul de potasiu într-un mediu cu acid sulfuric oxidează alchenele în mod similar reacțiilor 1 și 2.

În timpul oxidării alchenelor, în care atomii de carbon din legătura dublă conțin doi radicali de carbon, se formează două cetone:

Oxidarea alchinelor

Alchinele oxidează în condiții puțin mai severe decât alchenele, așa că de obicei se oxidează cu tripla legătură care rupe lanțul de carbon. Ca și în cazul alchenelor, aici atomii reducători sunt atomi de carbon legați printr-o legătură multiplă. În urma reacțiilor, se formează acizi și dioxid de carbon. Oxidarea poate fi efectuată cu permanganat sau dicromat de potasiu într-un mediu acid, de exemplu:

5CH 3 C≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O

Acetilena poate fi oxidată cu permanganat de potasiu într-un mediu neutru până la oxalat de potasiu:

3CH≡CH +8KMnO 4 → 3KOOC –COOK +8MnO 2 +2KOH +2H 2O

Într-un mediu acid, oxidarea se duce la acid oxalic sau dioxid de carbon:

5CH≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O
CH≡CH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4

Oxidarea omologilor benzenului

Benzenul nu se oxidează chiar și în condiții destul de dure. Omologii benzenului pot fi oxidați cu o soluție de permanganat de potasiu într-un mediu neutru până la benzoat de potasiu:

C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2 O

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH

Oxidarea omologilor benzenului cu dicromat sau permanganat de potasiu într-un mediu acid duce la formarea acidului benzoic.

5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 +9 H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O

5C 6 H 5 –C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 12MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O

Oxidarea alcoolului

Produșii direcți ai oxidării alcoolilor primari sunt aldehidele, în timp ce cei ai alcoolilor secundari sunt cetonele.

Aldehidele formate în timpul oxidării alcoolilor se oxidează ușor la acizi; prin urmare, aldehidele din alcoolii primari se obțin prin oxidare cu dicromat de potasiu în mediu acid la punctul de fierbere al aldehidei. Se evaporă, aldehidele nu au timp să se oxideze.

3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O

Cu un exces de agent oxidant (KMnO4, K2Cr2O7) în orice mediu, alcoolii primari sunt oxidați la acizi carboxilici sau sărurile acestora, iar alcoolii secundari la cetone.

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O

3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O

Alcoolii terțiari nu sunt oxidați în aceste condiții, dar alcoolul metilic este oxidat la dioxid de carbon.

Alcoolul dihidroxilic, etilenglicolul HOCH 2 -CH 2 OH, când este încălzit într-un mediu acid cu o soluție de KMnO 4 sau K 2 Cr 2 O 7, se oxidează ușor la acid oxalic, iar în neutru la oxalat de potasiu.

5CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 22H 2 O

3CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 → 3KOOC - COOK + 8MnO 2 + 2KOH + 8H 2 O

Oxidarea aldehidelor și cetonelor

Aldehidele sunt agenți reducători destul de puternici și, prin urmare, sunt ușor oxidați de diferiți agenți oxidanți, de exemplu: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH, Cu (OH) 2. Toate reacțiile au loc când sunt încălzite:

3CH 3 CHO + 2KMnO 4 → CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 2 + H 2O

3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O

CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3KOH → CH 3 COOK + 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O

5CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

CH 3 CHO + Br 2 + 3NaOH → CH 3 COONa + 2NaBr + 2H 2 O

reacția oglinzii argintii

Cu o soluție de amoniac de oxid de argint, aldehidele sunt oxidate la acizi carboxilici, care dau săruri de amoniu într-o soluție de amoniac (reacție „oglindă de argint”):

CH 3 CH \u003d O + 2OH → CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3

CH 3 -CH \u003d O + 2Cu (OH) 2 → CH 3 COOH + Cu 2 O + 2H 2 O

Aldehida formică (formaldehida) este oxidată, de regulă, la dioxid de carbon:

5HCOH + 4KMnO4 (colibă) + 6H 2 SO 4 → 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 5CO 2 + 11H 2 O

3CH 2 O + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CO 2 + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O

HCHO + 4OH → (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag↓ + 2H 2 O + 6NH 3

HCOH + 4Cu(OH) 2 → CO 2 + 2Cu 2 O↓+ 5H 2 O

Cetonele sunt oxidate în condiții severe de agenți oxidanți puternici cu ruperea legăturilor C-C și dau amestecuri de acizi:

acizi carboxilici. Dintre acizi, acizii formic și oxalici au proprietăți reducătoare puternice, care se oxidează la dioxid de carbon.

