Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Реакции полимеризации альдегидов

Применение кислоты в качестве катализатора и атака уг-лерода карбонильной группы атомом кислорода карбонильной группы второй молекулы альдегида характерны для реакций полимеризации альдегидов.

Например, формальдегид, будучи при нормальных усло-виях газом, под влиянием разбавленных кислот образует цикли-ческий кристаллический тример, называемый триокси-метиленом:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

При пропускании газообразного формальдегида над карбонилом железа образуется высокомолекулярный полиформ-альдегид или параформ:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

В условиях кислотного катализа уксусный альдегид тримеризуется с образованием циклического паральдегида:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Механизм реакции предусматривает протонирование атома кислорода карбонильной группы одной молекулы альде-гида, что приводит к образованию карбкатиона. Последний повергается атаке атомом кислорода другой молекулы альдегида.

К числу реакций полимеризации можно отнести реакцию формальдегида с аммиаком:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Окисление

Определение. Раствор аммиаката серебра называют реактивом Толленса.

Водно-щелочной раствор, комплексной соли меди с винной кислотой, получаемый смешением гидроокиси меди с натрий-калиевой солью винной кислоты, называют фелинговой жидкостью.

Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот реактивом Толленса. Образующееся в результате восстановления металлическое серебро, выделяется осадком в виде зеркального покрытия:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Для окисления альдегидов также часто используется фелингова жидкость. При нагревании альдегидов с фелинговой жидкостью медь (II) восстанавливается до меди (I). При этом выделяется красный осадок закиси меди.

Кроме того, окисление альдегидов можно проводить холодным разбавленным раствором перманганата калия, хро-мовой кислотой, пероксидом водорода.

Окисление кетонов протекает в жестких условиях с разрывом углеродной цепи и образованием смеси карбоновых кислот:

Видео:Реакция полимеризации. 9 класс.Скачать

Реакция полимеризации. 9 класс.

Химические свойства

  • Строение, номенклатура, изомерия
  • Способы получения
  • Химические свойства

1. Реакции присоединения к альдегидам и кетонам

Первая группа свойств — реакции присоединения. В карбонильной группе между углеродом и кислородом присутствует двойная связь, которая, как вы помните, состоит из сигма-связи и пи-связи. В реакциях присоединения пи-связь рвется и образуются две сигма связи — одна с углеродом, вторая — с кислородом. На углероде сосредоточен частичный положительный заряд, на кислороде — частичный отрицательный. Поэтому к углероду присоединяется отрицательно заряженная частица реагента, анион, а к кислород — положительно заряженная часть молекулы.

Первое свойство — гидрирование, присоединение водорода.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Реакция проходит при нагревании. Применяется уже известный вам катализатор гидрирования — никель. Из альдегидов получаются первичные спирты, из кетонов вторичные.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

У вторичных спиртов гидроксогруппа связана со вторичным атомом углерода.

Второе свойство — гидратация, присоединение воды. Эта реакция возможна только для формальдегида и ацетальдегида. Кетоны совсем не реагируют с водой.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Все реакции присоединения идут таким образом, что плюс идет к минусу, а минус к плюсу.

Как вы помните из видео про спирты, наличие двух гидроксогрупп у одного атома почти невозможная ситуация, такие вещества крайне неустойчивы. Так вот конкретно два этих случая — гидрат формальдегида и уксусного альдегида — возможны, хотя и существуют только в растворе.

Сами реакции знать не обязательно. Скорее всего, вопрос на экзамене может звучать как констатация факта, допустим, с водой реагируют и перечислены вещества. Среди их перечня которых могут быть метаналь или этаналь.

Третье свойство — присоединение синильной кислоты.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Снова плюс идет к минусу, а минус к плюсу. Получаются вещества, называемые гидроксинитрилами. Опять же, сама реакция встречается нечасто, но знать об этом свойстве нужно.

Четвертое свойство — присоединение спиртов.

Здесь снова не нужно знать наизусть уравнение реакции, просто надо понимать, что такое взаимодействие возможно.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Как обычно в реакциях присоединения к карбонильной группе — плюс к минусу, а минус к плюсу.

Пятое свойство — реакция с гидросульфитом натрия.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

И снова, реакция довольно сложная, выучить ее вряд ли получится, но это одна из качественных реакций на альдегиды, потому что полученная натриевая соль выпадает в осадок. То есть по факту вы должны знать, что альдегиды реагируют с гидросульфитом натрия, этого будет достаточно.

На этом закончим с первой группой реакций. Вторая группа — реакции полимеризации и поликонденсации.

