Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ОВР с участием органических соединений



Окисление органических соединений происходит путем разрыва ковалентной связи, который осуществляется двумя путями гомолитически и гетеролитически.

Гомолитический путь–электронные пары разрываются симметрично (электронная пара разделяется) R:X → R· + ·X. При гомолитическом окислении органических соединений электроны по одному удаляются от органических соединений активными атомами (например, хлором) или свободными радикалами. Часто такие реакции осуществляются с участием свободных радикалов.

Реакции, где электронная пара переходит от одной частицы к другой как единое целое, - гетеролитичекие; электронная пара полностью остается у одного из атомов R:X →R:¯ + X+.

Частным случаем таких реакций являются ионные реакции, идущие с образованием свободных ионов. Реакции этого типа многочисленны.

Сущность гетеролитического окисления состоит в атаке органических молекул электрофильными агентами, которые могут приобретать контроль над еще одной электронной парой.

Гетеролитические окислители атакуют легкодоступные электронные пары таких атомов, как кислород, азот или сера в органических веществах.

При окислении органических соединений применяются чаще всего такие окислители: кислород воздуха, перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная кислота, оксиды азота, гипохлориты, хлораты, персульфаты, йодная кислота, озон и др. Например, С2Н5ОН с помощью (HCrO4)- действием кислорода в присутствии платинового катализатора легко превращается в альдегид, а затем и в кислоту.

Если гидроксильная группа в спирте присоединяется не к концевому атому углерода, то окисление такого спирта приведет к образованию кетона.

В качестве восстановителей применяют амальгаму натрия, натрий и спирт, литий и калий в жидком аммиаке, алюмогидрид лития, хлорид олова (II), сульфат железа (II), сероводород и другие.

Окислители обозначают общим термином – электрофильные реагенты, а восстановители – термином нуклеофильные реагенты.

В органических соединениях вследствие малой полярности связей очень трудно определить, какие из атомов молекулы поляризованы положительно и какие – отрицательно. При составлении уравнений таких реакций коэффициенты для окислителя и восстановителя находят следующим образом: предварительно определяют число атомов кислорода, которое необходимо для превращения исходной молекулы в продукты реакции: далее, исходя из того, что каждый пошедший на окисление атом кислорода соответствует переходу двух электронов, находят основные коэффициенты уравнения.



а) Рассмотрим реакцию окисления этанола перманганатом калия.

C2H5OH + KMnO4 → CH3COOK + MnO2 + KOH + H2O

C2H6O + MnO4¯ → CH3COO¯ + MnO2 + H2O pH>7

В молекулу спирта вводится дополнительно один атом кислорода, кроме того, из молекулы спирта освобождаются два атома водорода, на связывание которых требуется затратить еще один атом кислорода. И всего каждая молекула спирта потребляет 2 атома кислорода, что соответствует отдаче восстановителем четырех электронов, а перманганат – ион MnO4¯, являясь окислителем в этих условиях, принимает 3 электрона.

Подбор коэффициентов ионно-электронным методом при PH>7 осуществляется с помощью гидроксогруппы OH¯ и H2O. При составлении материального (качественного) и зарядового балансов в ОВР с органическими соединениями удобнее их писать в виде брутто-формул:

C2H6O + 8OH - 4ē= C2H3OO+ 3OH + 4H2O 3 окисление
MnO4 + 2H2O + 3ē = MnO2 + 4OH 4 восстановление

3C2H6O + 4MnO4 3C2H3OO + 4MnO2 + OH+ 4H2O

Расставляют коэффициенты в молекулярное уравнение:

3C2H6O + 4KMnO4 3CH3COOК + 4MnO2 + KOH + 4H2O

б) Рассмотрим окисление изопропилового спирта в кислой среде перманганатом калия:

Поскольку реакция протекает в кислой среде, подбор коэффициентов осуществляется с помощью H+ и Н2O.

C3H8O - 2ē= C3H6O + 2H+ окисление
MnO4¯ + 8H+ + 5ē = Mn2+ + 4H2O восстановление

 

5C3H8O + 2MnO4 + 6H+ 5C3H6O + H+ + 2Mn2+ + 8H2O краткое ионное уравнение

Из молекулы CH3-CHOH-CH3 освобождается 2 катиона водорода и спирт, который являясь восстановителем, отдает 2е- и окисляется до кетона (ацетон), а ион MnO4-, являясь окислителем, восстанавливается до иона Mn2+.



Расставляем коэффициенты в молекулярное уравнение:

5C3H8O + 2KMnO4 +3H2SO4 5C3 H6O + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!