HCOOH + HgCl 2 \u003d CO 2 + Hg + 2HCl

HCOOH + Cl 2 \u003d CO 2 + 2HCl

HOOC-COOH + Cl 2 \u003d 2CO 2 + 2HCl

Acid formic, pe lângă proprietățile acide, prezintă și unele proprietăți ale aldehidelor, în special, reducătoare. Apoi este oxidat la dioxid de carbon. De exemplu:

2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 8H2O

Când este încălzit cu agenți puternici de deshidratare (H2SO4 (conc.) sau P4O10) se descompune:

HCOOH →(t)CO + H2O

Oxidarea catalitică a alcanilor:

Oxidarea catalitică a alchenelor:

Oxidarea fenolului:

Procesele redox au fost mult timp de interes pentru chimiști și chiar pentru alchimiști. Printre reacțiile chimice care apar în natură, viața de zi cu zi și tehnologie, foarte multe sunt reacțiile redox: arderea combustibilului, oxidarea nutrienților, respirația țesuturilor, fotosinteza, alterarea alimentelor etc. Atât substanțele anorganice, cât și cele organice pot participa la astfel de reacții. Cu toate acestea, dacă secțiunile dedicate reacțiilor redox ocupă un loc semnificativ în cursul școlar de chimie anorganică, atunci se acordă o atenție insuficientă acestei probleme în cursul chimiei organice.

Ce sunt procesele redox?

Toate reacțiile chimice pot fi împărțite în două tipuri. Prima include reacții care au loc fără a modifica starea de oxidare a atomilor care formează reactanții.

Al doilea tip include toate reacțiile care apar cu modificarea stării de oxidare a atomilor care formează reactanții.

Reacțiile care apar cu modificarea stării de oxidare a atomilor care alcătuiesc reactanții se numesc reacții redox.

Dintr-un punct de vedere modern, o schimbare a stării de oxidare este asociată cu retragerea sau mișcarea electronilor. Prin urmare, alături de cele de mai sus, se poate da și o astfel de definiție a reacțiilor redox: acestea sunt reacții în care electronii se transferă de la un atom, molecule sau ioni la alții.

Să luăm în considerare principalele prevederi legate de teoria reacțiilor redox.

1. Oxidarea este procesul de cedare a unui electron de către un atom, moleculă sau ion de electroni, în timp ce stările de oxidare cresc.

2. Recuperarea este procesul de adăugare de electroni la un atom, moleculă sau ion, în timp ce starea de oxidare scade.

3. Atomii, moleculele sau ionii care donează electroni se numesc agenți reducători. În timpul reacției, acestea sunt oxidate. Atomii, moleculele sau ionii care acceptă electroni sunt numiți agenți oxidanți. În timpul reacției, acestea sunt restaurate.

4. Oxidarea este întotdeauna însoțită de reducere; reducerea este întotdeauna asociată cu oxidarea, care poate fi exprimată prin ecuații.

Prin urmare, reacțiile redox sunt o unitate a două procese opuse - oxidarea și reducerea. În aceste reacții, numărul de electroni donați de agentul reducător este egal cu numărul de electroni adăugați de agentul de oxidare. În acest caz, indiferent dacă electronii trec de la un atom la altul complet sau sunt doar parțial atrași de unul dintre atomi, vorbim condiționat doar de întoarcerea și atașarea electronilor.

Reacțiile redox ale substanțelor organice sunt cea mai importantă proprietate care unește aceste substanțe. Tendința compușilor organici de a se oxida este asociată cu prezența legăturilor multiple, grupărilor funcționale, atomilor de hidrogen la atomul de carbon care conține grupa funcțională.