2. Полимеризация и поликонденсация альдегидов

С полимеризацией вы знакомы: полиэтилен, бутадиеновый и изопреновый каучуки, поливинилхлорид — это продукты объединения множества молекул (мономеров) в одну большую, в единую полимерную цепь. То есть получается один продукт. При поликонденсации происходит то же самое, но помимо полимера получаются еще низкомолекулярные продукты, например, вода. То есть получается два продукта.

Итак, шестое свойство — полимеризация. Кетоны в эти реакции не вступают, промышленное значение имеет только полимеризация формальдегида.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Пи-связь рвется и образуются две сигма связи с соседними мономерами. Получается полиформальдегид, называемый также параформ. Вероятнее всего, вопрос на экзамене может звучать так: в реакции полимеризации вступают вещества. И приведен список веществ, среди которых может быть в формальдегид.

Седьмое свойство — поликонденсация. Еще раз: при поликонденсации помимо полимера получается еще низкомолекулярное соединение, например, вода. Формальдегид вступает в такую реакцию с фенолом. Для наглядности сначала запишем уравнение с двумя молекулами фенола.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

В результате получается такой димер и отщепляется молекула воды. Теперь запишем уравнение реакции в общем виде.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Продуктом поликонденсации является феноло-формальдегидная смола. Она находит широкое применение — от клеев и лаков до пластмасс и компонента древесно-стружечных плит.

Теперь третья группа свойств — реакции окисления.

3. Окисление альдегидов и кетонов

Восьмой реакцией в общем списке является качественная реакция на альдегидную группу — окисление аммиачным раствором оксида серебра. Реакция «серебряного зеркала». Скажу сразу, кетоны не вступают в эту реакцию, только альдегиды.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Альдегидная группа окисляется до карбоксильной, кислотной группы, но в присутствии аммиака, который является основание, сразу же происходит реакция нейтрализации и получается соль — ацетат аммония. Серебро выпадает в осадок, покрывая пробирку изнутри и создавая зеркальную поверхность. Эта реакция встречается на ЕГЭ постоянно.

Кстати, эта же реакция является качественной на другие вещества, имеющие альдегидную группу, например, на муравьиную кислоту и ее соли, а также на глюкозу.

Девятая реакция тоже качественная на альдегидную группу — окисление свежеосажденным гидроксидом меди два. Здесь тоже замечу, что кетоны не вступают в эту реакцию.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Визуально будет наблюдаться сначала образование желтого осадка, который потом становится красным. В некоторых учебниках встречается информация, что сначала образуется гидроксид меди один, имеющий желтый цвет, который затем распадается на красный оксид меди один и воду. Так вот это неверно — по последним данным в процессе выпадения осадка меняется размер частиц оксида меди один, которые в конечном счете достигают размеров, окрашенных именно в красный цвет. Альдегид окисляется до соответствующей карбоновой кислоты. Реакция встречается на егэ очень часто.

Десятая реакция — окисление альдегидов подкисленным раствором перманганата калия при нагревании.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Происходит обесцвечивание раствора. Альдегидная группа окисляется до карбоксильной, то есть альдегид окисляется до соответствующей кислоты. Для кетонов эта реакция не имеет практического смысла, поскольку происходит разрушение молекулы и в результате получается смесь продуктов.

Важно отметить, что муравьиный альдегид, формальдегид, окисляется до углекислого газа, потому как соответствующая ему муравьиная кислота сама не устойчива к действию сильных окислителей.

В итоге углерод переходит из степени окисления 0 в степень окисления +4. Напомню, что и метанол, как правило, в таких условиях окисляется по максимуму до CO2, проскакивая стадию и альдегида, и кислоты. Эту особенность надо запомнить.

Одиннадцатая реакция — горение, полное окисление. И альдегиды, и кетоны сгорают до углекислого газа и воды.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Запишем уравнение реакции в общем виде.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

По закону сохранения массы атомов слева должно быть столько же, сколько атомов справа. Потому что ведь в химических реакциях атомы никуда не деваются, а просто изменяется порядок связей между ними. Так вот молекул углекислого газа будет столько же, сколько и атомов углерода в молекуле карбонильного соединения, поскольку в состав молекулы входит один атом углерода. То есть n молекул CO2. Молекул воды будет в два раза меньше, чем атомов водорода, то есть 2n/2, а значит просто n.

Атомов кислорода слева и справа одинаковое количество. Справа их 2n из углекислого газа, потому что в каждой молекуле два атома кислорода, плюс n воды, итого 3n. Слева атомов кислорода столько же — 3n, но один из атомов находится в молекуле альдегида, значит его надо вычесть из общего количества, чтобы получить количество атомов, приходящихся на молекулярный кислород. Выходит 3n-1 атомов содержит молекулярный кислород, а значит молекул в 2 раза меньше, потому как в состав одной молекулы входят 2 атома. То есть (3n-1)/2 молекул кислорода.

