Уравнение реакции бутена 2 с перманганатом калия в кислой среде (6 видео)

Окислительно-восстановительные реакции: теория, методика и практика (стр. 3 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

5 С 4 H8+ 10KMnO4 + 15H2SO4 à 5CO2 + 5C3H6O2 + 10MnSO4+ 5 K2SO4 + 20H2O

Рассмотрим окисление бутена -2 перманганатом калия в щелочной среде.

Щелочное окисление алкенов протекает также энергично, как и при кислотном их окислении, расщепляя не только π-, но и σ- связи, образуя соли карбоновых кислот. Степень окисления марганца, как окислителя, понижается до +6, образуя соль манганат калия

СН 3 — CH = CH–CH3 +KMnO4 + КОН à CH3–COO К + K2MnO4+ H2O

Запишем уравнение реакции в молекулярной форме, расставим степень окисления у окислителя и восстановителя (можно у каждого элемента) и подберём коэффициенты методом электронного баланса:

С4-2 H 8 + KMn +7 O 4 + КОН à C 2 0 H 3 O 2 К + K 2 Mn +6 O 4 + H 2 O

Составим электронный баланс:

восстановитель 4С -2 -8 e à 4 C 0 8 1

окислитель Mn +7 + 1 e à Mn +6 1 8

4 C -2 + 8 Mn +7 à 4 C 0 + 8 Mn +6

Запишем уравнение реакции с учётом коэффициентов:

С4 H 8 + 8 KMnO 4 + 10 КОН à 2 C 2 H 3 O 2 К + 8 K 2 MnO 4 + 6 H 2 O

Запишем уравнение реакции в ионной форме и подберём коэффициенты методом электронного- ионного баланса:

С 4 H80 + K+ + MnO4- + K+ + OH — à C2H3O2- + K+ + 2K++ MnO42- + H2O0

Восстановитель С4 H 8 0 + 10 OH — — 8 e à 2 C 2 H 3 O 2 — + 6 H 2 O 0 8 1

Окислитель MnO 4 — +1 e à MnO 4 2- 1 8

С 4 H80 + 10 OH — +8 MnO4- à 2C2H3O2- +6H2O0 + 8MnO42-

Добавим противоположные ионы: к перманганат — иону — катионы калия, к гидроксианионам – катионы калия, ацетат — иону – ионы калия, к манганат-иону — катионы калия

С4 H 8 0 + +8 MnO 4 — + 10 О H — à 2 C 2 H 3 O 2 — + 6 H 2 O 0 +8 MnO 4 2-

8 K + + 10 К+ à 2К+ 16 K +

Запишем уравнение реакции с учётом коэффициентов:

С4 H 8 + 8 KMnO 4 + 10 КОН à 2 C 2 H 3 O 2 К + 8 K 2 MnO 4 + 6 H 2 O

Задания с решениями.

Решение заданий части С1 ЕГЭ 2009 года

С1. Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

определите окислитель и восстановитель.

1) Определим степень окисления у каждого элемента в веществах

H 2 + S -2 + Cl 2 0 +… à … + H + Cl –

2) Сера в сероводороде является восстановителем, следовательно, степень окисления у восстановителя должна повыситься до максимальной +6, так как окислитель хлор сильный; у хлора, как окислителя степень окисления должна понизиться до -1, что имеем в продуктах реакции ( H + Cl – )

3) Реагирующее вещество сероводород – кислота, следовательно, в продуктах реакции должна быть кислота, где степень окисления +6,- это серная кислота.

4) Составляем электронный баланс:

Восстановитель: S -2 -8 e à S +6 1

Окислитель : Cl20 +2e à 2Cl — 4

S -2 + 4 Cl 2 0 à S +6 + 8 Cl —

Или электронно — ионный баланс:

Восстановитель: S 2- + 4 H 2 O -8 e à SO 4 2- + 8 H + 1

Окислитель : Cl20 +2e à 2Cl — 4

S2- + 4Cl20 + 4H2O à 8Cl- + 8H++ SO42-

(Добавляем противоионы: к сульфид-иону – 2 катионы водорода, к сульфат — иону — 2 катионы водорода)

5) Записываем уравнение реакции с учётом коэффициентов:

H 2 S + 4 Cl 2 + 4 H 2 O à H 2 SO 4 + 8 HCl

Окислительные свойства пероксида водорода.

2. Нейтральная среда.

1. 2 KI + H 2 O 2 à I 2 + 2 KOH

H2O2 + 2 ē à 2OH — 1

2I — + H2O2 à I2+ 2OH —

Практическая часть. Задания ЕГЭ — 2007 г.

1) Обе частицы содержат атом азота в одинаковой степени окисления:

10) С12 + КОН t à

11) Н2 O 2 + АиС1з +. à Аи+.

12) К I + КМп O 4 + Н2 SO 4 à М nSO4 + .

13) КМ nO 4 + . + КОН à К2Мп O 4 + К NO3 +.

14) Н2 SO 4 + FeS2 à

15) Н NO 2 + Н I à N О + I 2 +.

16) Н NO 2 + С12 +. à Н NO 3 + НС lO4

17) К NO2 + FeSO4 + Н 2 SO4 à NO + F е 2 (SO4)3 + К 2 SO4 + .

18) NaNO 2 + КМп O 4 + . à N а N Оз + М nSO 4 + К2 SO 4

Окисление органических веществ.

1 . A лкенов.
1) СН2=СН2 + КМп O 4 + Н2 O à . + СН2 O Н-СН2 O Н + .

2) СН2 = СН2 + КМп O 4 + Н2 SO 4 à С O 2 +. + . + Н2 O

3) Н3С — СН = СН2 + КМп O 4 + ….. à К2 SO 4 +. + С O 2 + . + СН3СООН

1) НС≡ СН + КМ nO 4 + Н2 O à . + КОН + НООС-СООН

2) CH3 — C≡CH + КМ nO4 +….. à CH3COOK + K2CO3 + ….+….

1) СНз — СН2ОН + КМп O 4 à М nO 2 + КОН + СН3 СОН + ….

2) СН3ОН + КМп O 4 + Н2 SO 4 à H СНО + . + Мп S 04 +.

1) С6Н12 O 6 + КМп O 4 + Н2 SO 4 à С O 2 +. + Н2О +.

5.Аренов.
1) С7Н8 + КМп O 4 + Н2 SO 4 à С7Н6 O 2 +. + Н2 O +.

2) С8Н10 + К2Мп O 4 + Н2 SO 4 à С6Н5СООН +….. + Н2 O + . + С02

3) С7Н8 + КМп O 4 + …. à С6Н5СОО K +……. Н2 O + . .

Содержание

Окисление алкенов перманганатом калия
Понятие о неполном окислении
Определение степеней окисления
Влияние среды на окислитель
Мягкое окисление
Жесткое окисление
Окисление перманганатом калия в кислой среде
Окисление алкенов в щелочной среде
Окисление в нейтральном растворе
Заключение
Acetyl
📸 Видео

Видео:Самые сложные ОВР с перманганатом калия | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Окисление алкенов перманганатом калия

В отличие от предельных углеводородов, алкены характеризуются высокой химической активностью, обусловленной особенностями строения молекулы. При обычных условиях алкены охотно вступают в реакции неполного окисления с превращением в органические соединения других классов. Универсальный реагент в процессах окисления алкенов – перманганат калия.

Видео:ОКИСЛЕНИЕ АЛКЕНОВ ЕГЭ / жёсткое, мягкое окисление в органике с KMnO4Скачать

Понятие о неполном окислении

В химии органических соединений под окислением понимается взаимодействие, при котором происходит обеднение реагента водородом или обогащение кислородом, сопровождающееся отдачей электронов молекулой. Обратный процесс называется восстановлением.

Полное окисление происходит при горении углеводородов с разрушением молекулы. Продуктами в этом случае являются углекислый газ и вода. При неполном окислении продуктами становятся различные вещества.

Высокая реакционная способность алкенов обусловливается присутствием в молекуле двойной связи. Один из ее компонентов – слабая -связь – легко разрушается с образованием у углеродных атомов свободной валентности (неспаренного электрона). За счет оттягивания или отрыва освободившихся электронов и происходит окислительно-восстановительный процесс.

Определение степеней окисления

Для того чтобы правильно записать уравнение реакции неполного окисления алкена, нужно определить степени окисления атомов до вступления во взаимодействие и после него. Они рассчитываются исходя из электроотрицательности элементов.

Например, при окислении пропена перманганатом калия вступающий в реакцию пропен характеризуется следующими степенями окисления углеродных атомов:

В составе группы углерод, обладающий большей электроотрицательностью, смещает к себе электронные пары двух связей , отнимая у водородных атомов по одному отрицательному заряду. На связи сдвига электронов нет. Следовательно, атом углерода приобретает степень окисления -2 -2;
В группе аналогичный подсчет показывает для углерода степень окисления -1 -1 (для каждого водорода соответственно +1 +1);
В радикале углерод оттягивает на себя отрицательные заряды с трех водородных атомов и имеет степень окисления -3 -3.

В общем виде результат можно записать следующим образом:

Расчет степеней окисления в кислородсодержащих соединениях производится аналогично с учетом большей электроотрицательности кислорода.

Видео:Окисление органических соединений перманганатом калияСкачать

Влияние среды на окислитель

Состав раствора (наряду с температурой) определяет, до какого соединения окислится восстановитель – алкен. Окислитель в растворах с различным уровнем кислотности (щелочности) также ведет себя неодинаково.

Неорганическая соль в водном растворе диссоциирует на катион металла и собственно окислитель – перманганат-анион . В ходе реакции марганец восстанавливается от степени окисления +7 +7 до той или иной величины в зависимости от среды.

В нейтральной и слабощелочной среде марганец приобретает степень окисления +4 +4:

Кислород из перманганат-аниона присоединяется к алкену по месту двойной связи.

Под воздействием серной кислоты марганец восстанавливается до степени окисления +2 +2:

При окислении со щелочью (гидроксид лития достаточно высокой концентрации) марганец восстановится до +6 +6:

Видео:Все ОВР с перманганатом для ЕГЭ 2023 | Интенсив | Екатерина Строганова | 100балльныйСкачать

Мягкое окисление

Процесс в нейтральной или слабощелочной среде при обычной температуре представляет собой так называемое мягкое окисление перманганатом калия, или гидроксилирование. В алкене разрывается -связь, и к освободившимся валентностям двух углеродных атомов присоединяются две гидроксогруппы . Источниками их формирования служат:

кислород из перманганат-иона;
вода.

Продукт реакции – диол (двухатомный спирт). Например, окисление этилена перманганатом калия приводит к образованию этиленгликоля:

Для составления полного уравнения нужно:

определить степени окисления реагентов:
рассчитать электронный баланс:
расставить коэффициенты:
ввести в уравнение недостающие реагенты и продукты, исходя из равенства состава в левой и правой частях уравнения, и определить окончательные коэффициенты:

Реакция окисления пропена в нейтральной среде перманганатом калия составляется аналогично:

Дальше мягкое окисление не идет, так как -связи в молекуле в мягких условиях сохраняются. Раствор перманганата теряет окраску, а оксид марганца выпадает в виде бурого осадка. Гидроксилирование, известное также как реакция Вагнера, служит для выявления в молекулах двойной связи.

Видео:Жёсткое окисление алкенов, алкинов, алкадиеновСкачать

Жесткое окисление

Жесткими называют процессы окисления, протекающие в нейтральном растворе в условиях повышенной температуры, а также при добавлении кислоты или щелочи. В этих случаях двойная связь в алкене разрушается полностью, а продуктами реакции становятся кетоны, кислоты (с промежуточным окислением до альдегида) либо соли.

Окисление перманганатом калия в кислой среде

Пропен в содержащем кислоту растворе реагирует до образования уксусной кислоты и углекислого газа:

Степени окисления участвующих в реакции углеродных атомов и марганца составят:

Электронный баланс определяется только с учетом углерода, вошедшего в состав кислоты:

Сначала расставляются коэффициенты в окислителе, восстановителе и в продуктах окисления:

Затем вписываются недостающие вещества и полностью рассчитываются коэффициенты:

Еще один пример жесткого окисления алкенов перманганатом калия с серной кислотой – реакция с участием пентена-2. Молекула расщепляется по месту двойной связи, и ее фрагменты окисляются через промежуточное образование альдегидов до двух кислот:

Электронный баланс составляется для двух углеродных атомов алкена, поскольку оба они являются восстановителями.

Правило, по которому осуществляется окисление углерода, отражено в таблице:

Так, в 2-метилпропене первичный атом окисляется через промежуточные формальдегид (метаналь) и муравьиную кислоту полностью – до углекислого газа, а третичный – только до ацетона:

Окисление алкенов в щелочной среде

При нагревании с концентрированной щелочью алкены окисляются до солей:

Если один из углеродных атомов – первичный, он окисляется до углекислого газа:

Окисление в нейтральном растворе

В условиях высокой температуры образующаяся щелочь вступает в реакцию, в результате которой окисление алкенов продолжается до образования кетонов или солей. Так, при жестком окислении пропена в нейтральной среде получаются те же продукты, что и в присутствии концентрированного гидроксида калия: ацетат и неорганические соли калия – карбонат и манганат .

Кетон – результат окисления третичного углеродного атома, и дальнейшую реакцию они не поддерживают. Например, при окислении метилпропена как конечный продукт образуется ацетон:

Видео:Окисление алкенов с Тасей | Химия ЕГЭСкачать

Заключение

Взаимодействие с раствором перманганата калия в мягких или жестких условиях является показателем высокой реакционной способности алкенов, которая обусловлена присутствием в молекуле легко разрываемой -связи. Реакции мягкого и жесткого окисления относятся к числу характерных химических свойств алкенов как ненасыщенных углеводородов.

Видео:Задание №32 в ЕГЭ | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H +

Li +

K +

Na +

NH₄ +

Ba 2+

Ca 2+

Mg 2+

Sr 2+

Al 3+

Cr 3+

Fe 2+

Fe 3+

Ni 2+

Co 2+

Mn 2+

Zn 2+

Ag +

Hg 2+

Pb 2+

Sn 2+

Cu 2+

OH —

—

F —

—

Cl —

Br —

I —

S 2-

—

HS —

SO₃ 2-

—

HSO₃ —

SO₄ 2-

—

HSO₄ —

—

NO₃ —

—

NO₂ —

PO₄ 3-

—

CO₃ 2-

CH₃COO —

—

SiO₃ 2-

Растворимые (>1%)

Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.