Utilizarea conceptului de „stare de oxidare” (CO) în chimia organică este foarte limitată și este implementată, în primul rând, în formularea ecuațiilor pentru reacțiile redox. Totuși, ținând cont de faptul că o compoziție mai mult sau mai puțin constantă a produșilor de reacție este posibilă numai cu oxidarea completă (combustia) substanțelor organice, oportunitatea aranjarii coeficienților în reacțiile de oxidare incompletă dispare. Din acest motiv, ei se limitează de obicei la întocmirea unei scheme de transformări ale compuşilor organici.

Ni se pare important să indicăm valoarea CO al atomului de carbon în studiul totalității proprietăților compușilor organici. Sistematizarea informațiilor despre agenții oxidanți, stabilirea unei relații între structura substanțelor organice și CO a acestora va ajuta elevii să învețe:

Alege oxidanti de laborator si industriali;

Găsiți dependența capacității redox a materiei organice de structura sa;

Stabiliți o relație între o clasă de substanțe organice și un agent oxidant de rezistență, stare de agregare și mecanism de acțiune necesare;

Preziceți condițiile de reacție și produșii de oxidare așteptați.

Determinarea stării de oxidare a atomilor din substanțele organice

Starea de oxidare a oricărui atom de carbon din materia organică este egală cu suma algebrică a tuturor legăturilor sale cu mai multe elemente electronegative (Cl, O, S, N etc.), luate în considerare cu semnul „+”, iar legăturile cu atomi de hidrogen (sau alt element mai electropozitiv), luați în considerare cu semnul „-”. În acest caz, legăturile cu atomi de carbon vecini nu sunt luate în considerare.

Să determinăm stările de oxidare ale atomilor de carbon din moleculele de hidrocarbură saturată propan și etanol alcool:

Oxidarea secvențială a substanțelor organice poate fi reprezentată ca următorul lanț de transformări:

Hidrocarbură saturată Hidrocarbură nesaturată Alcool Aldehidă (cetonă) Acid carboxilic CO + HO.

Legătura genetică dintre clasele de compuși organici este prezentată aici ca o serie de reacții redox care asigură trecerea de la o clasă de compuși organici la alta. Este completat de produsele de oxidare completă (combustie) a oricăruia dintre reprezentanții claselor de compuși organici.

Anexa . Tabelul numărul 1.

Modificările CO la atomii de carbon dintr-o moleculă de carbon din moleculele de compuși organici sunt prezentate în tabel. Din datele din tabel se poate observa că atunci când se trece de la o clasă de compuși organici la alta și se crește gradul de ramificare a scheletului de carbon al moleculelor compuse într-o clasă separată, gradul de oxidare al atomului de carbon responsabil pentru capacitatea de reducere. a modificărilor compusului. Substanțele organice, ale căror molecule conțin atomi de carbon cu valori maxime (- și +) CO (-4, -3, +2, +3), intră într-o reacție completă de oxidare-ardere, dar sunt rezistente la ușoare și oxidanți de tărie medie. Substanțe ale căror molecule conțin atomi de carbon în CO -1; 0; +1, sunt ușor de oxidat, abilitățile lor de reducere sunt apropiate, astfel încât oxidarea lor incompletă poate fi realizată prin utilizarea unuia dintre agenții oxidanți cunoscuți de rezistență scăzută și medie. Aceste substanțe pot prezenta o natură dublă, acționând ca un agent oxidant, așa cum este inerent substanțelor anorganice.

Oxidarea și reducerea substanțelor organice

Tendința crescută a compușilor organici de a se oxida se datorează prezenței unor substanțe în moleculă:

• atomi de hidrogen la atomul de carbon care conține grupa funcțională.

Să comparăm alcoolii primari, secundari și terțiari în ceea ce privește reactivitatea la oxidare:

Alcooli primari și secundari având atomi de hidrogen la atomul de carbon care poartă grupa funcțională; se oxidează ușor: prima la aldehide, cea din urmă la cetone. În același timp, se păstrează structura scheletului de carbon al alcoolului inițial. Alcoolii terțiari, în moleculele cărora nu există atom de hidrogen la atomul de carbon care conține gruparea OH, nu se oxidează în condiții normale. În condiții dure (sub acțiunea agenților oxidanți puternici și la temperaturi ridicate), aceștia pot fi oxidați într-un amestec de acizi carboxilici cu greutate moleculară mică, adică. distrugerea scheletului de carbon.

Există două abordări pentru a determina stările de oxidare ale elementelor din substanțele organice.

1. Calculați starea medie de oxidare a unui atom de carbon dintr-o moleculă a unui compus organic, cum ar fi propanul.

Această abordare este justificată dacă toate legăturile chimice din materia organică sunt distruse în timpul reacției (combustie, descompunere completă).

Rețineți că, formal, stările de oxidare fracțională calculate în acest fel pot fi și în cazul substanțelor anorganice. De exemplu, în compusul KO (superoxid de potasiu), starea de oxidare a oxigenului este -1/2.

2. Determinați gradul de oxidare al fiecărui atom de carbon, de exemplu în butan.

În acest caz, starea de oxidare a oricărui atom de carbon dintr-un compus organic este egală cu suma algebrică a numerelor tuturor legăturilor cu atomi ai mai multor elemente electronegative, numărate cu semnul „+”, și cu numărul legăturilor cu atomi de hidrogen. (sau alt element mai electropozitiv), numărat cu semnul „-” . În acest caz, legăturile cu atomi de carbon nu sunt luate în considerare.

Ca exemplu cel mai simplu, să determinăm starea de oxidare a carbonului într-o moleculă de metanol.

Atomul de carbon este legat de trei atomi de hidrogen (aceste legături sunt luate în considerare cu semnul „-”), o legătură este cu atomul de oxigen (se ia în considerare cu semnul „+”). Primim:

Astfel, starea de oxidare a carbonului din metanol este -2.

Gradul calculat de oxidare a carbonului, deși este o valoare condiționată, indică însă natura schimbării densității electronilor în moleculă, iar schimbarea acestuia ca urmare a reacției indică un proces redox în desfășurare.

Luați în considerare lanțul de transformări ale substanțelor:

Dehidrogenarea catalitică a etanului produce etilenă; produsul hidratării etilenei este etanolul; oxidarea lui va duce la etanal și apoi la acid acetic; Când arde, produce dioxid de carbon și apă.

Să determinăm stările de oxidare ale fiecărui atom de carbon din moleculele substanțelor enumerate.

Se poate observa că în timpul fiecăreia dintre aceste transformări, gradul de oxidare al unuia dintre atomii de carbon este în continuă schimbare. În direcția de la etan la monoxid de carbon (IV) are loc o creștere a gradului de oxidare a atomului de carbon.

În ciuda faptului că în cursul oricăror reacții redox apar atât oxidarea, cât și reducerea, acestea sunt clasificate în funcție de ceea ce se întâmplă direct cu compusul organic (dacă este oxidat, se vorbește despre un proces de oxidare, dacă este redus, este un proces de reducere).

Deci, în reacția etanolului cu permanganatul de potasiu, etanolul va fi oxidat, iar permanganatul de potasiu va fi redus. Reacția se numește oxidarea etanolului.

Întocmirea ecuațiilor redox

Pentru compilarea ecuațiilor reacțiilor redox se utilizează atât metoda echilibrului electronic, cât și metoda semireacției (metoda electron-ion). Luați în considerare câteva exemple de reacții redox care implică substanțe organice.

1. Arderea n-butanului.

Schema de reacție arată astfel:

Să facem o ecuație completă a unei reacții chimice prin metoda echilibrului.

Valoarea medie a stării de oxidare a carbonului în n-butan:

Starea de oxidare a carbonului din monoxidul de carbon (IV) este +4.

Să facem o diagramă de echilibru electronic:

Luând în considerare coeficienții găsiți, ecuația pentru reacția chimică a arderii n-butanului va arăta astfel:

Coeficienții acestei ecuații pot fi găsiți și printr-o altă metodă, care a fost deja menționată. După ce am calculat stările de oxidare ale fiecăruia dintre atomii de carbon, vedem că acestea diferă:

În acest caz, schema de echilibru electronic va arăta astfel:

Deoarece toate legăturile chimice din moleculele sale sunt distruse în timpul arderii n-butanului, în acest caz prima abordare este destul de justificată, mai ales că schema de echilibru electronic compilată prin a doua metodă este ceva mai complicată.

2. Reacția de oxidare a etilenei cu o soluție de permanganat de potasiu în mediu neutru la rece (reacția Wagner).

Să aranjam coeficienții în ecuația de reacție folosind metoda echilibrului electronic.

Ecuația completă pentru o reacție chimică ar arăta astfel:

Pentru a determina coeficienții, puteți utiliza și metoda semireacțiilor. Etilena este oxidată în această reacție la etilenglicol, iar ionii de permanganat sunt reduși pentru a forma dioxid de mangan.

Scheme ale semireacțiilor corespunzătoare:

Ecuația totală electron-ion:

3. Reacții de oxidare a glucozei permanganat de potasiu în mediu acid.

A. Metoda echilibrului electronic.

Prima varianta

A doua varianta

Să calculăm stările de oxidare ale fiecăruia dintre atomii de carbon din molecula de glucoză:

Schema de echilibru electronic devine mai complicată în comparație cu exemplele anterioare:

B. Metoda semireacției în acest caz este următoarea:

Ecuația ionică totală:

Ecuația moleculară pentru reacția glucozei cu permanganatul de potasiu:

În chimia organică, este adecvat să se utilizeze definiția oxidării ca o creștere a conținutului de oxigen sau o scădere a conținutului de hidrogen. Recuperarea este definită apoi ca o scădere a conținutului de oxigen sau o creștere a conținutului de hidrogen. Cu această definiție, oxidarea secvențială a substanțelor organice poate fi reprezentată prin următoarea schemă:

Practica arată că selecția coeficienților în reacțiile de oxidare a substanțelor organice provoacă anumite dificultăți, deoarece trebuie să se confrunte cu stări de oxidare foarte neobișnuite.Unii studenți, din lipsă de experiență, continuă să identifice starea de oxidare cu valență și, ca un rezultat, determinați incorect starea de oxidare a carbonului în compușii organici. Valența carbonului în acești compuși este întotdeauna de patru, iar gradul de oxidare poate lua diferite valori (de la -3 la +4, inclusiv valori fracționale). Un moment neobișnuit în oxidarea substanțelor organice este gradul zero de oxidare a atomului de carbon în unii compuși complecși. Dacă depășiți bariera psihologică, compilarea unor astfel de ecuații nu este dificilă, de exemplu:

Starea de oxidare a atomului de carbon din zaharoză este zero. Rescriem schema de reacție indicând stările de oxidare ale atomilor care le modifică:

Compunem ecuații electronice și găsim coeficienții agentului oxidant și reducător și a produselor de oxidare și reducere a acestora:

Inlocuim coeficientii obtinuti in schema de reactie:

Selectăm coeficienții rămași în următoarea succesiune: K SO , H SO , HO. Ecuația finală arată astfel:

Multe instituții de învățământ superior includ în tichetele la examenele de admitere sarcini de selecție a coeficienților în ecuațiile OVR prin metoda electronică (metoda semireacției). Dacă școala acordă măcar o oarecare atenție acestei metode, este în principal oxidarea substanțelor anorganice. Să încercăm să aplicăm metoda semireacției pentru exemplul de mai sus de oxidare a zaharozei cu permanganat de potasiu într-un mediu acid.

Primul avantaj al acestei metode este că nu este nevoie să ghiciți și să scrieți imediat produsele de reacție. Ele sunt destul de ușor de determinat în cursul ecuației. Un agent oxidant într-un mediu acid își manifestă cel mai pe deplin proprietățile sale de oxidare, de exemplu, anionul MnO se transformă într-un cation Mn, cei organici ușor oxidați sunt oxidați la CO.

Scriem în forma moleculară a transformării zaharozei:

În partea stângă lipsesc 13 atomi de oxigen, pentru a elimina această contradicție, adăugăm 13 molecule de HO.

2. Kartsova A.A., Levkin A.N. Reacții redox în chimie organică // Chimie la școală. - 2004. - Nr. 2. - P.55-61.

3. Hhomcenko G.P., Savostyanova K.I. Reacții redox: un ghid pentru studenți. M.-: Iluminismul, 1980.

4. Sharafutdinov V. Reacții redox în chimia organică // Bashkortostan ukytyusyhy. - 2002. - Nr. 5. - P.79 -81.

Reacțiile redox din chimia organică sunt de cel mai mare interes, deoarece. trecerea de la o stare de oxidare la alta depinde puternic de alegerea corectă a reactivului și de condițiile de reacție. OVR nu este studiat suficient la cursul obligatoriu de chimie, dar în USE materiale de control și măsurare se regăsesc nu numai în sarcinile C1 și C2, ci și în sarcinile SZ, reprezentând un lanț de transformări ale substanțelor organice.

Descarca:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

REACȚII REDOX ÎN CHIMIE ORGANICĂ

„A gândi este ușor, a acționa este dificil și a transforma un gând în acțiune este cel mai dificil lucru din lume” I. Goethe Reacțiile redox din chimia organică sunt de cel mai mare interes, deoarece. selectivitatea trecerii de la o stare de oxidare la alta depinde puternic de alegerea corecta a reactivului si de conditiile de reactie. Dar OVR nu este studiat pe deplin în cursul obligatoriu de chimie. Elevii ar trebui să acorde o atenție deosebită proceselor redox care au loc cu participarea substanțelor organice. Acest lucru se datorează faptului că reacțiile redox în materialele de control și măsurare USE se regăsesc nu numai în sarcinile C1 și C2, ci și în sarcinile SZ, reprezentând un lanț de transformări ale substanțelor organice. În manualele școlare, agentul oxidant este adesea scris deasupra săgeții ca [O]. Cerința pentru completarea unor astfel de sarcini pentru UTILIZARE este desemnarea obligatorie a tuturor substanțelor inițiale și a produselor de reacție cu aranjarea coeficienților necesari. Reacțiile redox sunt importante în mod tradițional, iar în același timp, studiul în clasa a X-a, la cursul „Chimie organică”, provoacă anumite dificultăți elevilor.

C3. Sarcinile acestui bloc testează cunoștințele de chimie organică În lanțurile de transformări ale substanțelor organice, în marea majoritate a sarcinilor, se întâlnesc OVR. Expertul are dreptul de a acorda un punct numai dacă este scrisă ecuația, și nu schema de reacție, i.e. coeficienții sunt corecti. În reacțiile care implică oxidanți anorganici (permanganat de potasiu, compuși de crom (VI), peroxid de hidrogen etc.), acest lucru poate fi dificil de realizat, fără echilibru electronic.

Determinarea stării de oxidare a atomilor din moleculele compuşilor organici REGULA: CO (atom) = numărul de legături cu mai mulţi atomi de EO minus numărul de legături cu mai puţini atomi de EO.

Modificarea gradului de oxidare a atomilor de carbon din moleculele compușilor organici. Clasa de compuși organici Gradul de oxidare a atomului de carbon -4 / -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 Alcani CH 4 CH 3 -CH 3 CH 3 -CH 2 -CH 3 CH 3 | CH3-CH-CH3CH3 | CH3-C-CH3 | CH 3 - - - - Alchene - CH 2 \u003d CH 2 CH 3 -CH \u003d CH 2 - - - - Alchine - - CH \u003d CH CH 3 -C \u003d CH - - - - Alcooli _ _ H 3 C -CH2-OHH3C-CH-CH3 | OH CH 3 | H3C-C-CH3 | OH - - - Halogenalcani - - H 3 C-CH 2 - CI H 3 C - CH - CH 3 | CI CH 3 | H3C-C-CH3 | CI - - - Aldehide și cetone - - - - H 3 C-CH \u003d O H 3 C-C OCH 3 - - Acizi carboxilici - - - - - - H 3 C-C OOH - Produși completi de oxidare - - - - - - - CO 2

Tendința compușilor organici de a se oxida este asociată cu prezența: legăturilor multiple (alchenele, alchinele, alcadienele se oxidează ușor); grupări funcționale care pot fi ușor oxidate (–OH, - CHO, - NH 2); grupări alchil activate situate adiacent legăturilor multiple sau unui inel benzenic (de exemplu, propena poate fi oxidată la aldehidă acroleină nesaturată, oxidarea toluenului la acid benzoic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid); prezenţa atomilor de hidrogen la atomul de carbon care conţine gruparea funcţională.

1. OXIDAREA MOALE A COMPUSILOR ORGANICI Pentru oxidarea usoara a compusilor organici (alcooli, aldehide, compusi nesaturati), se folosesc compusi de crom (VI) - oxid de crom (VI), CrO 3, dicromat de potasiu K 2 С r 2 O 7 etc. . De regulă, oxidarea se realizează într-un mediu acid, produșii de reducere sunt săruri de crom (III), de exemplu: 3CH 3 -CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 -COOH + 4K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O t 3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 11H 2 O Când alcoolii sunt oxidați cu dicromat de potasiu la rece, oxidarea poate fi oprită în stadiul de formare a aldehidelor, dar la încălzire se formează acizi carboxilici: 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O

ALC EN + KMnO4 -1 KOH H 2SO4 Diol Sare acid carbonic + carbonat Acid carbonic + CO 2 ALC EN + KMnO4 -2 KOH N 2SO4 2 săruri carboxilice 2 acizi carboxilici Diol 2. Semnificativ mai puternic Agentul oxidant este permanganat de potasiu NEUTRE. NEUTRU

C 2 H 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4 ALA IN + KMnO4 -1 KOH H 2SO4 Sare de acid carboxilic + carbonat Acid carbonic + CO 2 ALK IN + KMnO4 -2 KOH H 2SO4 2 carb. la tine 2 carboxilic la tine 5CH 3 C = CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 = 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4  5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + K 2 SO 4 + 14H 2 O C 6 H 5 CH 3 +2KMnO 4  C 6 H 5 COOK + 2Mn 2 + KOH + H 2 O C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4  C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH Benzen omologi + KMnO4 KOH H 2SO4 acid benzoic NEUT. Benzoat

Proprietățile redox ale compușilor care conțin oxigen Alcoolii oxidanți sunt cel mai adesea oxid de cupru (II) sau permanganat de potasiu și agenți de oxidare pentru aldehide și cetone - hidroxid de cupru (II), soluție de amoniac de oxid de argint și alți agenți oxidanți

OL + KMnO4 -1 KOH H 2SO4 ALDEHIDA OL + KMnO4 -2 KOH H 2SO4 cetona OL + K MnO4 (echivalent) -1 KOH H 2SO4 NEUTRA Sarea acidului carboxilic Sarea acidului carboxilic Acidul carboxilic

Aldehidă + KMnO4 KOH H 2SO4 Acid carboxilic + Sarea acidului carboxilic Sarea acidului carboxilic Acidul carboxilic NEUT. 3CH 3 CHO + 2KMnO 4 \u003d CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 2 + H 2O

Aldehidele sunt agenți reducători destul de puternici și, prin urmare, sunt ușor oxidate de diverși agenți oxidanți CH 3 CHO + 2OH  CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3

Algoritm pentru selectarea coeficienților Deoarece în sarcina C3, la compilarea ecuațiilor OVR, nu este necesar să scrieți ecuațiile balanței electronice, este convenabil să selectați coeficienții prin metoda echilibrului interliniar - o metodă simplificată de balanță electronică . unu . Se elaborează o schemă OVR. De exemplu, pentru oxidarea toluenului la acid benzoic cu o soluție acidificată de permanganat de potasiu, schema de reacție este următoarea: C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4  C 6 H 5 -C OO H + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O 2. D.d. atomi. Asa de. atomul de carbon este determinat prin metoda de mai sus. C 6 H 5 -C -3 H 3 + KMn +7 O 4 + H 2 SO 4  C 6 H 5 -C +3 OO H + K 2 SO 4 + Mn +2 SO 4 + H 2 O 3. Număr electroni donați de atomul de carbon (6) se scrie ca coeficient în fața formulei agentului de oxidare (permanganat de potasiu): C 6 H 5 -C -3 H 3 + 6 KMn +7 O 4 + H 2 SO 4  C 6 H 5 -C + 3 OO H + K 2 SO 4 + Mn + 2 SO 4 + H 2 O 4. Numărul de electroni acceptați de atomul de mangan (5) se scrie ca coeficient în fața formulei a agentului reducător (toluen): 5 C 6 H 5 -C -3 H 3 + 6 KMn +7 O 4 + H 2 SO 4  C 6 H 5 -C +3 OO H + K 2 SO 4 + Mn + 2 SO 4 + H 2 O 5. Cei mai importanţi coeficienţi sunt în vigoare. Selectarea ulterioară nu este dificilă: 5 C 6 H 5 -CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4  5 C 6 H 5 -C OO H + 3 K 2 SO 4 + 6 MnSO 4 + 14 H 2 O

Un exemplu de sarcină de testare (C3) 1. Scrieți ecuațiile de reacție cu care puteți efectua următoarele transformări: Hg 2+, H + KMnO 4, H + C l 2 (echimol.), h  C 2 H 2  X 1  CH 3 COOH  X 2  CH 4  X 3 1. Reacția Kucerov. Hg 2+, H + CH  CH + H 2 O  CH 3 CHO 2. Aldehidele sunt ușor oxidate la acizi carboxilici, incluzând un astfel de agent oxidant puternic precum permanganatul de potasiu într-un mediu acid. CH 3 CHO + KMnO 4 + H 2 SO 4  CH 3 COOH + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O CH 3 C +1 H O + KMn +7 O 4 + H 2 SO 4  CH 3 -C + 3 OO H + K 2 SO 4 + Mn +2 SO 4 + H 2 O 5 CH 3 CHO + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4  5 CH 3 COOH + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 3 H 2 O 3. Pentru a efectua următoarea verigă a lanțului, este necesar să se evalueze substanța X 2 din două poziții: în primul rând, se formează din acid acetic într-o singură etapă, iar în al doilea rând, se poate obține metanul din acesta. Această substanță este un acetat de metal alcalin. Se notează ecuațiile celei de-a treia și a patra reacție. CH 3 COOH + NaOH  CH 3 COONa + H 2 O fuziune 4. CH 3 COONa + NaOH  CH 4 + Na 2 CO 3 5. Condițiile pentru următoarea reacție (lumină) indică clar caracterul radical al acesteia. Ținând cont de raportul de reactivi indicat (echimolar), se scrie ecuația ultimei reacții: h  CH 4 + Cl 2  CH 3 Cl + HCl

Site-uri de simulare: http://reshuege.ru/ (voi rezolva USE) http://4ege.ru/himiya/4181-demoversiya-ege-po-himii-2014.html (portal USE) http://www .alleng.ru/edu/chem3.htm (Resurse educaționale pe internet - Chimie) http://ege.yandex.ru/ (teste online)

Alchinele (în rest hidrocarburi acetilenice) sunt hidrocarburi care conțin o legătură triplă între atomi de carbon, cu formula generală CnH2n-2. Atomii de carbon din legătura triplă sunt în stare de hibridizare sp.

Reacția acetilenei cu apa cu brom

Molecula de acetilenă conține o legătură triplă, bromul o distruge și se alătură acetilenei. Se formează terabrometan. Bromul se consumă în formarea tetrabrometanului. Apa cu brom (galben) - se decolorează.

Această reacție se desfășoară cu o viteză mai mică decât în ​​seria de hidrocarburi de etilenă. De asemenea, reacția se desfășoară în pași:

HC ≡ CH + Br 2 → CHBr = CHBr + Br 2 → CHBr 2 - CHBr 2

acetilenă → 1,2-dibrometan → 1,1,2,2-tetrabrometan

Decolorarea apei cu brom dovedeste nesaturarea acetilenei.

Reacția acetilenei cu o soluție de permanganat de potasiu

Într-o soluție de permanganat de potasiu, acetilena este oxidată, iar molecula se rupe la locul legăturii triple, soluția devine rapid incoloră.

3HC ≡ CH + 10KMnO 4 + 2H 2 O → 6CO 2 + 10KOH + 10MnO 2

Această reacție este o reacție calitativă pentru legături duble și triple.

Reacția acetilenei cu o soluție de amoniac de oxid de argint

Dacă acetilena este trecută printr-o soluție de amoniac de oxid de argint, atomii de hidrogen din molecula de acetilenă sunt ușor înlocuiți cu metale, deoarece au mobilitate ridicată. În acest experiment, atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi de argint. Se formează acetilenidă de argint - un precipitat galben (exploziv).

CH ≡ CH + OH → AgC≡CAg↓ + NH3 + H2O

Această reacție este o reacție calitativă pentru o legătură triplă.