Таким образом, мы составили уравнение сгорания карбонильных соединений в общем виде.

И, наконец, двенадцатое свойство, относящееся к реакциям замещения — галогенирование по альфа-атому углерода. Еще раз обратимся к строению молекулы альдегида. Кислород оттягивает на себя электронную плотность, создавая частичный положительный заряд а углероде. Метильная группа пытается компенсировать этот положительный заряд, смещая к нему электроны от водорода по цепи сигма-связей. Связь углерод-водород становится более полярной и водород легче отрывается при атаке реагентом. Такой эффект наблюдается только для альфа-атома углерода, то есть атома следующего за альдегидной группой, вне зависимости от длины углеводородного радикала.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Таким образом, возможно получение, например, 2-хлорацетальдегида. Возможно дальнейшее замещение атомов водорода до трихлорэтаналя.

Видео:Как написать уравнения реакции полимеризации?Скачать

Как написать уравнения реакции полимеризации?

Альдегиды

Альдегиды являются представителями карбонильных соединений.

Карбонильные соединения (оксосоединения) – это производные УВ, содержащие в молекуле карбонильную группу С = О.

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Альдегиды – это органические соединения, молекулы которых содержат альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом.

В зависимости от характера углеводородного радикала, связанного с альдегидной группой, альдегиды разделяются на предельные, непредельные и ароматические.Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Предельные (насыщенные) альдегиды

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Гомологический ряд

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Номенклатура и изомерия

Название альдегида по международной номенклатуре образуется от названия соответствующего алкана с таким же числом атомов углерода с добавлением окончания –аль. Нумерацию углеродной цепи начинают от атома углерода альдегидной группы.

В пределах класса альдегидов возможен только один вид изомерии – изомерия углеродной цепи.Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Физические свойстваУравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Низшие альдегиды имеют резкий запах, высшие альдегиды, содержащие 8—12 атомов «С», — душистые вещества. Альдегиды с 1—3 атомами «С» хорошо растворяются в воде; с увеличением числа атомов «С» растворимость уменьшается. Все альдегиды растворяются в органических растворителях.

Альдегиды раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, вредно влияют на нервную систему.

Химические свойства

Альдегиды — один из наиболее реакционноспособных классов органических соединений, что связано с наличием в их молекулах высокополяризованной карбонильной группы >С=О.

Для альдегидов характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации и поликонденсации.

I. Реакции присоединенияУравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

1.Гидрирование (восстановление) с образованием первичных спиртов RCH2ОH:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

2.Присоединение спиртов с образованием полуацеталей:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Гидроксильная группа полуацеталей очень реакционноспособна.

В присутствии катализатора – хлороводорода и при избытке спирта образуются ацетали RCH(OR)2:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

3.Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Этой реакцией часто пользуются для выделения альдегидов из смесей или с целью их очистки.

II. Реакции окисления

В молекулах альдегидов атом углерода карбонильной группы, имеющий избыточный положительный заряд, притягивает к себе электроны связи С—Н. Вследствие этого атом водорода приобретает большую реакционную активность, что проявляется в способности альдегидов к окислению. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот с тем же числом углеродных атомов различными окислителями (сильные окислители: О2 воздуха, подкисленный раствор K2Cr2O7 или КМnО4, слабые окислители: аммиачный раствор оксида серебра (I), щелочной раствор сульфата меди (II) и др.):Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (I) и щелочным раствором сульфата меди (II) являются качественными реакциями на альдегиды.

1.Взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра (I)«реакция серебряного зеркала».

Оксид серебра (I) образуется в результате взаимодействия нитрата серебра(I) с NH4ОH:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Металлическое серебро осаждается на стенках пробирки в виде тонкого слоя, образуя зеркальную поверхность.

2.Взаимодействие с гидроксидом меди (II)

Для реакции используют свежеприготовленный Cu(OH)2 образующийся при взаимодействии растворимой соли меди (II) со щелочью:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

III. Реакции полимеризации (характерны для низших альдегидов)

1.Линейная полимеризация

При испарении или длительном стоянии раствора формальдегида происходит образование полимера— параформальдегида:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Полимеризация безводного формальдегида в присутствии катализатора — пентакарбонила железа Fe(CO)5 — приводит к образованию высокомолекулярного соединения— полиформальдегида (полиоксиметилен, полиметиленоксид):

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

2.Циклическая полимеризация (тримеризация, тетрамеризация)

Тример метаналя получается при перегонке подкисленного раствора формальдегида:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Уксусный альдегид образует циклические триммер и тетрамер:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

IV. Реакции поликонденсации

Реакции поликонденсации — это процессы образования высокомолекулярных веществ, в ходе которых соединение исходных мономерных молекул сопровождается выделением таких низкомолекулярных продуктов, как Н2О, НCl, NH3 и др.

