ORV reakce v organických příkladech chemie. "Redoxní reakce v organické chemii" Materiál pro přípravu zkoušky (GIA) pro chemii (stupeň 11) na téma

Sestavování rovnic redoxních reakcí zahrnujících organické látky

V Spojení se zavedením jako jedinou formu konečné certifikace absolventů středních škol státní zkouška (Použití) a přechod univerzita třetího věku Příprava studentů středních škol je stále důležitější pro přípravu středoškolských studentů, aby splnili nejvíce "drahé" strany části "C" test EGE. v chemii. Navzdory skutečnosti, že pět úkolů části "C" se považuje za jiné: Chemické vlastnosti anorganické látky, Řetězy přeměny organických sloučenin, vypočtených úkolů, jsou všechny nebo jiné z důvodu redoxních reakcí (OSR). Pokud se naučí hlavní znalosti teorie OSR, pak můžete zcela správně provádět první a druhé úkoly a třetí je částečně. Podle našeho názoru je významná část úspěchu při provádění části "C" je přesně v tom. Zkušenosti ukazují, že pokud studuje anorganická chemie, studenti jsou dobře vyrovnáni s úkoly psaní rovnic OSR, podobné úkoly pro organickou chemii způsobují velké potíže. Proto se v průběhu studia celého průběhu organické chemie v třídách profilů snažíme vytvořit dovednosti kompilace Rovnic OPR na středních školách.

Při studiu srovnávací vlastnosti Anorganické a organické sloučeniny, představujeme studenty s použitím stupně oxidace (c.o.) (v organické chemii, první ze všech uhlíku) a metody pro jeho určení:

1) Výpočet média S.O. uhlík v molekule organické hmoty;

2) Definice S.O. Každý atom uhlíku.

Určujeme v jakých případech je lepší použít jeden nebo jiný způsob.

Článek byl zveřejněn s podporou společnosti "Geo-Engineering", což představuje produkty na trhu pod značkou "Profkresla". Rozsah společnosti - výroba, prodej a montáž židlí a židlí pro různé sály. Vysoká profesionalita personálu a jejich vlastní výrobní zařízení vám umožní rychle a efektivně realizovat projekty jakéhokoliv stupně složitosti. Všechny výrobky pod značkou "Profkresla", jsou tonatrální židle, sedadla pro čekárny nebo židle vzdělávací instituce, rozlišovat moderní a ergonomický design, stejně jako vysoký odolnost proti opotřebení, sílu a pohodlí. Z obrovského sortimentu produktů uvedených v katalogu na stránkách profkresla.ru, můžete si vždy vybrat modely, které jsou nejlépe relevantní pro firemní stylu přijatý ve vaší společnosti. Pokud máte stále potíže s volbou, odborníci společnosti jsou vždy připraveni poskytnout poradenství, pomoci rozhodnout se na modelu, po kterém je připravit projekt, na místě pro výrobu všech nezbytných měření a instalace.

P. Studium tématu "Alkana" ukazuje, že procesy oxidace, spalování, halogenace, nitrace, dehydratace, rozklad se týkají redoxních procesů. Při psaní rovnic spalovacích reakcí a rozkladu organických látek je lepší použít průměrnou hodnotu C.O. Uhlík. Například:

Upozorňujeme na první polovinu elektronické rovnováhy: u atomu uhlíku v frakční hodnotě S.O. Denominátor je 4, takže výpočet převodovky elektronů se provádí podle tohoto koeficientu.

V ostatních případech při studiu tématu "Alkans" určujeme hodnoty S.O. Každý atom uhlíku ve sloučenině, která upozorňuje studenty na sekvenci výměny atomů vodíku v primárních, sekundárních, terciárních atomech uhlíku:

Tak jsme sčítání studentů v závěru, že proces substituce v terciárním, pak v sekundárním a naposledy - v primárních atomech uhlíku.

P. Studium tématu "Alkenes" zvážit oxidační procesy v závislosti na struktuře alkenetu a reakčního média.

S oxidací alkenů s koncentrovaným roztokem manganistátu draselného KMNO 4 v kyselém prostředí (tuhá oxidace), dojde k přerušení - a - připojení k formě karboxylové kyseliny, ketony a oxid uhličitý (IV). Tato reakce se používá pro stanovení polohy dvojné vazby.

Pokud je dvojná vazba na konci molekuly (například v Bouthena-1), jedna z oxidačních produktů je kyselina mravenčí, snadno oxidována na oxid uhličitý a vodu:

Zdůrazňujeme, že pokud v alkinové molekule, atom uhlíku na dvojité vazbě obsahuje dva substituenty uhlíku (například v molekule 2 methylbutenu-2), poté, když je oxidace, dochází k tvorbě ketonu, protože konverze takového atomu do atomu karboxylové skupiny je nemožné bez porušení C-C-C-C-C-C-C-C, relativně stabilní za těchto podmínek:

Určujeme, že pokud je alkinová molekula symetrická a dvojná vazba je obsažena ve středu molekuly, je vytvořena pouze jedna kyselina během oxidace:

Informujeme, že znaky oxidace alkenů, ve kterém atomy uhlíku při dvojité vazbě obsahuje dva uhlíkové radikály, je tvorba dvou ketonů:

Vzhledem k oxidaci alkenů v neutrálních nebo slabě alkalických médiích se zaměřuje na pozornost středoškolských studentů na skutečnost, že v takových podmínkách je oxidace doprovázena tvorbou diolů (dukových alkoholů) a hydroxylové skupiny jsou spojeny atomy uhlíku , mezi kterou byla dvojná vazba:

V Podobně považujeme oxidaci acetylenu a jeho homologů v závislosti na tom, na které životní prostředí pokračuje. Takže stanovíme, že v kyselém prostředí je proces oxidace doprovázen tvorbou karboxylových kyselin:

Reakce se používá k určení struktury alkinů na oxidačních produktech:

V neutrálních a nízkotalinových médiích je oxidace acetylenu doprovázeno tvorbou vhodného oxalátu (soli kyseliny šťavely) a oxidace homologů je rozpadem trojitých vazeb a tvorba solí karboxylové kyseliny:

V Pravidla CE se provádějí se studenty na konkrétních příkladech, což vede k lepšímu absorpci teoretického materiálu. Při studiu oxidace arény v různých prostředích mohou studenti nezávisle naznačovat, že tvorba kyselin by se měla očekávat v kyselém médiu a v alkalických solí. Učitel bude objasněn pouze, které reakční produkty jsou tvořeny v závislosti na struktuře příslušné arény.

Zobrazeno na příkladech, že gomologové benzenu s jedním postranním řetězcem (bez ohledu na jeho délku) se oxidují silným oxidačním činidlem na kyselinu benzoovou atomem uhlíku. Homology gomezol jsou oxidovány manganistanátem draselným v neutrálním médiu za vzniku draselných solí aromatických kyselin.

5C 6H5 -CH3 + 6kmNo 4 + 9H 2 SO 4 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 6MNSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H20,

5C 6H5-C2H5 + 12kmNo 4 + 18H2S04 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 5C02 + 12mNSO 4 + 6k2S204 + 28H20,

C6H5 -CH3 + 2kmNo 4 \u003d C 6H5 Cook + 2MNO 2 + KOH + H 2 O.

Zdůrazňujeme, že pokud existuje několik bočních řetězců v molekule, pak v kyselém médiu, každý z nich se oxiduje podle atomu uhlíku na karboxylovou skupinu, v důsledku jejich vytvoření polybentových aromatických kyselin:

P. Ollinizované dovednosti pro kompilaci rovnic OSR pro uhlovodíky vám umožní používat je při studiu sekce "sloučeniny obsahující kyslík".

Tak, při studiu tématu "alkohol", studenti samostatně tvoří rovnice oxidace alkoholu pomocí následujících pravidel:

1) Primární alkoholy jsou oxidovány do aldehydů

3CH3 -CH 2 OH + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CHO 3 -CHO + K 2 SO 4 + CR 2 (SO 4) 3 + 7H20;

2) Sekundární alkoholy jsou oxidovány na ketony

3) Pro terciární alkoholy není oxidační reakce charakteristická.

Za účelem přípravy Učitele EGE. Doporučuje se poskytnout další informace na určených vlastnostech, které budou nepochybně užitečné pro studenty.

S oxidací methanolu s okyseleným roztokem manganistanu draselného nebo dichromanu draselného se vytvoří CO2, primární alkoholy během oxidace, v závislosti na podmínkách reakce, mohou tvořit nejen aldehydy, ale také kyseliny. Například oxidace ethanolu s dichromatickým draslíkem na studených koncích s pásem kyseliny octové a při zahřívání - acetaldehyd:

3CH3-CH 2 OH + 2K 2 CR 2O 7 + 8H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2CR 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O,

3CH3-CH 2 OH + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 3CHO 3 -CHO + K 2 SO 4 + CR 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O.

Znovu si vzpomínáme na studenta o účinku média na produkty oxidačních reakcí alkoholu, a to: horký neutrální roztok KMNO 4 oxiduje methanol na uhličitan draselný a zbývající alkoholy - soli odpovídajících karboxylových kyselin:

Při studiu tématu "Aldehydes a Ketones" zdůrazňují pozornost studentů na skutečnost, že aldehydy jsou jednodušší než alkoholy, oxidovány do příslušných karboxylových kyselin nejen pod působením silných oxidačních činidel (kyslík, okyselené roztoky KMNO 4 a K) 2 cr 2O 7), ale a pod vlivem slabého (roztok amoniaku oxidu stříbrného nebo hydroxidu mědi (II)):

5CH 3 -CHO + 2KMNO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5CH 3 -COOH + 2MNSO 4 + K2S04 + 3H20,

3CH 3 -CHO + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + CR 2 (SO 4) 3 + K2S04 + 4H 2 O,

CH3 -CHO + 2OH CH 3-COONH 4 + 2AG + 3NH 3 + H 2 O.

Zvláštní pozornost je věnována oxidaci methanalu s amoniakovým roztokem stříbrného oxidu, protože V tomto případě je vytvořen uhličitan amonný a ne kyselina mravenčí:

HCHEX + 4OH \u003d (NH4) 2 CO 3 + 4AG + 6NH 3 + 2H 2 O.

Jako naše dlouholeté zkušenosti ukazuje, navrhovaná metodika učení studentů středních škol, aby sestavila Auro rovnice zahrnující organické látky, zvyšuje jejich konečné výsledek EGE v chemii pro několik bodů.

Redoxní reakce v organické chemii jsou největším zájmem, protože Přechod z jednoho stupně oxidace na druhý silně závisí na správná volba Reakční a reakční podmínky. Studie OSR na povinném kurzu chemie nestačí, ale při kontrole a měření materiály EME Nachází se nejen v úkolech C1 a C2, ale také úkoly NW představující řetězec konverze organických látek.

Stažení:

Náhled:

Chcete-li využít náhledu prezentací, vytvořte si účet (účtu) Google a přihlaste se k němu: https://account.google.com

Podpisy pro snímky:

Redoxní reakce v organické chemii

"Snadno si myslím, že je obtížné jednat, a tahem myšlenka je nejtěžší věc na světě." I. Největší zájem o oxidační a restaurátorské reakce v organické chemii jsou největším zájmem, protože Selektivita přechodu z jedné oxidačního stupně do druhé silně závisí na správné volbě činidla a podmínek pro provádění reakcí. OSR však studuje v povinném kurzu chemie, není plně plně. Zvláštní pozornost by měla být věnována oxidačním a regeneračním procesům odvozeným z účasti organických látek. Důvodem je skutečnost, že reakce redoxních reakcí v kontrolních a měřicích materiálech EGE jsou nalezeny nejen v úkolech C1 a C2, ale také úkoly NW představující řetězec přeměny organických látek. Ve školních učebnicích je Oxider často zaznamenán nad šipkou jako [O]. Požadavek na splnění těchto úkolů o použití je povinné označení všech výchozích materiálů a reakčních produktů s uspořádáním nezbytných koeficientů. Redoxní reakce jsou tradičně důležité a zároveň studují v 10. ročníku, v kurzu "organická chemie" způsobuje určité obtíže u studentů.

C3. Úkoly tohoto bloku kontrolují znalosti organické chemie v řetězech přeměny organických látek v převážné většině úkolů jsou orv. Expert má právo nabývat skóre pouze v případě, že je rovnice zaznamenána, a nikoli reakční schéma, tj. Faktory jsou pravdivé. V reakcích zahrnujících anorganické oxidanty (manganistan draselný, chromové sloučeniny (VI), peroxid vodíku atd.) To není snadné, bez elektronické rovnováhy.

Stanovení stupně oxidace atomů v organických molekulách sloučeniny Pravidlo: CO (atom) \u003d počet dluhopisů s více atomy EO mínus počet přípojek s méně atomy EO.

Změny ve stupni oxidace atomů uhlíku v organických molekulách sloučenin. Třída organických sloučenin Stupeň oxidace atomu uhlíku -4 / -3 -2 -1 0 + 1 +2 +3 +4 alkany CH4CH3 -CH3CH3CH3 -CH2 -CH3 -CH3 CH 3 | C H3 -C H-CH 3 CH 3 | C H 3 -C -CH 3 | CH 3 - - - - - - - - alkenes - CH 2 \u003d CH2CH3-CH \u003d CH 2 - - - - - - - - - - - CH \u003d CH CH3-C \u003d CH - - - - - - alkoholy _ _ H3 C-CH 2 - HE H 3 CC H-CH 3 | OH CH 3 | H 3 C - C - CH 3 | OH - - - - - halogeny - - H 3 C-CH 2 - CI H3C - C - C H - CH 3 | CI CH 3 | H 3 C - C - CH 3 | CI - - - aldehydy a ketony - - - - H3 C-CH \u003d O H 3 C-C OC 3 - - karboxylové kyseliny - - - - - H3 C-C OOH - plné oxidační produkty - - - - - - - - - CO 2

Hromnost organických sloučenin na oxidaci je spojena s přítomností: více spojů (alkenů, alkinů, alkadiennes jsou snadno oxidovány); Funkční skupiny schopné snadno oxidovat (-OH, - SNO, - NH 2); aktivované alkylové skupiny umístěné sousedící s více vazbami nebo benzenovým kroužkem (například navržené, mohou být oxidovány na ne-vzácný aldehyd acheroin, oxidaci toluenu na benzoové kyseliny managanční draslík v kyselém prostředí); Přítomnost atomů vodíku s atomem uhlíku obsahující funkční skupinu.

1. Oxidace organických sloučenin pro měkkou oxidaci organických sloučenin (alkoholy, aldegs, neotřesitelných sloučenin) se používají chromové sloučeniny (VI) - oxid chromitý (VI), CRO 3, draselný dichromát na 2 s R 2O 7, atd. Zpravidla se oxidace provádí v kyselém médiu, regenerační produkty jsou chromové soli (III), například: 3CH 3 -CHO + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3-COOOH + 4k 2 SO 4 + CR 2 (SO 4) 3 + 4H 2 OT 3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 CR 2O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2CR 2 (SO 4 ) 3 + 11H20 s oxidací alkoholů dichromátem draslíku na oxidaci za studena může být zastavena ve fázi tvorby aldehydu, zatímco vytápěné karboxylové kyseliny jsou tvořeny: 3CH 3 -CH 2 OH + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 -CHO + K 2 SO 4 + CR 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O

ALK EN + KMNO4 -1 Kon H 2SO4 Diol Sůl Carbonova K-You + uhličitan uhličitá K-TA + CO 2 ALK EN + KMNO4 -2 konc Oxidant je managanát draselné nečinnosti. Neutre.

C 2H2 + 2KMNO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 2CO 2 + 2MNSO 4 + 4H 2O + K2S0404040 ° C v + KMNO4 -1 kon H 2SO4 Sůl Carbonova K-You + uhličitan Carbonovaya k-ta + CO 2 ALK v + kmno4 -2 kon n 2S04 2 soli Carb. K-You 2 Carbon K-You 5CH 3 C \u003d CH + 8KMNO 4 + 12H 2 SO 4 \u003d 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MNSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12h 2 O

5C 6H5 -CH3 +6 kmno 4 + H 2 SO 4  5C 6 H 5 COOH + 6MNSO 4 + K 2 SO 4 + 14H 2 OC 6 H 5 CH3 + 2kmNO 4  C 6 H 5 Cook + 2MNO 2 + KOH + H 2 OC 6 H 5 CH 2 CH3 + 4kmn04  C 6H 5 Cook + K 2 CO 3 + 2H20 + 4MNO 2 + KOH 2 O + 4MNO 2 + KOH Benzole homologové + KMNO4 Kon h 2SO4 kyselina benzoová kyselina. Benzoate.

Redoxní vlastnosti sloučenin obsahujících kyslík z oxidanizátorů alkoholu jsou nejčastěji oxid měděného (II) nebo manganistátu draselného a oxidačních činidel aldehydů a ketonů - hydroxid měďnatý (II), roztok amoniaku oxidu stříbrného a dalších oxidačních činidel

Ol + kmno4 -1 kon h 2S04 aldehyd ol + kmno4 -2 kon h 2SO4 keton ol + to mn4 (kuličky) -1 konh h2S4 neutronová karboxylová kyselina sůl karboxylové kyseliny soli karboxylové kyseliny karboxylové

AL DEHYD + KMNO4 Kon H 2SO4 karboxylová kyselina + karboxylová kyselina sůl karboxylová kyselina karboxylová kyselina kyselina. 3CH 3 CHO + 2KMNO 4 \u003d CH3 COOH + 2CH 3 Cook + 2MNO 2 + H 2 O

Aldehydes jsou poměrně silné redukční činidla, a proto snadno oxidovány různými oxidačními činidly CH3 CHO + 2OH  CH3 COONH 4 + 2AG + H 2O + 3NH3

Výběrový algoritmus Vzhledem k tomu, že v Úloze C3 při přípravě rovnic OPR nevyžaduje zápis elektronických rovnodinných rovnic, vyberte koeficienty pohodlně metodou bilance substrátu - zjednodušený způsob elektronického zůstatku. jeden . Diagram OSR je vypracován. Například pro oxidaci toluenu na kyselinu benzoovou kyselým okyseleným roztokem manganistanu draselného je reakční schéma následující: od 6 H5 -CH3 + kmno 4 + H2S04  C6H5-C OO H + K 2 SO 4 + MNSO 4 + H 2O 2. označte. Atomy. TAK. Atom uhlíku se stanoví podle výše uvedené metody. C6H5-C -3H3 + KMN +7 O 4 + H 2 SO 4  C6H5-C +3 OO H + K 2 SO 4 + MN +2 SO 4 + H 2 O 3. Číslo Elektrony podávané uhlíkovým atomem (6) je napsán jako koeficient před oxidačním vzorcem (manganistan draselný): C6H5-C -3H3 + 6 kmní +7 O 4 + H2S04  C6 h 5 -C + 3 OO H + K 2 SO 4 + MN +2 SO 4 + H 2O 4. Počet elektronů přijatých atomem manganu (5) je napsán jako koeficient před redukčním činidlem vzorecem (toluen) ): 5 s 6 H 5-C -3 N3 + 6 kmní +7 O 4 + H 2 SO 4  C6H5-C +3 OO H + K 2 SO 4 + MN +2 SO 4 + H 2 O 5. Nejdůležitější koeficienty na místě. Další výběr není práce: 5 C6H5 -CH3 + 6 kmno 4 + 9 H 2 SO 4  5 C6H5 -C OO H + 3 K 2 SO 4 + 6 MNS04 + 14 H 2 O

Příklad testovacího úkolu (C3) 1. Napište reakční rovnice, se kterým mohou být prováděny následující transformace: Hg 2+, H + kmno 4, H + Cl 2 (Equimol.), H  C 2 H 2   x 1  CH 3 brzy  x 2  CH 4  X 3 1. Kucherovova reakce. HG 2+, H + CH  CH + H20  CH3 CHO 2.lehydes jsou snadno oxidovány na karboxylové kyseliny, včetně takového silného oxidačního činidla jako manganistanu draselného v kyselém prostředí. CH3 CHO + KMNO 4 + H 2 SO 4  CH3 COOH + K 2 SO 4 + MNSO 4 + H20 CH3C + 1 N O + KMN +7 O 4 + H 2 SO 4  CH3-C + 3 OO H + K 2 SO 4 + MN +2 SO 4 + H 2O 5 CH3 CHO + 2 kmno 4 + 3 H 2 SO 4  5 CH3 COOH + K2S04 + 2 MNSO 4 + 3 H 2 O 3. Pro implementaci dalšího řetězového spojení je nutné odhadnout látku X2 ze dvou poloh: Za prvé, je vytvořeno v jednom kroku z kyseliny octové, za druhé, je možné získat metan. Tato látka je acetát alkalický kov. Rovnice třetího a čtvrtého reakce jsou zaznamenány. CH 3 COH + NaOH  CH3 COONA + H 2 O SPLICE 4. CH3 Coona + NaOH  CH4 + Na 2 CO 3 5. Průtok další reakce (světla) je jedinečně indikován jeho radikální charakter . S ohledem na stanovený poměr činidel (rovnováze), rovnice poslední reakce se zaznamenává: H  CH4 + Cl 2  CH3CI + HC1

Stránky Simulátory: http://resjeoge.ru/ (RTUGE EGE) http://4ege.ru/himiya/4181-demoversiya-ep-po-himii-2014.html ( EGE Portal.) http://www.alleng.ru/edu/chem3.htm (Internetové vzdělávací zdroje - chemie) http://ege.yandex.ru/ (Online testy)

Redoxní reakce zahrnující organické látky

Snížení organických sloučenin na oxidaci je spojena s přítomností více vazeb, funkční skupiny, atomy vodíku s atomem uhlíku obsahující funkční skupinu.

Sekvenční oxidace organických látek může být reprezentována jako následující řetězec transformací:

Nasycený uhlovodík → nenasycený uhlovodík → alkohol → aldehyd (keton) → karboxylová kyselina → c02 + h 2O

Zdá se, že genetický vztah mezi třídami organických sloučenin je zde jako řada redoxních reakcí, které poskytují přechod z jedné třídy organických sloučenin do druhé. Vyplňte své produkty kompletní oxidace (spalování) jakéhokoliv ze zástupců tříd organických sloučenin.

Závislost oxidace a redukční kapacity organické hmoty ze své konstrukce:

Zvýšená tendence organických sloučenin na oxidaci je způsobena přítomností v molekule látek:

více připojení (což je důvod, proč alkeny, alkiny, alkadiny, alkadiny jsou tak snadno oxidovány;
definované funkční skupinySchopen snadno oxidovat (--sh, -OH (fenolický a alkohol), - NH2;
aktivované alkylové skupinyumístil v sousedství s více připojením. Například propan může být oxidován na nespecifikovaný aldehyd Acherin kyslík v přítomnosti vodní páry na katalyzátory bismutu-molybden.

H 2 C-CH-CH3 → H 2 C --CH-COH

Stejně jako oxidace toluenu na benzoové kyseliny manganistanát draslíku v kyselém prostředí.

5C 6 H 5 CH3 + 6KMNO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MNSO 4 + 14h 2 O

přítomnost atomů vodíku za atomu uhlíku obsahující funkční skupinu.

Příkladem je reaktivita v reakcích oxidace primárních, sekundárních a terciárních alkoholů pro oxidační reaktivitu.

Navzdory skutečnosti, že během jakéhokoliv oxidačního reakce se vyskytnou jak oxidaci, tak zotavení, reakce je klasifikována v závislosti na tom, co se děje přímo s organickou sloučeninou (pokud je oxidován, říkají o oxidačním procesu, pokud je obnoven - o procesu obnovy) .

Takže v reakci ethylenu se ethylenem manganistátu bude oxidován a obnoven mananganát draselný. Reakce se nazývá oxidace ethylenu.

Aplikace konceptu "stupně oxidace" (CO) v organické chemii je velmi omezená a je implementována především při přípravě rovnic redoxních reakcí. Vzhledem k tomu, že více či méně konstantní kompozice reakčních produktů je možný pouze s plnou oxidací (spalování) organických látek, výhodnost umístění koeficientů v reakcích neúplné oxidace zmizí. Z tohoto důvodu je obvykle omezen na přípravu obvodu konverze organických sloučenin.

Při studiu srovnávacích charakteristik anorganických a organických sloučenin jsme se seznámili s použitím stupně oxidace (c.o.) (v organické chemii, zejména uhlíku) a metodám pro jeho určení:

1) výpočet média S.O. Uhlík v organické molekuly: \\ t

-8/3 +1

Tento přístup je odůvodněn, pokud všechny reakce v organické látce ničí všechny chemické vazby (Hořící, plný rozklad).

2) definice S.O. Každý atom uhlíku:

V tomto případě se stupeň oxidace jakéhokoliv atomu uhlíku v organické sloučenině rovná algebraické součtu počtu všech vazeb s atomy více elektronegativních prvků, které se zohlední s "+" znaménkem na atomu uhlíku a Počet dluhopisů s atomy vodíku (nebo jiným elektrolytickým prvkem) zohledněným s označením "-" na atomu uhlíku. V tomto případě se nebere v úvahu spojení se sousedními atomy uhlíku.

Jako nejjednodušší příklad definujeme stupeň oxidace uhlíku v molekule methanolu.

Atom atomů uhlíku je spojen se třemi atomy vodíku (tyto vztahy jsou zohledněny s označením "-"), jedna vazba s atomem kyslíku (přičemž se zohledňuje znak "+"). Získáme: -3 + 1 \u003d -2. V pořadí, stupeň oxidace uhlíku v methanolu je -2.

Vypočítaný stupeň oxidace uhlíku je, i když podmíněná hodnota, ale indikuje povahu posunutí elektronové hustoty v molekule a její změna v důsledku reakce ukazuje místo oxidačního snižování procesu.

Určujeme v jakých případech je lepší použít jeden nebo jiný způsob.

Způsoby oxidace, spalování, halogenace, pěkné, dehydrogenace, rozklad se týkají redoxních procesů.

Při pohybu z jedné třídy organických sloučenin do druhé azvýšit stupeň rozvětvení uhlíkové kostry Připojovací molekuly uvnitř samostatné třídy stupeň oxidace atomu uhlíku zodpovědný za obnovou schopnost sloučeniny se změní.

Organické látky v molekulách, které obsahují atomy uhlíku maximum (- a +) hodnoty S. (-4, -3, +2, +3), reaguje kompletní oxidační spalování, ale odolný vůči účinkům měkkých oxidačních činidel a oxidačních činidel.

Látky v molekulách, které obsahují atomy uhlíku v CO -1; 0; +1, oxidovaný snadno, jejich obnovovací schopnosti jsou blízko, básník jejich neúplné oxidace lze dosáhnout na úkor jednoho ze známých malé a střední oxidačníci. Tyto látky mohou cvičit duální povaha, mluvení a jako oxidační činidloStejně tak je to inherentní anorganické látky.

Při psaní rovnic spalovacích reakcí a rozkladu organických látek je lepší použít průměrnou hodnotu C.O. Uhlík.

Například:

Udělat úplnou rovnici chemická reakce Způsob vyvážení.

Průměrná hodnota stupně oxidace uhlíku v H-Bhútánu:

Stupeň oxidace uhlíku v oxidu uhličitém (IV) je +4.

Budeme provádět elektronické rozvahové schéma:

Věnujte pozornost první polovině elektronické rovnováhy: u atomu uhlíku v frakční hodnotě S.O. Denominátor je 4, takže výpočet převodovky elektronů se provádí podle tohoto koeficientu.

Ty. Přechod od -2,5 do +4 odpovídá přechodu 2,5 + 4 \u003d 6,5 jednotek. Protože Jsou zapojeny 4 atomy uhlíku, 6,5 · 4 \u003d 26 elektronů bude dáno celkovým atomům uhlíku Bhútánu.

S ohledem na zjištěné koeficienty bude rovnice chemického spalování pálení n-butanu vypadat takto:

Můžete použít způsob stanovení celkového počtu atomů uhlíku v molekule:

(4 C.) -10 …… → (1 C.) +4, vzhledem k tomu, že počet atomů na znamení \u003d a poté, co by mělo být stejně vyrovnáno (4)C.) -10 …… →[(1 C.) +4] · 4

V důsledku toho je přechod od -10 do +16 spojeno se ztrátou 26 elektronů.

V jiných případech definujeme hodnoty c.o. Každý atom uhlíku ve sloučenině, upozornění na sekvenci výměny atomů vodíku v primárním, sekundárním, terciárním atomům uhlíku:

Zpočátku, proces substituce v terciárním, pak na sekundární, a poslední ze všech - v primárních atomech uhlíku.

Alkenes.

Oxidační procesy závisí na struktuře alkenetu a reakčního média.

1. V oxidaci alkenů s koncentrovaným roztokem manganistanu draselného KMNO 4 v kyselém prostředí (tvrdá oxidace) Existuje prasknutí σ- a π-dluhopisů za vzniku karboxylových kyselin, ketonů a oxidu uhličitého (iv). Tato reakce se používá pro stanovení polohy dvojné vazby.

a) Pokud je dvojná vazba umístěna na konci molekuly (například v Bouthen-1), pak jeden z oxidačních produktů je kyselina mravenčí, snadno oxidována na oxid uhličitý a vodu:

b) Pokud v molekule alkinu, atom uhlíku s dvojnou vazbou obsahuje dva substituenty uhlíku (například v molekule 2-methylbuten-2), pak když je oxidace, tvorba ketonu, T. K. Konverze takového atomu do atomu karboxylové skupiny je nemožné bez porušení C-C-C-C-C-C-C, relativně stabilní za těchto podmínek:

c) Pokud je alkenová molekula symetrická a dvojná vazba je obsažena ve středu molekuly, pak se během oxidace vytvoří pouze jedna kyselina:

Funkce oxidace alkenů, ve kterém atomy uhlíku při dvojité vazbě obsahují dva uhlíkové radikály, je tvorba dvou ketonů:

2. S neutrálními nebo slabě alkalickými médii, oxidace je doprovázena tvorbou diolů (ductomic alkoholů) , kde hydroxylové skupiny jsou spojeny atomy uhlíku, mezi nimiž byla dvojná vazba:

Během této reakce je zbarvená fialová barva vodného roztoku KMNO 4. Takže se používá jako kvalitní reakce na Alkenes. (Reakce Wagner).

3. Oxidace alkenů v přítomnosti palladiových solí (procesu případu) vede ke vzdělání aldehydy a ketony:

2CH 2 \u003d CH 2 + O 2 Pdcl2 / h2o. → 2 CH 3-CO-H

Homologové jsou oxidováni na méně hydrogenovaný atom uhlíku:

CH3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + 1 / 2O 2 Pdcl2 / h2o. → CH 3 - CH 2 -CO-CH 3

Alkina

Oxidace acetylenu a jeho homologů teče v závislosti na tom, který proces probíhá, v jakém prostředí.

ale) V kyselém prostředí je proces oxidace doprovázen tvorbou karboxylových kyselin:

Reakce se používá k určení struktury alkinů na oxidačních produktech:

Pro acetylen:

1) v kyselém prostředí:

H-cc-h Kmno. 4, H. 2 TAK. 4 → Hooc-COOH (kyselina sorvelová)

3CH≡CH + 8KMNO 4 H. 2 Ó.→ 3KOOC Cook. Oxalat draslík + 8MNO 2 ↓ + 2KOH + 2H 2 O

Aréna

(Benzene a jeho homology)

Při oxidaci arény v kyselém médiu by měla být očekávána tvorba kyseliny a v alkalických solí.

Homology Gomezol s jedním postranním řetězcem (bez ohledu na jeho délku) se oxiduje silným oxidačním činidlem na kyselinu benzoovou α-uhlíkový atom. Homology gomezol jsou oxidovány manganistanátem draselným v neutrálním médiu za vzniku draselných solí aromatických kyselin.

5C 6H5 -CH3 + 6kmNo 4 + 9H 2 SO 4 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 6MNSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H20,

5C 6H5-C2H5 + 12kmNo 4 + 18H2S04 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 5C02 + 12mNSO 4 + 6k2S204 + 28H20,

C6H5 -CH3 + 2kmNo 4 \u003d C 6H5 Cook + 2MNO 2 + KOH + H 2 O.

1) v kyselém prostředí:

C6H5 -CH 2-R Kmno. 4, H. 2 TAK. 4 → C6H 5 -COOH kyselina benzoová+ CO 2.

2) v neutrálním nebo alkalickém prostředí:

C6H5 -CH 2-R Kmno4, h2o / (oh)→ C 6 H 5 -Cook + CO 2

3) Oxidace benzenových homologů manganistanate draslík nebo draselný bichromát při zahřátí:

C6H5 -CH 2-R Kmno. 4, H. 2 TAK. 4, T. ˚ C.→ C6H 5 -COOH kyselina benzoová+ R-cooh

4) Oxidace cumenového kyslíku v přítomnosti katalyzátoru (metoda cumorolu pro výrobu fenolu):

C 6 H 5 CH (CH3) 2 O2, H2SO4.→ C6 H 5 -OH fenol + CH3-CO-CH 3 aceton

5C 6 H 5 CH (CH3) 2 + 18kmNo 4 + 27H2S 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 42H20 + 18MNSO 4 + 10C02 + K 2 SO 4

C6H5CH (CH3) 2 + 6H 2 O - 18C→ C 6 H 5 COOH + 2CO 2 + 18H + | x 5.

MNO 4 - + 8H + + 5C→ MN +2 + 4H 2 o | X 18.

Pozornost by měla být věnována to když měkká oxidace styrenového manganistátu draselného KMNO 4 v neutrálním nebo mírně alkalických médiíchexistuje mezera π-Picty, glykol je tvořen (ductomic alkohol). V důsledku reakce se lakovaný roztok manganistanu draselného rychle vypustí a hnědá sraženina oxidu manganičitého (iv) padá.

Oxidace stejného silný oxider - manganistát draselný v kyselém médiu - vede k úplnému přerušení dvojité vazby a tvorbě oxidu uhličitého a kyseliny benzoové, roztok je bělen.

C6H5 -CH mon2 + 2 kmno 4 + 3H2S04 → C6H5 -COOH + CO 2 + K2S04 + 2 MNSO 4 +4 H 2 O

Alkohol

Je třeba si pamatovat, že:

1) Primární alkoholy jsou oxidovány do aldehydů:

3CH3 -CH 2 OH + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CHO 3 -CHO + K 2 SO 4 + CR 2 (SO 4) 3 + 7H20;

2) Sekundární alkoholy jsou oxidovány na ketony:

3) Pro terciární alkoholy není oxidační reakce charakteristická.

Terciární alkoholy, v molekulách, z nichž neexistuje atom vodíku s atomem uhlíku obsahujícího skupinu, není oxidován za normálních podmínek. V drsných podmínkách (pod působením silných oxidačních činidel a při vysokých teplotách) mohou být oxidovány na směs s nízkou molekulovou hmotností karboxylových kyselin, tj. Diskuze zničení uhlíkové kostry se vyskytuje.

Když je methanol oxidován okyseleným roztokem manganistátu draselného nebo dichromát draselný, je vytvořen CO2.

Primární alkoholy Když oxidace v závislosti na podmínkách reakce mohou být vytvořeny nejen aldehydy, ale také kyseliny.

Například oxidace ethanolu s dichromatickým draslíkem na studených koncích s pásem kyseliny octové a při zahřívání - acetaldehyd:

3CH3-CH 2 OH + 2K 2 CR 2O 7 + 8H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2CR 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O,

Pokud jsou tři nebo více skupin spojeny se sousedními atomy uhlíku, pak se oxidací kyseliny jodu, střední nebo průměrné atomy jsou převedeny na kyselinu mravenčí

Oxidace glykolů manganistanát draselného v kyselém médiu se rozprostírá podobně jako oxidační štěpení alkenů a také vede k tvorbě kyselin nebo ketonů v závislosti na struktuře původního glykolu.

Aldehydy a ketony

Aldehydes jsou jednodušší než alkoholy, oxidovány do příslušných karboxylových kyselin nejen pod působením silných oxidátorů (kyslík vzduchu, okyselené roztoky KMNO 4 a K 2 CR 2O 7), ale také pod působením slabého (roztok amoniaku stříbra Oxid nebo hydroxid měďnatý (II)):

5CH 3 -CHO + 2KMNO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5CH 3 -COOH + 2MNSO 4 + K2S04 + 3H20,

3CH 3 -CHO + K 2 CR 2O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + CR 2 (SO 4) 3 + K2S04 + 4H 2 O,

CH3 -CHO + 2OH CH3-COONH 4 + 2AG + 3NH 3 + H 2 O

Speciální pozornost!!! Oxidace methanalu s amoniakovým roztokem stříbrného oxidu vede k tvorbě uhličitanu amonného a ne kyseliny mravenčí:

Hch.O + 4OH \u003d (NH4) 2 CO 3 + 4AG + 6NH 3 + 2H 2 O.

Pro kompilaci rovnic oxidačních redukčních reakcí, jak se používají způsob elektronického vyvážení a poloviční tvorba metoda (elektron-iontová metoda).

Pro organickou chemii, stupeň oxidace atomu je důležitý, a posun elektronové hustoty, v důsledku které se objeví částečné náboje na atomech, v žádném případě v souladu s hodnotami oxidačních stupňů.

Mnoho univerzit zahrnuje vstupenky na vstupenky na přijímací zkoušky úkolu pro výběr koeficientů v opr rovnice iontem-elektronickou metodou (o polovinu tvorby). Je-li ve škole a platí alespoň určitou pozornost této metodě, pak zejména v oxidaci anorganických látek.

Pokusme se aplikovat metodou napůl tvorby pro oxidaci draselného manganistátu sacharózy v kyselém prostředí.

Výhodou této metody je, že není třeba okamžitě odhadnout a zaznamenat reakční produkty. Během rovnice jsou poměrně snadno určeny. Oxider v kyselém prostředí nejvíce zcela projevuje jeho oxidační vlastnostiNapříklad anion MNO - otočí se do Mn2 + kation, snadno oxidační organické sloučeniny jsou oxidovány na CO2.

Píšeme v molekulární formě konverze sacharózy:

V levé části jsou nedostatek 13 atomů kyslíku k odstranění tohoto rozporu, přidejte 13 molekul h 2 O.

Levá část obsahuje 48 atomů vodíku, jsou uvolněny ve formě n + kationtů:

Nyní se rovnají celkovým poplatkům vpravo a vlevo:

Schéma polotovary je připraven. Vypracování druhého polovičního režimu obvykle nezpůsobuje potíže:

Kombinovat obě schémata:

Úkol pro nezávislou práci:

Dokončete UHR a rozložte koeficienty metodou elektronického zůstatku nebo poloviční formování:

CH3 -CH \u003d CH-CH3 + KMNO 4 + H 2 SO 4 →

CH3 -CH \u003d CH-CH3 + kmno 4 + h 2O →

(CH3) 2 C \u003d C-CH3 + KMNO 4 + H 2 SO 4 →

CH3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + KMNO 4 + H 2 SO 4 →

ZH3 -CH 2 -C≡C-CH3 + KMNO 4 + H 2 SO 4 →

C6H5 -CH3 + KMNO 4 + H2O →

C6H5-C 2H5 + KMNO 4 + H 2 SO 4 →

C. 6 H. 5 - CH. 3 + Kmno. 4 + H. 2 TAK. 4 →

Moje poznámky:

Zvláštní pozornost studentům by měla být věnována chování oxidačního prostředku - manganistanu draselného KMNO 4 v různých prostředích. Důvodem je skutečnost, že reakce redoxních reakcí v KIMA se nacházejí nejen v úkolech C1 a C2. V úkolech NW představujícího řetězec přeměny organických látek, často rovnicí redukční oxidace. Ve škole se oxidační činidlo často zaznamenává nad šipkou jako [O]. Požadavek na splnění těchto úkolů na použití je povinné označení všech výchozích materiálů a nápravných prostředků s uspořádáním nezbytných koeficientů.

Popis prezentace oxidační-obnovující reakce zahrnující organické látky diapozitivy

Redoxní reakce za účasti organických látek Kocholeva L. R., učitel chemie MOBU "Lyceum č. 9" Orenburgu

V organické chemii, oxidace je definována jako proces, ve kterém připojení funkční skupiny se převádí z jedné kategorie na vyšší: alkin alkinový (keton) karboxylová kyselina. Mezi většina oxidačních reakcí zahrnuje zavedení atomu kyslíku do molekuly nebo tvorby dvojité vazby s již existujícím atomem kyslíku v důsledku ztráty atomů vodíku.

Oxidiféry pro oxidaci organických látek typicky používají sloučeniny přechodných kovů, kyslíku, ozonu, peroxidů a sloučenin síry, selenu, jod, dusík a další. Z oxidačních činidel na bázi přechodného kovu se převážně používají sloučeniny chromu (VI) a manganu (VII) (VI) a (IV). Nejčastější sloučeniny chromu (VI) je roztok dichromanu draselného K 2 CR 2O 7 v kyselině sírové, roztok chromu oxidu suroxidu kr. O 3 v zředěné kyselině sírové.

Oxidiféry v oxidaci organických látek CHROM (VI) v každém médiu jsou obnoveny na chrom (III), avšak oxidace v alkalickém médiu v organické chemii nenajde praktická aplikace. Výpojný draselný KMN. O 4 v různých prostředích, různé oxidační vlastnosti ukazují, a výkon oxidačního prostředku se zvyšuje v kyselém prostředí. Caline manat k 2 mn. O 4 a manganový oxid (IV) Mn. O 2 vykazují oxidační vlastnosti pouze v kyselém prostředí

V závislosti na povaze oxidačního činidla a reakčních podmínek se vytvoří různé výrobky: alkoholy oxidu uhličitého, aldehydes, ketony, karboxylové kyseliny během oxidace vodného roztoku KMN. O 4 při pokojové teplotě, dochází k prasknutí π-dluhopisů a dvoupatrových alkoholů (wagner reakce): Zbarvení roztoku manganistanu draselného - vysoce kvalitní odezva na více komunikace

Alkenes oxidace alkenů s koncentrovaným roztokem permanganátu draselného KMN. O 4 nebo draselný dichromate K 2 CR 2O 7 v kyselém médiu je doprovázeno lámáním nejen π-, ale také σ-dluhopisy reakčních produktů - karboxylových kyselin a ketonů (v závislosti na struktuře alkenu) za použití této reakce Alkenové oxidační produkty mohou být určeny polohu dvojího spojení ve své molekule:

Alkenes 5 CH3 -CH \u003d CH-CH 3 + 8 kmn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 10 CH3 COOH +8 MN. SO 4 + 4 K 2 SO 4 + 12 H205 CH3 -CH \u003d CH-CH 2 -CH3 +8 km. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 CH3 COOH +5 CH3CH 2 COOH +8 MN. SO 4 +4 K 2 SO 4 +12 H20 CH3 -CH2 -CH \u003d CH 2 + 2 km. O 4 +3 H 2 SO 4 → CH3CH 2 COOH + CO 2 +2 MN. SO 4 + K 2 SO 4 +4 H 2 O

Alkeny alkeny rozvětvené struktury obsahující uhlovodíkový radikál na atomu uhlíku spojených dvojnou vazbou, směs karboxylové kyseliny a ketonu se vytvoří během oxidace:

Alkenes 5 CH3 -CH \u003d C-CH 3 + 6 kmn. O 4 +9 H 2 SO 4 → │ CH 3 5 CH3 COOH + 5 O \u003d C-CH3 + 6 MN. SO 4 + 3 K 2 SO 4+ │ CH 3 9 H 2 O

Alkeny alkeny rozvětvené struktury obsahující uhlovodíkové radikály v obou atomech uhlíku spojených dvojnou vazbou, směsí ketonů vytvořených během oxidace:

Alkenes 5 CH3-C \u003d C-CH 3 + 4 kmn. O 4 +6 H 2 SO 4 → │ │ CH3 10 O \u003d C-CH 3 + 4 MN. SO 4 + 2 K 2 SO 4 + 6 H 2O │ CH

Alkeny v důsledku katalytické oxidace alkanů vzduchu kyslíku, se získá epoxidy: v drsných podmínkách, ve vzduchu, alkeny spalují, jako ostatní uhlovodíky, spalují se tvorbou oxidu uhličitého a voda: C2H4 + 3 O 2 → 2 CO 2 + 2 H 2

Alkadienin CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH2 v oxidované molekule Dva koncové dvojné vazby jsou tedy tvořeny dvě molekuly oxidu uhličitého. Uhlíková kostra není rozvětvena, takže když oxidační 2 -to a 3-atomy uhlíku jsou vytvořeny karboxylové skupiny CH2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 4 kmn. O 4 + 6 H 2 SO 4 → 2 CO 2 + NSOO-SOAM + 4 MN. SO 4 + 2 K 2 SO 4 + 8 H 2

Alkina Alkina se snadno oxiduje manganistanát draselným a dichromátem draslíku v místě více komunikace v akci na alkinu vodný roztok KMN. O 4 se vyskytuje jeho zbarvení (vysoce kvalitní reakce na více vazeb) v interakci acetylenu s vodným roztokem manganistátu draselného, \u200b\u200bsoli kyseliny šťavelové (oxalát draselný) je vytvořena:

Alkina acetylen může být oxidován manganistanátem draselným v neutrálním médiu do oxalátu draselného: 3 CH≡CH +8 kmn. O 4 → 3 KOOC - Cook +8 Mn. O 2 +2 Kon +2H20 v kyselé oxidační oxidaci slouží k kyselině šťavelové nebo oxid uhličitý: 5 CH≡CH +8 kmn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH +8 MN. SO 4 +4 K 2 SO 4 +12 N 2 O Ch≡ch + 2 kmn. O 4 +3 H 2 SO 4 \u003d 2 CO 2 + 2 MN. SO 4 + 4H 2 O + K 2 SO

Alkinová oxidace permanganagátů draselného v kyselém médiu během zahřívání je doprovázena mezerou uhlíkového řetězce na místě trojité vazby a vede k tvorbě kyselin: oxidace alkin obsahujících trojitou vazbu z extrémního atomu uhlíku je doprovázena pod nimi Podmínky tvorbou karboxylové kyseliny a CO 2:

Alkina CH3 COCCH 2 CH3 + K 2 CR 2O 7 + 4 H 2 SO 4 → CH3 COOH + CH3CH 2 COOH + CR2 (SO 4) 3 + K2S04 + 3 H 2 O 3 CH3 CCH + 4 K 2 CR 2O 7 +16 H 2 SO 4 → CH3 COOH + 3 CO 2 ++ 4 CR 2 (SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 +16 H20 CH 3 CCH + 8 kmn. O 4 + 11 KOH → CH3 Cook + K 2 CO 3 + 8 K 2 MN. O 4 +6 H 2 O

Cykloalkany a cykloalkany pod působením silných oxidačních činidel (KMN. O 4, K 2 CR 2O 7 et al.) Cykloalkany a cykloalkeny tvoří dvouhlavé karboxylové kyseliny se stejným počtem atomů uhlíku: 5 C6H 12 + 8 KMN. O 4 + 12 H 2 SO 4 → 5 Hooc (CH2) 4 COOH + 4 K 2 SO 4 + 8 MN. SO 4 +12 H 2 O

ARENA benzen rezistentní vůči oxidizátory při teplotě místnosti nereaguje s vodným roztokem manganistanu draselného, \u200b\u200bdichrotní draselný a další oxidační činidla mohou být oxidována s tvorbou dialdehydu:

Arena gomologové benzenu jsou oxidovány poměrně snadno. Oxidace je podrobena postranním řetězci, v toluenu - methylové skupině. Měkké oxidační činidla (Mn. O 2) oxidují methylovou skupinu do skupiny Aldehyd: C6H5CH3 + 2 MN. O 2 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 CHO + 2 MN. SO 4 + 3 H 2 O

Arena Silnější oxidizátory - KMN. O 4 v kyselém médiu nebo chromové směsi se zahřívání oxiduje methylovou skupinou na karboxyl: v \u200b\u200bneutrálním nebo slabě alkalických médiích, je vytvořena kyselina benzoová a její sůl - benzoát draselného:

Arena v kyselém médiu 5 S 6 H 5 CH3 +6 kmn. O 4 +9 H 2 SO 4 → 5 C6H 5 SOAM + 6 MN. SO 4 +3 K 2 SO 4 + 14 H20 v neutrálním médiu C6H5CH 3 +2 km. O 4 \u003d C 6H 5 Cook + 2 MN. O 2 + KOH + H20 v alkalickém médiu C6H5CH 2 CH3 + 4 kmn. O 4 \u003d C 6H5 Cook + K 2 CO3 + 2H20 + 4 MN. O 2 + KOH

ARENA pod působením silných oxidačních činidel (KMN. O 4 v kyselém médiu nebo chromových směsi) jsou oxidovány z bočních řetězců bez ohledu na strukturu: atom uhlíku přímo související s benzenovým jádrem, na karboxylovou skupinu, zbývající atomy uhlíku v Boční řetězec - až C02 oxidaci jakéhokoliv homologu benzenu s jedním postranním řetězcem pod působením KMN. O 4 v kyselém médiu nebo chromové směsi vede k tvorbě kyseliny benzoové:

Arena gomologové benzenu obsahujících několik bočních řetězců, pro oxidační formu vhodný multiosé aromatické kyseliny:

Arena v neutrálním nebo slabě alkalickém médiu při oxidačním manganistním draslíku vytvořil sůl karboxylové kyseliny a uhličitan draselný:

Arena 5 C6H5-C 2 H 5 + 12 km. \\ T O 4 + 18 H 2 SO 4 -\u003e 5 C6H5 -COOH + 5 CO 2 + 12 MN. SO 4 + 6 K 2 SO 4 + 28 H20 C6H5-C 2 H 5 + 4 km. O 4 → C6H5-COOK + K 2 CO 3 + Kon +4 MN. O 2 + 2 H205 C6H5 -CH (CH3) 2 + 18 km. O 4 + 27 H 2 SO 4 -\u003e 5 C6H5 -COOH + 10 CO 2 + 18 MN. SO 4 + 9 K 2 SO 4 + 42 H205 CH3-C6 H 4 -CH3 +12 km. O 4 +18 H 2 SO 4 → 5 C6H4 (COO) 2 +12 MN. SO 4 +6 K 2 SO 4 + 28 H20 CH3-C6 H 4 -CH 3 + 4 kmní. O 4 → C6H4 (Cook) 2 +4 MN. O 2 +2 KOH + 2 H 2 O

Styrenová oxidace styrenu (vinylbenzene) roztoku manganistanu draselného v kyselém a neutrálním médiu: 3 C6H5 -CH Mon 2 + 2 km. O 4 + 4H20 → 3 C6H5 -CH-CH 2 + 2 MN. O 2 + 2 koh ı ı OH Oxidace se silným oxidačním činidlem - manganistanát draselným v kyselém médiu - vede k úplnému přerušení dvojité vazby a kombinace kyseliny oxidu uhličitého a kyseliny benzoové, roztok je běleno. C6H5 -CH Mon 2 + 2 kmní. O 4 + 3H 2 SO 4 → C6H5 -COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 MN. SO 4 +4 H 2 O

Alkoholy jsou nejvhodnější oxidační činidla pro primární a sekundární alkoholy: KMN. O 4, chromový mix. Primární alkoholy, kromě methanolu, jsou oxidovány na aldehydy nebo karboxylové kyseliny:

Alkoholy methanol se oxiduje na CO 2: ethanol pod účinkem Cl2 je oxidován na acetický aldehyd: Sekundární alkoholy jsou oxidovány na ketony:

Alkoholy Dvojité velkolepé alkohol, ethylenglykol Hoch 2 -CH20 OH, když se zahřívá v kyselém médiu s roztokem KMN. O 4 nebo K 2 CR 2O 7 se snadno oxiduje na kyselinu šťavelovou a v neutrálním - k oxalátu draselného. 5 CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8 kmn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH +8 MN. SO 4 +4 K 2 SO 4 + 22 H203 CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8 kmn. O 4 → 3 KOOC - Cook +8 Mn. O 2 +2 kon +8 H 2 O

Fenoly jsou snadno oxidovány v důsledku přítomnosti hydroxochroupu spojeného s fenolovým benolinovým kroužkem oxiduje peroxid vodíku v přítomnosti katalyzátoru k oxidové fenolové pyrochetchin, během oxidace chromové směsi - na pár -benzochinon:

Aldehydy a ketony aldehydy jsou snadno oxidovány, zatímco aldehydová skupina je oxidována na karboxyl: 3 CH3 CO + 2 km. O 4 + 3H20 → 2 CH3 Cook + CH3 COOH + 2 MN. O 2 + H203 CH3 CH \u003d O + K 2 CR 2O 7 + 4 H2S04 \u003d 3 CH3 COOH + CR 2 (SO 4) 3 + 7 H20 methanal oxiduje na CO 2:

Aldehydy a ketony kvalitativní reakce na aldehydy: oxidace hydroxidu měďnatého (II) reakce "stříbrného zrcátka" soli a ne kyselé!

Aldehydy a ketony jsou oxidovány s obtížemi, slabé oxidanizátory na nich nečiní pod působením silných oxidátorů, je přestávka C - s vazbami na obou stranách karbonylové skupiny za vzniku směsi kyselin (nebo ketonů) s a Menší počet atomů uhlíku než ve zdrojovém připojení:

Aldehydy a ketony V případě asymetrické struktury ketonu, oxidace se provádí především méně hydrogenovaného atomu uhlíku v karbonylové skupině (Popov pravidlo - Wagner) na produkty ketonu oxidace, je možné vytvořit svou strukturu:

Kyselina mravenčí mezi okrajovými oxidovými kyselinami je snadno oxidovaná pouze kyselina mravenčí. Důvodem je skutečnost, že v kyselině mravenčí, kromě karboxylové skupiny, může být rozlišit skupinu aldehydu. 5 nson + 2 kmn. O 4 + 3H 2 SO 4 → 2 MN. SO 4 + K 2 SO 4 + 5 CO 2 + 8H20 kyselina mravenčí reaguje s roztokem oxidu amoniaku a HCOOH + 2OH hydroxid (II) HCOOOH + 2OH → 2 AG + (NH4) 2 CO 3 + 2 NH3 + H20 HCOOH + 2 CU (OH) 2 CO 2 + CU 2O ↓ + 3H20 navíc, kyselina mravenčí oxiduje chlorem: NSON + Cl 2 → CO 2 + 2 HC1

Nepředvídané karboxylové kyseliny jsou snadno oxidovány vodným roztokem KMN. O 4 ve slabě alkalických médiích s tvorbou dihydroxyxických kyselin a jejich solí: v kyselém médiu je uhlíková skelet roztržena na dvojí spojení C \u003d C s tvorbou směsi kyselin:

Kyselina sorrelová se snadno oxiduje pod působením KMN. O 4 v kyselém médiu, když se zahřívá na CO 2 (metoda permanganateometrie): Při zahřátí je vystavena dekarboxylaci (disproportorační reakce): v přítomnosti koncentrovaného H2S04, když jsou zahřáté kyseliny šťavelové a jeho soli (oxaláty) nepřiměřené:

Zapisujeme reakční rovnice: 1) CH3CH 2 CH 2 CH3 2) 3) 4) 5) 16, 32% (36, 68%, 23, 82%) PT, do x 3 x 2 PT, . KMN. O 4 KOH X 4 heptan Koh, na benzenu. X 1 Fe, HC1. Hno 3 H 2 SO 4 CH3 + 4 H 2CH3 + 6 kmn. O 4 + 7 kohcook + 6 k 2 mn. O 4 + 5 H 2 O Cook + KOH + K 2 CO 3 až NO 2 + H20 + HNO3H2S04 NH3C L + 3 f E C L 2 + 2 H 2 na 2 + 3 f E E + 7 HC L.

Oxidační a obnovy procesy se dlouhodobě zajímají o lékárny a dokonce i alchymisty. Mezi chemickými reakcemi, které se vyskytují v přírodě, každodenní život, obrovský soubor jsou redox: spalování paliva, oxidace živin, dýchání tkání, fotosyntéza, výprask potravin atd. V takových reakcích se tyto reakce mohou účastnit jak anorganické látky a organické. Pokud však ve školním roce anorganické chemie, oddíly věnované Redox reakcí zabírají významné místo, pak není dostatek pozornosti kurzu organické chemie.

Jaké jsou restorační a oxidační procesy?

Všechny chemické reakce mohou být rozděleny do dvou typů. První zahrnuje reakce tekoucí bez změny stupně oxidace atomů, které jsou součástí reakčních látek.

Druhý typ zahrnuje všechny reakce se změnou stupně oxidace atomů, které jsou součástí reakčních látek.

Reakce teče se změnou stupně oxidace atomů obsažených v reaktančních látkách se nazývají redox.

Z moderního hlediska je změna stupně oxidace spojena s tažením nebo pohyblivými elektrony. Proto spolu s výše uvedeným, je možné poskytnout takovou definici regeneračních a oxidačních reakcí: Jedná se o takové reakce, ve kterých přechod elektronů z jednoho atomů, molekul nebo iontů na druhý.

Zvažte hlavní ustanovení týkající se teorie redoxních reakcí.

1. Oxidace se nazývá proces vrácení elektronovým atomem, molekulou nebo elektronovým iontem, stupeň oxidace se zvyšuje.

2. Obnova je proces spojování elektronů atomem, molekuly nebo iontem, stupeň oxidace se snižuje.

3. Atomy, molekuly nebo ionty, které poskytují elektrony, se nazývají redukční činidla. Během reakce jsou oxidovány. Atomy, molekuly nebo ionty, které upevňují elektrony se nazývají oxidační činidla. Během reakce jsou obnoveny.

4. Oxidace je vždy doprovázena restaurováním; Obnovení je vždy spojeno s oxidací, které mohou být vyjádřeny rovnicemi.

Proto oxidační reakční reakce jsou jednota dvou opačných procesů - oxidace a regenerace. V těchto reakcích se počet elektronů daných redukčním činidlem rovná počtu elektronů spojených oxidačním činidlem. Ve stejné době, bez ohledu na to, zda jsou elektrony přenášeny z jednoho atomu do druhého, nebo jen částečně zpožděny na jeden z atomů, je obvykle indikován na návratu a přidávání elektronů.

Redoxní reakce organických látek jsou nejdůležitější vlastností kombinujícími tyto látky. Hromnost organických sloučenin na oxidaci je spojena s přítomností více vazeb, funkčních skupin, atomů vodíku s atomem uhlíku obsahujícím funkční skupinu.

Zdá se nám důležité označit hodnotu atomu uhlíku při studiu celé sady vlastností organických sloučenin. Systematizace informací o oxidantech, zřízení vztahu mezi strukturou organických látek a pomohou naučit studenty:

Vyberte laboratorní a průmyslové oxidanizátory;

Najít závislost oxidační a redukční kapacity organické hmoty ze struktury;

Stanoví spojení mezi třídou organických látek a oxidačním činidlem požadované síly, souhrnným stavem a mechanismem účinku;

Předpovídejte reakční podmínky a očekávané oxidační produkty.

Stanovení stupně oxidace atomů v organických látkách

Stupeň oxidace jakéhokoliv atomu uhlíku v organické hmoty se rovná algebraické součtu všech svých vazeb s více elektronegativními prvky (CL, O, S, N atd.) Zohledněno s znakem "+" a Dluhopisy s atomy vodíku (nebo jiným elektrickým prvkem), účtovány znakem "-". V tomto případě se nebere v úvahu spojení se sousedními atomy uhlíku.

Definujeme stupeň oxidace atomů uhlíku v omezujících uhlovodíkových molekulách propanu a alkoholu ethanolu:

Sekvenční oxidace organických látek může být reprezentována jako následující řetězec transformací:

Nasycený uhlovodík nenasycený uhlovodíkový alkohol aldehyd (keton) CO + CO + H O. Kyselina karboxylová

Aplikace . Tabulka číslo 1.

Změny atomů uhlíku v molekule uhlíku v organických molekulách sloučeniny jsou uvedeny v tabulce. Z údajů tabulky je možné vidět, že během přechodu z jedné třídy organických sloučenin do druhého a zvyšování stupně větvení uhlíkové kostry molekul sloučenin ve samostatné třídě, stupeň oxidace atomu uhlíku Zodpovídá za změnu snížení možností připojení. Organické látky, v molekulách, které obsahují atomy uhlíku s maximálními (- a +) hodnot CO (-4, -3, +2, +3), reagují kompletní oxidační spalování, ale odolné vůči účinkům měkkého Oxidační činidla a oxidační činidla. Látky v molekulách, které obsahují atomy uhlíku v CO -1; 0; +1, oxidovaný snadno, restaurátorské schopnosti je blízko, básník jejich neúplné oxidace lze dosáhnout na úkor jedné ze slavných oxidačních činidel malé a střední výkony. Tyto látky mohou vykazovat dvojí povahu, mluvící a jako oxidační činidlo, stejně jako inherentní anorganické látky.

Oxidace a restaurování organických látek

Zvýšená tendence organických sloučenin na oxidaci je způsobena přítomností v molekule látek:

atomy vodíku s atomem uhlíku obsahující funkční skupinu.

Porovnejte primární, sekundární a terciární alkoholy na oxidační reaktivitě:

Primární a sekundární alkoholy s atomy vodíku s atomem uhlíku nesoucí funkční skupinu; Oxize snadno: první do aldehydy, druhý až ketones. Zároveň je zachována struktura uhlíkové kostry zdrojového alkoholu. Terciární alkoholy, v molekulách, z nichž neexistuje atom vodíku s atomem uhlíku obsahujícího skupinu, není oxidován za normálních podmínek. V drsných podmínkách (pod působením silných oxidačních činidel a při vysokých teplotách) mohou být oxidovány na směs s nízkou molekulovou hmotností karboxylových kyselin, tj. Diskuze zničení uhlíkové kostry se vyskytuje.

Existují dva přístupy k určení stupňů oxidace prvků v organických látkách.

1. Vypočítejte průměrný stupeň oxidace atomu uhlíku v organické molekule sloučeniny, například propan.

Tento přístup je odůvodněn, pokud jsou všechny chemické vazby (spalování, plné rozkladné) zničeny během reakce v organické hmoty.

Všimněte si, že formálně frakční oxidační stupně vypočtené tímto způsobem mohou být také v případě anorganických látek. Například ve spojení ko (superoxidu draselného) se stupeň oxidace kyslíku rovná 1/2.

2. Určete stupeň oxidace každého atomu uhlíku, například v Bhútánu.

V tomto případě se stupeň oxidace jakéhokoliv atomu uhlíku v organické sloučenině se rovná algebraické součtu počtu všech vazeb s atomy více elektronegativních prvků, které jsou zohledněny s označením "+" a počet dluhopisů s atomy vodíku (nebo jiným elektrolytickým prvkem), přičemž se zohlední znakem "-". V tomto případě nejsou v úvahu vazby s atomy uhlíku.

Jako nejjednodušší příklad definujeme stupeň oxidace uhlíku v molekule methanolu.

Atom atomů uhlíku je spojen se třemi atomy vodíku (tyto vztahy jsou zohledněny s označením "-"), jedna vazba s atomem kyslíku (přičemž se zohledňuje znak "+"). Dostaneme:

Tak, stupeň oxidace uhlíku v methanolu je -2.

Zvažte řetězec transformací látek:

Pro katalytická dehydrogenace Ethan je ethylen; Produkt ethylenové hydratace - ethanol; Jeho oxidace povede k etaně a pak kyselinu octovou; Se svým spalováním se vytvoří oxid uhličitý a voda.

Definujeme stupeň oxidace každého atomu uhlíku v molekulách těchto látek.

Je třeba poznamenat, že v průběhu každé z těchto transformací se stupeň oxidace jednoho z atomů uhlíku neustále mění. Ve směru ethanu na oxid uhličitý (iv) je zvýšení stupně oxidace atomu uhlíku.

Navzdory skutečnosti, že v průběhu oxidačních reakcí dojde jak oxidaci, tak zotavení, jsou klasifikovány v závislosti na tom, které přímo souvisejí s organickou sloučeninou (pokud je oxidován, říkají o oxidačním procesu, pokud je obnovena proces regenerace).

Takže v reakci ethanolu s manganistanátem hydranganátem se ethanolem draslík bude oxidován a obnoven mananganát draselného. Reakce se nazývá oxidace ethanolu.

Sestavování oxidačních - redukčních rovnic

Pro kompilaci rovnic oxidačních regeneračních reakcí se používají metoda elektronické vyvážení a metoda semi-zdrojů (elektronicky iontová metoda). Zvažte několik příkladů oxidačních regeneračních reakcí zahrnujících organické látky.

1. Hořící H-Bhútán.

Reakční schéma má formulář:

Udělejme úplnou chemickou reakční rovnici rozvahy.

Průměrná hodnota stupně oxidace uhlíku v H-Bhútánu:

Stupeň oxidace uhlíku v oxidu uhličitém (IV) je +4.

Budeme provádět elektronické rozvahové schéma:

S ohledem na zjištěné koeficienty bude rovnice chemického spalování pálení n-butanu vypadat takto:

Koeficienty pro tuto rovnici lze nalézt v jiné metodě, která již byla zmíněna. Výpočet stupně oxidace každého z uhlíkových atomů, vidíme, že se liší:

V tomto případě bude grafický bilanční diagram vypadat takto:

Vzhledem k tomu, že všechny chemické dluhopisy jsou v molekulech v molekulech zničeny v molekulách, v tomto případě je první přístup zcela odůvodněn, zejména proto, že elektronický bilanční obvod, který je zkompilovaný druhým způsobem, je poněkud složitější.

2. Reakce oxidace ethylenu s roztokem manganistanátu draselného v neutrálním médiu na chladu (Wagnerova reakce).

Koeficienty dáme koeficienty v reakční rovnici elektronickou bilancí.

Kompletní reakční rovnice chemická reakce bude vypadat takto:

Pro určení koeficientů je možné použít poloviční způsob tvorby. Ethylen se v této reakci oxiduje na ethylenglykol a regranátové ionty jsou obnoveny na tvorbu oxidu manganičitého.

Schémata příslušné semboretózy:

Celková elektronová rovnice:

3. Reakce oxidace glukózového manganistanátu draselného v kyselém prostředí.

A. Způsob elektronického vyvážení.

První možnost

Druhá možnost

Vypočtěte stupně oxidace každého atomů uhlíku v molekule glukózy:

Elektronická rozvaha je porovnána s předchozími příklady:

B. Half-tvorba metoda v tomto případě vypadá takto:

Celková iontová rovnice:

Molekulární glukózová reakce rovnice manganistanate draslík: \\ t

V organické chemii se doporučuje použít stanovení oxidace jako zvýšení obsahu kyslíku nebo snížit obsah vodíku. Snížení v tomto případě je definováno jako snížení obsahu kyslíku nebo zvýšení obsahu vodíku. S touto definicí lze sekvenční oxidaci organických látek předloženo následujícímu schématu:

Praxe ukazuje, že výběr koeficientů v oxidačních reakcích organických látek způsobuje určité obtíže, protože je nutné řešit velmi neobvyklé stupně oxidace. Někteří studenti kvůli nedostatku zkušeností i nadále identifikovat stupeň oxidace s valencí a V důsledku toho se nesprávně stanoví stupeň oxidace uhlíku. V organických sloučeninách. Uhlíkové valence v těchto sloučeninách se vždy rovná čtyřem a stupeň oxidace může trvat různé hodnoty (od -3 do +4, včetně zlomkových hodnot). Neobvyklý okamžik Když oxidační organické látky je nulový stupeň oxidace atomu uhlíku v některých komplexních sloučeninách. Pokud překonat psychologickou bariéru, kompilace těchto rovnic nepředstavuje složitost, například:

Stupeň oxidace atomu uhlíku v sacharmě je nula. Přepište reakční schéma označující stupně oxidace atomů, které je mění:

Kompilovat elektronické rovnice a najít koeficienty během oxidačního a redukčního činidla a produkty jejich oxidace a zotavení:

Výsledné koeficienty nahrazujeme v reakčním schématu:

Zbývající koeficienty jsou vybrány v takové sekvenci: k tak, h tak, h o. Konečná rovnice má formu:

Mnoho univerzit zahrnuje na vstupenky na vstupenky na vstupní zkoušky pro výběr koeficientů v ORP rovnicích elektronickou metodou (polovinou tvorby). Je-li ve škole a platí alespoň určitou pozornost této metodě, pak zejména v oxidaci anorganických látek. Pokusme se aplikovat polovinu tvorbě způsobu výše uvedeného příkladu oxidace draselného manganistátu sacharózy v kyselém prostředí.

První výhodou této metody je, že není třeba okamžitě odhadnout a zaznamenat reakční produkty. Během rovnice jsou poměrně snadno určeny. Oxidační činidlo v kyselém prostředí nejvíce zcela projevuje své oxidační vlastnosti, například anion MNO se otočí do MN kation, snadno oxidující organickou oxidaci k CO.

Píšeme v molekulární formě konverze sacharózy:

V levé části existuje nedostatek 13 atomů kyslíku k odstranění tohoto rozporu, přidejte 13 molekul h o. ch

2. Kartzova A.a, Levkin A. N. Redox reakce v organické chemii // Chemie ve škole. - 2004. - №2. - S.55-61.

3. Homchenko G.P., Savostyanova k.i. Redox reakce: Příručka pro studenty. M.-: Enlightenment, 1980.

4. Sharafutdinov V. Redoxní reakce v organické chemii // Bashkortostan závaží. - 2002. - №5. - S.79 -81.