Уравнение реакции окисления формальдегида перманганатом калия в кислой среде

В окислительно-восстановительных реакциях органические вещества чаще проявляют свойства восстановителей, а сами окисляются. Легкость окисления органических соединений зависит от доступности электронов при взаимодействии с окислителем. Все известные факторы, вызывающие увеличение электронной плотности в молекулах органических соединений (например, положительные индуктивный и мезомерные эффекты), будут повышать их способность к окислению и наоборот.

Склонность органических соединений к окислению возрастает с ростом их нуклеофильности , что соответствует следующим рядам:

Рост нуклеофильности в ряду

Рассмотрим окислительно-восстановительные реакции представителей важнейших классов органических веществ с некоторыми неорганическими окислителями.

Видео:Окисление органических соединений перманганатом калияСкачать

Окисление алкенов

При мягком окислении алкены превращаются в гликоли (двухатомные спирты). Атомы-восстановители в этих реакциях – атомы углерода, связанные двойной связью.

Реакция с раствором перманганата калия протекает в нейтральной или слабо щелочной среде следующим образом:

В более жестких условиях окисление приводит к разрыву углеродной цепи по двойной связи и образованию двух кислот (в сильно щелочной среде – двух солей) или кислоты и диоксида углерода (в сильно щелочной среде – соли и карбоната):

Дихромат калия в сернокислотной среде окисляет алкены аналогично реакциям 1 и 2.

При окислении алкенов, в которых атомы углерода при двойной связи содержат по два углеродных радикала, происходит образование двух кетонов:

Видео:ОВР с перманганатом калия.Скачать

Окисление алкинов

Алкины окисляются в несколько более жестких условиях, чем алкены, поэтому они обычно окисляются с разрывом углеродной цепи по тройной связи. Как и в случае алкенов, атомы-восстановители здесь – атомы углерода, связанные кратной связью. В результате реакций образуются кислоты и диоксид углерода. Окисление может быть проведено перманганатом или дихроматом калия в кислотной среде, например:

Ацетилен может быть окислен перманганатом калия в нейтральной среде до оксалата калия:

3CH≡CH +8KMnO ₄ → 3KOOC –COOK +8MnO ₂ +2КОН +2Н ₂ О

В кислотной среде окисление идет до щавелевой кислоты или углекислого газа:

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

Окисление гомологов бензола

Бензол не окисляется даже в довольно жестких условиях. Гомологи бензола могут быть окислены раствором перманганата калия в нейтральной среде до бензоата калия:

Окисление гомологов бензола дихроматом или перманганатом калия в кислотной среде приводит к образованию бензойной кислоты.

Видео:Окисление Толуола Перманганатом Калия В Сернокислой СредеСкачать

Видео:Окисление Кетонов Перманганатом Калия В Сернокислой СредеСкачать

Окисление спиртов

Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны.

Образующиеся при окислении спиртов альдегиды легко окисляются до кислот, поэтому альдегиды из первичных спиртов получают окислением дихроматом калия в кислотной среде при температуре кипения альдегида. Испаряясь, альдегиды не успевают окислиться.

С избытком окислителя (KMnO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ ) в любой среде первичные спирты окисляются до карбоновых кислот или их солей, а вторичные – до кетонов.

Третичные спирты в этих условиях не окисляются, а метиловый спирт окисляется до углекислого газа.

Двухатомный спирт, этиленгликоль HOCH ₂ –CH ₂ OH, при нагревании в кислой среде с раствором KMnO ₄ или K ₂ Cr ₂ O ₇ легко окисляется до щавелевой кислоты, а в нейтральной – до оксалата калия.

3СН ₂ (ОН) – СН ₂ (ОН) + 8КMnO ₄ → 3KOOC –COOK +8MnO ₂ +2КОН +8Н ₂ О

Видео:Уравнивание органических ОВР за 12 минут | ХИМИЯ ЕГЭ | СОТКАСкачать

Окисление альдегидов и кетонов

Альдегиды – довольно сильные восстановители, и поэтому легко окисляются различными окислителями, например: KMnO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , [Ag(NH ₃ ) ₂ ]OH, Cu(OH) ₂ . Все реакции идут при нагревании:

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

реакция «серебряного зеркала»

C аммиачным раствором оксида серебра альдегиды окисляются до карбоновых кислот которые в аммиачном растворе дают соли аммония (реакция «серебрянного зеркала»):

Муравьиный альдегид (формальдегид) окисляется, как правило, до углекислого газа:

Кетоны окисляются в жестких условия сильными окислителями с разрывом связей С-С и дают смеси кислот:

Карбоновые кислоты. Среди кислот сильными восстановительными свойствами обладают муравьиная и щавелевая, которые окисляются до углекислого газа.

НСООН + HgCl ₂ =CO ₂ + Hg + 2HCl

Муравьиная кислота , кроме кислотных свойств, проявляет также некоторые свойства альдегидов, в частности, восстановительные. При этом она окисляется до углекислого газа. Например:

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

При нагревании с сильными водоотнимающими средствами (H2SO4 (конц.) или P4O10) разлагается:

Видео:Реакция этилена с раствором перманганата калияСкачать

Химические свойства альдегидов и кетонов

Карбонильные соединения – это органические вещества, молекулы которых содержат карбонильную группу:

Карбонильные соединения делятся на альдегиды и кетоны. Общая формула карбонильных соединений: С_nH_2nO.

Структурная формула альдегидов:

Структурная формула кетонов:

Видео:Окисление органических веществ | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Химические свойства альдегидов и кетонов

1. Реакции присоединения

В молекулах карбонильных соединений присутствует двойная связь С=О, поэтому для карбонильных соединений характерны реакции присоединения по двойной связи. Присоединение к альдегидам протекает легче, чем к кетонам.

1.1. Гидрирование

Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии катализатора (например, металлического никеля) образуют первичные спирты, кетоны — вторичные:

1.2. Присоединение воды

При гидратации формальдегида образуется малоустойчивое вещество, называемое гидрат. Оно существует только при низкой температуре.

1.3. Присоединение спиртов

При присоединении спиртов к альдегидам образуются вещества, которые называются полуацетали.

В качестве катализаторов процесса используют кислоты или основания.

Полуацетали существует только при низкой температуре.

Полуацеталь может взаимодействовать с еще одной молекулой спирта в присутствии кислоты. При этом происходит замещение полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR’ и образованию ацеталя:

1.4. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты

Карбонильные соединения присоединяют синильную кислоту HCN. При этом образуется гидроксинитрил (циангидрин):

Видео:Окисление ВСЕХ органических веществ за 4 часа | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

2. Окисление альдегидов и кетонов

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

При окислении альдегиды превращаются в карбоновые кислоты. Альдегид → карбоновая кислота Метаналь окисляется сначала в муравьиную кислоту, затем в углекислый газ: Формальдегид→ муравьиная кислота→ углекислый газ Вторичные спирты окисляются в кетоны: в торичные спирты → кетоны Типичные окислители — гидроксид меди (II), перманганат калия KMnO4, K2Cr2O7, аммиачный раствор оксида серебра (I). Кетоны окисляются только при действии сильных окислителей и нагревании. 2.1. Окисление гидроксидом меди (II) Происходит при нагревании альдегидов со свежеосажденным гидроксидом меди, при этом образуется красно-кирпичный осадок оксида меди (I) Cu2O. Это — одна из качественных реакций на альдегиды. Например, муравьиный альдегид окисляется гидроксидом меди (II) HCHO + 2Cu(OH)2 = 2Cu + CO2 + 3H2O Чаще в этой реакции образуется оксид меди (I): 2.2. Окисление аммиачным раствором оксида серебра Альдегиды окисляются аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Поскольку раствор содержит избыток аммиака, продуктом окисления альдегида будет соль аммония карбоновой кислоты. Например, при окислении муравьиного альдегида аммиачным раствором оксида серебра (I) образуется карбонат аммония Например, при окислении уксусного альдегида аммиачным раствором оксида серебра образуется ацетат аммония Образование осадка серебра при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра — качественная реакция на альдегиды. Упрощенный вариант реакции: 2.3. Жесткое окисление При окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) альдегиды окисляются до карбоновых кислот или до солей карбоновых кислот (в нейтральной среде). Муравьиный альдегид окисляется до углекислого газа или до солей угольной кислоты (в нейтральной среде). Например, при окислении уксусного альдегида перманганатом калия в серной кислоте образуется уксусная кислота Кетоны окисляются только в очень жестких условиях (в кислой среде при высокой температуре) под действием сильных окислителей: перманганатов или дихроматов. Реакция протекает с разрывом С–С-связей (соседних с карбонильной группой) и с образованием смеси карбоновых кислот с меньшей молекулярной массой или СО2. Карбонильное соединение/ Окислитель KMnO4, кислая среда KMnO4, H2O, t Метаналь СН2О CO2 K2CO3 Альдегид R-СНО R-COOH R-COOK Кетон R-COOH/ СО2 R-COOK/ K2СО3 2.4. Горение карбонильных соединений При горении карбонильных соединений образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты. Например, уравнение сгорания метаналя: Видео:ВСЯ ТЕОРИЯ ПО АЛЬДЕГИДАМ ДЛЯ ЕГЭ | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать 3. Замещение водорода у атома углерода, соседнего с карбонильной группой Карбонильные соединения вступают в реакцию с галогенами, в результате которой получается хлорзамещенный (у ближайшего к карбонильной группе атома углерода) альдегид или кетон. Например, при хлорировании уксусного альдегида образуется хлорпроизводное этаналя Полученное из ацетальдегида вещество называется хлораль. Продукт присоединения воды к хлоралю (хлоральгидрат) устойчив и используется как лекарство. Видео:Жёсткое окисление веществ на ЕГЭСкачать 4. Конденсация с фенолами Формальдегид может взаимодействовать с фенолом. Катализатором процесса выступают кислоты или основания: Дальнейшее взаимодействие с другими молекулами формальдегида и фенола приводит к образованию фенолоформальдегидных смол и воды: Фенол и формальдегид вступают в реакцию поликонденсации. Поликонденсация — это процесс соединения молекул в длинную цепь (полимер) с образованием побочных продуктов с низкой молекулярной массой (вода или др.). Видео:окисление алкенов в кислой средеСкачать 5. Полимеризация альдегидов Полимеризация характерна в основном для легких альдегидов. Для альдегидов характерна линейная и циклическая полимеризация. Например, в растворе формалина (40 %-ного водного раствора формальдегида) образуется белый осадок полимера формальдегида, который называется полиформальдегид или параформ: Видео:Окислительно-восстановительные реакции на примере алкенов (ОВР). ЕГЭ по химииСкачать 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 — Р Р Р Р Р М Н М Н Н Н Н Н Н Н Н — — Н Н Н F — Р М Р Р Р М Н Н М М Н Н Н Р Р Р Р Р — Н Р Р Cl — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н Р М Р Р Br — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н М М Р Р I — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? Р ? Р Р Р Р Н Н Н М ? S 2- М Р Р Р Р — — — Н — — Н — Н Н Н Н Н Н Н Н Н HS — Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? ? Н ? ? ? ? ? ? ? SO3 2- Р Р Р Р Р Н Н М Н ? — Н ? Н Н ? М М — Н ? ? HSO3 — Р ? Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SO4 2- Р Р Р Р Р Н М Р Н Р Р Р Р Р Р Р Р М — Н Р Р HSO4 — Р Р Р Р Р Р Р Р — ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Н ? ? NO3 — Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р — Р NO2 — Р Р Р Р Р Р Р Р Р ? ? ? ? Р М ? ? М ? ? ? ? PO4 3- Р Н Р Р — Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н CO3 2- Р Р Р Р Р Н Н Н Н ? ? Н ? Н Н Н Н Н ? Н ? Н CH3COO — Р Р Р Р Р Р Р Р Р — Р Р — Р Р Р Р Р Р Р — Р SiO3 2- Н Н Р Р ? Н Н Н Н ? ? Н ? ? ? Н Н ? ? Н ? ? 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. 🌟 Видео Все химические свойства альдегидов | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать Окисление алкенов с Тасей | Химия ЕГЭСкачать Как расставить коэффициенты в органических ОВР? | Екатерина СтрогановаСкачать Окислительно-восстановительные реакции | Химия 10 класс | УмскулСкачать Задание 29 ОВР: перманганат калия в разных средах - видимые признаки реакций | Химия ЕГЭ | УМСКУЛСкачать Окислительно-восстановительные реакции в нейтральной среде. Продвинутый подход.Скачать 10.3. Альдегиды и кетоны: Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать Поделиться или сохранить к себе: Смотрите также Сера — химические свойства, получение, соединения. Нитрат кальция: способы получения и химические свойства Кальций: способы получения и химические свойства Гидроксид натрия: способы получения и химические свойства Гидроксид кальция: способы получения и химические свойства Получение бензола Разница между глюкозой и сахарозой Гидроксид калия: способы получения и химические свойства