В кислой или щелочной среде при нагревании формальдегид (образует с фенолом высокомолекулярные продукты — фенолформальдегидные смолы различного строения:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Вначале в присутствии катализатора происходит взаимодействие между молекулой формальдегида и молекулой фенола с образованием фенолоспирта:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

При нагревании фенолоспирты конденсируются с образованием фенолформальдегидных полимеров:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Фенолформальдегидные смолы используются для получения пластических масс (фенопластов).

Способы получения

I. Общие методы получения

1.Окисление первичных спиртов:

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

б) под действием окислителей (K2Cr2O7 или KMnO4 в кислой среде)Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

2.Каталитическое дегидрирование первичных спиртов:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

3.Гидролиз дигалогеналканов, содержащих 2 атома галогена у первого атома углеродного атома:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

II. Специфические способы получения

Формальдегид можно получить при каталитическом окислении метана:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Ацетальдегид получают реакцией Кучерова:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

или при каталитическом окислении этилена:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Данный способ в последнее время широко используется для промышленного получения ацетальдегида. Однако аналогично могут быть получены и другие альдегиды при окислении гомологов этилена, например:Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Уравнение реакции полимеризации уксусного альдегида в паральдегид

Скачать бесплатно реферат на тему: «Альдегиды» Альдегиды.docx (248 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Альдегиды и кетоны» Альдегиды-и-кетоны.docx (238 Загрузок)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

📸 Видео

№ 82. Органическая химия. Тема 16. Альдегиды. Часть 7. Реакции конденсации, полимеризации альдегидовСкачать

№ 82. Органическая химия. Тема 16. Альдегиды. Часть 7. Реакции конденсации, полимеризации альдегидов

Реакция полимеризации. 1 часть. 11 класс.Скачать

Реакция полимеризации. 1 часть. 11 класс.

10.3. Альдегиды и кетоны: Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать

10.3. Альдегиды и кетоны: Химические свойства. ЕГЭ по химии

Качественная реакция на альдегиды с гидроксидом медиСкачать

Качественная реакция на альдегиды с гидроксидом меди

78. Что такое реакции полимеризацииСкачать

78. Что такое реакции полимеризации

РЕАКЦИЯ АЛЬДЕГИДОВ СО СПИРТАМИСкачать

РЕАКЦИЯ АЛЬДЕГИДОВ СО СПИРТАМИ

Реакция полимеризации. Производство полиэтилена. 10 класс.Скачать

Реакция полимеризации. Производство полиэтилена. 10 класс.

АЛЬДОЛЬНАЯ КОНДЕНСАЦИЯСкачать

АЛЬДОЛЬНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ

Опыты по химии. Окисление спирта в альдегидСкачать

Опыты по химии. Окисление спирта в альдегид

Реакции окисления, нуклеофильного присоединения альдегидов и кетонов. 11 класс.Скачать

Реакции окисления, нуклеофильного присоединения альдегидов и кетонов. 11 класс.

Качественная реакция на альдегиды с гидроксидом меди IIСкачать

Качественная реакция на альдегиды с гидроксидом меди II

Эксперимент «Полимеризация»Скачать

Эксперимент «Полимеризация»

79. Что такое реакции поликонденсацииСкачать

79.  Что такое реакции поликонденсации

Полимеры. Ч.3-5. Катионный механизм реакции полимеризации алкенов.Скачать

Полимеры. Ч.3-5. Катионный механизм реакции полимеризации алкенов.

Полимеры. Ч.3-3. Полимеризация этилена (элементарно о реакции)Скачать

Полимеры. Ч.3-3. Полимеризация этилена (элементарно о реакции)

Реакции присоединения и полимеризации в органике | Химия ЕГЭ | УмскулСкачать

Реакции присоединения и полимеризации в органике | Химия ЕГЭ | Умскул

10.1. Альдегиды и кетоны: Строение, номенклатура, изомерия. ЕГЭ по химииСкачать

10.1. Альдегиды и кетоны: Строение, номенклатура, изомерия. ЕГЭ по химии

Альдегиды строение, свойства | Химия 10 класс #28 | ИнфоурокСкачать

Альдегиды строение, свойства | Химия 10 класс #28 | Инфоурок
Поделиться или сохранить к себе: