Уравнение реакции стирола с перманганатом калия (4 видео)

Химические свойства аренов

Арены (ароматические углеводороды) – это непредельные (ненасыщенные) циклические углеводороды, молекулы которых содержат устойчивые циклические группы атомов (бензольные ядра) с замкнутой системой сопряженных связей.

Общая формула: C_nH_2n–6 при n ≥ 6.

Содержание

Химические свойства аренов
1. Реакции присоединения
1.1. Гидрирование
1.2. Хлорирование аренов
2. Реакции замещения
2.1. Галогенирование
2.2. Нитрование
2.3. Алкилирование ароматических углеводородов
2.4. Сульфирование ароматических углеводородов
3. Окисление аренов
3.1. Полное окисление – горение
3.2. О кисление гомологов бензола
4. Ориентирующее действие заместителей в бензольном кольце
5. Особенности свойств стирола
Задание 36 Окислительно-восстановительные реакции (стр. 6 )
Acetyl
📹 Видео

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

Химические свойства аренов

Арены – непредельные углеводороды, молекулы которых содержат три двойных связи и цикл. Но из-за эффекта сопряжения свойства аренов отличаются от свойств других непредельных углеводородов.

Для ароматических углеводородов характерны реакции:

присоединения,
замещения,
окисления (для гомологов бензола).

Из-за наличия сопряженной π-электронной системы молекулы ароматических углеводородов вступают в реакции присоединения очень тяжело, только в жестких условиях — на свету или при сильном нагревании, как правило, по радикальному механизму

Бензольное кольцо представляет из себя скопление π-электронов, которое притягивает электрофилы. Поэтому для ароматических углеводородов характерны реакции электрофильного замещения атома водорода у бензольного кольца.

Ароматическая система бензола устойчива к действию окислителей. Однако гомологи бензола окисляются под действием перманганата калия и других окислителей.

Видео:Окисление органических соединений перманганатом калияСкачать

1. Реакции присоединения

Бензол присоединяет хлор на свету и водород при нагревании в присутствии катализатора.

1.1. Гидрирование

Бензол присоединяет водород при нагревании и под давлением в присутствии металлических катализаторов (Ni, Pt и др.).

При гидрировании бензола образуется циклогексан:

При гидрировании гомологов образуются производные циклоалканы. При нагревании толуола с водородом под давлением и в присутствии катализатора образуется метилциклогексан:

1.2. Хлорирование аренов

Присоединение хлора к бензолу протекает по радикальному механизму при высокой температуре, под действием ультрафиолетового излучения.

При хлорировании бензола на свету образуется 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексан (гексахлоран).

Гексахлоран – пестицид, использовался для борьбы с вредными насекомыми. В настоящее время использование гексахлорана запрещено.

Гомологи бензола не присоединяют хлор. Если гомолог бензола реагирует с хлором или бромом на свету или при высокой температуре (300°C), то происходит замещение атомов водорода в боковом алкильном заместителе, а не в ароматическом кольце.

Например, при хлорировании толуола на свету образуется бензилхлорид

Если у гомолога бензола боковая цепь содержит несколько атомов углерода – замещение происходит у атома, ближайшему к бензольному кольцу («альфа-положение»).

Например, этилбензол реагирует с хлором на свету

Видео:перманганат калия + стиролСкачать

2. Реакции замещения

Реакции замещения у ароматических углеводородов протекают по ионному механизму (электрофильное замещение). При этом атом водорода замещается на другую группу (галоген, нитро, алкил и др.).

2.1. Галогенирование

Бензол и его гомологи вступают в реакции замещения с галогенами (хлор, бром) в присутствии катализаторов (AlCl₃, FeBr₃).

При взаимодействии с хлором на катализаторе AlCl₃ образуется хлорбензол:

Ароматические углеводороды взаимодействуют с бромом при нагревании и в присутствии катализатора – FeBr₃ . Также в качестве катализатора можно использовать металлическое железо.

Бром реагирует с железом с образованием бромида железа (III), который катализирует процесс бромирования бензола:

Гомологи бензола содержат алкильные заместители, которые обладают электронодонорным эффектом: из-за того, что электроотрицательность водорода меньше, чем углерода, электронная плотность связи С-Н смещена к углероду.

На нём возникает избыток электронной плотности, который далее передается на бензольное кольцо.

Поэтому гомологи бензола легче вступают в реакции замещения в бензольном кольце. При этом гомологи бензола вступают в реакции замещения преимущественно в орто— и пара-положения

Например, при взаимодействии толуола с хлором образуется смесь продуктов, которая преимущественно состоит из орто-хлортолуола и пара-хлортолуола

Мета-хлортолуол образуется в незначительном количестве.

При взаимодействии гомологов бензола с галогенами на свету или при высокой температуре (300 о С) происходит замещение водорода не в бензольном кольце, а в боковом углеводородном радикале.

Если у гомолога бензола боковая цепь содержит несколько атомов углерода – замещение происходит у атома, ближайшему к бензольному кольцу («альфа-положение»).

Например, при хлорировании этилбензола:

2.2. Нитрование

Бензол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты (нитрующая смесь).

При этом образуется нитробензол:

Серная кислота способствует образованию электрофила NO₂ + :

Толуол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты.

В продуктах реакции мы указываем либо о-нитротолуол:

Нитрование толуола может протекать и с замещением трех атомов водорода. При этом образуется 2,4,6-тринитротолуол (тротил, тол):

2.3. Алкилирование ароматических углеводородов

Арены взаимодействуют с галогеналканами в присутствии катализаторов (AlCl_3, FeBr₃ и др.) с образованием гомологов бензола.

Например, бензол реагирует с хлорэтаном с образованием этилбензола

Ароматические углеводороды взаимодействуют с алкенами в присутствии хлорида алюминия, бромида железа (III), фосфорной кислоты и др.

Например, бензол реагирует с этиленом с образованием этилбензола

Например, бензол реагирует с пропиленом с образованием изопропилбензола (кумола)

Алкилирование спиртами протекает в присутствии концентрированной серной кислоты.

Например, бензол реагирует с этанолом с образованием этилбензола и воды

2.4. Сульфирование ароматических углеводородов

Бензол реагирует при нагревании с концентрированной серной кислотой или раствором SO₃ в серной кислоте (олеум) с образованием бензолсульфокислоты:

Видео:Окисление Толуола Перманганатом Калия В Сернокислой СредеСкачать

3. Окисление аренов

Бензол устойчив к действию даже сильных окислителей. Но гомологи бензола окисляются под действием сильных окислителей. Бензол и его гомологи горят.

3.1. Полное окисление – горение

При горении бензола и его гомологов образуются углекислый газ и вода. Реакция горения аренов сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания аренов в общем виде:

При горении ароматических углеводородов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Бензол и его гомологи горят на воздухе коптящим пламенем. Бензол и его гомологи образуют с воздухом и кислородом взрывоопасные смеси.

3.2. О кисление гомологов бензола

Гомологи бензола легко окисляются перманганатом и дихроматом калия в кислой или нейтральной среде при нагревании.

При этом происходит окисление всех связей у атома углерода, соседнего с бензольным кольцом, кроме связи этого атома углерода с бензольным кольцом.

Толуол окисляется перманганатом калия в серной кислоте с образованием бензойной кислоты:

Если окисление толуола идёт в нейтральном растворе при нагревании, то образуется соль бензойной кислоты – бензоат калия:

Таким образом, толуол обесцвечивает подкисленный раствор перманганата калия при нагревании.

При окислении других гомологов бензола всегда остаётся только один атом С в виде карбоксильной группы (одной или нескольких, если заместителей несколько), а все остальные атомы углерода радикала окисляются до углекислого газа или карбоновой кислоты.

Например, при окислении этилбензола перманганатом калия в серной кислоте образуются бензойная кислота и углекислый газ

Например, при окислении этилбензола перманганатом калия в нейтральной кислоте образуются соль бензойной кислоты и карбонат

Более длинные радикалы окисляются до бензойной кислоты и карбоновой кислоты:

При окислении пропилбензола образуются бензойная и уксусная кислоты:

Изопропилбензол окисляется перманганатом калия в кислой среде до бензойной кислоты и углекислого газа:

Видео:ОВР с перманганатом калия.Скачать

4. Ориентирующее действие заместителей в бензольном кольце

Если в бензольном кольце имеются заместители, не только алкильные, но и содержащие другие атомы (гидроксил, аминогруппа, нитрогруппа и т.п.), то реакции замещения атомов водорода в ароматической системе протекают строго определенным образом, в соответствии с характером влияния заместителя на ароматическую π-систему.

Заместители подразделяют на две группы в зависимости от их влияния на электронную плотность ароматической системы: электронодонорные (первого рода) и электроноакцепторные (второго рода).

Типы заместителей в бензольном кольце

Заместители первого рода	Заместители второго рода
*Дальнейшее замещение происходит преимущественно в орто— и пара-положение*	*Дальнейшее замещение происходит преимущественно в мета-положение*
Электронодонорные, повышают электронную плотность в бензольном кольце	Электроноакцепторные, снижают электронную плотность в сопряженной системе.
алкильные заместители: СН₃ –, С₂Н₅ – и др.; гидроксил, амин: –ОН , –NН₂; галогены: –Cl, –Br	нитро-группа:– NO₂, – SO₃Н; карбонил – СНО; карбоксил: – СООН, нитрил: – С≡N; – CF₃

Например, толуол реагирует с хлором в присутствии катализатора с образованием смеси продуктов, в которой преимущественно содержатся орто-хлортолуол и пара-хлортолуол. Метильный радикал — заместитель первого рода.

В уравнении реакции в качестве продукта записывается либо орто-толуол, либо пара-толуол.

Например, при бромировании нитробензола в присутствии катализатора преимущественно образуется мета-хлортолуол. Нитро-группа — заместитель второго рода

Видео:Химические свойства бензола и его гомологов. 1 часть. 11 класс.Скачать

5. Особенности свойств стирола

Стирол (винилбензол, фенилэтилен) – это производное бензола, которое имеет в своем составе двойную связь в боковом заместителе.

Общая формула гомологического ряда стирола: C_nH_2n-8.

Молекула стирола содержит заместитель с кратной связью у бензольного кольца, поэтому стирол проявляет все свойства, характерные для алкенов – вступает в реакции присоединения, окисления, полимеризации.

Стирол присоединяет водород, кислород, галогены, галогеноводороды и воду в соответствии с правилом Марковникова.

Например, при гидратации стирола образуется спирт:

Стирол присоединяет бром при обычных условиях, то есть обесцвечивает бромную воду

При полимеризации стирола образуется полистирол:

Как и алкены, стирол окисляется водным раствором перманганата калия при обычных условиях. Обесцвечивание водного раствора перманганата калия — качественная реакция на стирол:

При жестком окислении стирола перманганатом калия в кислой среде (серная кислота) разрывается двойная связь и образуется бензойная кислота и углекислый газ:

При окислении стирола перманганатом калия в нейтральной среде при нагревании также разрывается двойная связь и образуется соль бензойной кислоты и карбонат:

Видео:Арены: реакции окисления | Химия 10 класс | УмскулСкачать

Задание 36 Окислительно-восстановительные реакции (стр. 6 )

Уравнение реакции стирола с перманганатом калия

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6

a. Окисление метилбензола перманганатом калия:

5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5С6H5COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O

5 C7H8 + 2H2O — 6e → C7H6O2 + H+ — окисление

6 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

5C7H8 + 10H2O + 6MnO4- + 48H+ → 5 C7H6O2 + 30H+ + 6Mn2+ +24H2O

б. Окисление этилбензола перманганатом калия:

5C6H5CH2-СН3 +12KMnO4 +18H2SO4 → 5С6H5COOH +5СО2 +12MnSO4+6K2SO4+28H2O

5 С8Н10 + 4H2O — 12е → С6H5COOH + СО2 + 12H+ — окисление

12 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

5С8Н10 + 20H2O + 12MnO4- + 96H+ → 5С6H5COOH + 5СО2 + 60H+ + 12Mn2+ + 48H2O

в. Окисление стирола перманганатом калия:

С6Н5-СН═СН2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → С6H5COOH + СО2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O

1 С8Н8 + 4Н2О -10е → С6H5COOH + СО2 + 10Н+ — окисление

2 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

С8Н8 + 4Н2О + 2MnO4- + 16H+ → С6H5COOH + СО2 + 10Н+ + 2Mn2+ + 8H2O

а. Окисление метилбензола перманганатом калия:

C6H5CH3 + 6KMnO4 + 7KOH → С6H5COOK + 5H2O + 6K2MnO4

1 C7H8 + 7OH — — 6e → C6H5COO — + 5H2O — окисление

6 MnO4- + e → MnO42- — восстановление

C7H8 + 7OH — + 6MnO4- → C6H5COO — + 5H2O + 6 MnO42-

C6H5CH2 — СН3 + 12KMnO4 + 15KOH → С6H5COOK + К2СО3 + 12K2MnO4 + 10H2O

1 С8Н10 + 15OH — — 12е → C6H5COO — + СО32- + 10H2O — окисление

12 MnO4- + e → MnO42- — восстановление

С8Н10 + 15OH — + 12MnO4- → C6H5COO — + СО32- + 10H2O + 24MnO42-

в. Окисление стирола перманганатом калия:

С6Н5-СН═СН2 + 10KMnO4 +13КОН →С6H5COOK + К2СО3 + 10K2MnO4 + 8H2O

1 С8Н8 + 13OH — — 10е → C6H5COO — + СО32- + 8H2O — окисление

10 MnO4- + e → MnO42- — восстановление

С8Н8 + 13OH — + 10MnO4- → C6H5COO — + СО32- + 8H2O + 10MnO42-

а. Окисление метилбензола перманганатом калия:

C6H5CH3 + 2KMnO4 → С6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O

1 C7H8 + 7OH — — 6e → C6H5COO — + 5H2O — окисление

2 MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH — — восстановление

C7H8 + 7OH — + 2MnO4- + 4H2O → C6H5COO — + 5H2O + 2MnO2 + 8OH-

б. Окисление этилбензола перманганатом калия:

C6H5CH2 — СН3 + 4KMnO4 → С6H5COOK + К2СО3 + 4MnO2 + KOH + 2H2O

1 С8Н10 + 15OH — — 12е → C6H5COO — + СО32- + 10H2O — окисление

4 MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH — — восстановление

С8Н10 + 15OH — + 4MnO4- + 8H2O → C6H5COO — + СО32- + 10H2O + 4MnO2 + 16OH —

в. Окисление стирола перманганатом калия:

3С6Н5-СН═СН2 + 2KMnO4 + 4Н2О → 3С6Н5-СН-СН2 + 2MnO2 + 2KOH

ОН ОН

3 С8Н8 + 2OH — — 2е → С8Н8(ОН)2 — окисление

2 MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH — — восстановление

3С8Н8 + 6OH — + 2MnO4- + 4H2O → 3 С8Н8(ОН)2 + 2MnO2 + 8OH-

Окисление спиртов производят сильными окислителями KMnO4 или K2Cr2O7 в присутствии серной кислоты. Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны.

а. Окисление этанола:

5СН3-СН2-ОН + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5CH3C═O + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

5 C2H6O — 2e → C2H4O + 2H+ — окисление

2 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

5C2H6O + 2MnO4- + 16H+ → 5C2H4O + 10H+ + 2Mn2+ + 8H2O

б. Окисление пропанола – 2:

5СН3-СН-СН3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5СН3-С-СН3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

5 C3H8O — 2e → C3H6 + 2H+ — окисление

2 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

5C3H8O + 2MnO4- + 16H+ → 5C3H6 + 10H+ + 2Mn2+ + 8H2O

C избытком окислителя (KMnO4 или K2Cr2O7) в любой среде первичные спирты окисляются до карбоновых кислот или их солей, а вторичные — до кетонов. Третичные спирты не окисляются, а метанол окисляется до углекислого газа.

5СН3-СН2-ОН + 4KMnO4 + 6H2SO4 → 5СН3СООН + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O

Двухатомные спирты окисляются до двухосновных карбоновых кислот.

5НО-СН2-СН2-СН2-ОН + 8KMnO4 + 12H2SO4 →

Альдегиды – сильные восстановители, поэтому легко окисляются при нагревании различными окислителями KMnO4 , K2Cr2O7 или [Ag(NH3)2]OH. Формальдегид с избытком окислителя окисляется до углекислого газа.

а. Окисление аммиачным раствором оксида серебра — качественная реакция на альдегиды

СН3С+1ОН + 2[Ag+1(NH3)2]OH → СН3С+3ООNH4 + 2Ag0 ↓ + H2O + 3NH3↑

1 C+1 — 2e → C+3 — окисление

2 Ag+1 + 1e → Ag0 — восстановление

б. Окисление перманганатом калия в кислой среде:

5СН3-СН2-СОН+2KMnO4 + 3H2SO4→5СН3-СН2-СООН +2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

5 С3Н6О + Н2О — 2е → С3Н6О2 + 2Н+ — окисление

2 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

5С3Н6О + 5Н2О + 2MnO4- + 16H+ → 5С3Н6О2 + 10Н+ + 2Mn2+ + 8H2O

в. Окисление перманганатом калия в щелочной среде:

СН3-СН2-СОН + 2KMnO4 + 3КОН → СН3СООК + 2K2MnO4 + 2H2O

1 C2H4O + 3OH — — 2e → CH3COO + 2H2O — окисление

2 MnO4- + e → MnO42- — восстановление

C2H4O + 3OH — + 2MnO4- → CH3COO + 2H2O + 2MnO42-

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

НСООН + HgCl2 =CO2 + Hg + 2HCl

HCOOH+ Cl2 = CO2 +2HCl

HOOC-COOH+ Cl2 =2CO2 +2HCl

Все моносахариды — восстанавливающие сахара. Для них характерна реакция «серебряного зеркала».

а. Окисление глюкозы аммиачным раствором оксида серебра:

СН2ОН-(СНОН)4-С+1ОН + 2[Ag+1 (NH3)2]OH →

1 С+1 — 2e → С+3 3 — окисление

2 Ag+1 + 1e → Ag0 — восстановление

б. Окисление глюкозы фелинговой жидкостью:

СН2ОН-(СНОН)4-С+1ОН + Cu+2(OH)2 → СН2ОН-(СНОН)4-С+3ОOН + Cu2+1O + 2H2O

1 С+1 — 2e → С+3 3 — окисление

2 Cu+2 + 1e → Cu+1 — восстановление

в. Окисление глюкозы перманганатом калия в кислой среде:

5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 → 30CO2 + 24MnSO4 + 12K2SO4 + 66H2O

5 C6H12O6 + 6H2O — 24e → 6CO2 + 24H+ — окисление

24 MnO4 — + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O — восстановление

C6H12O6 + 6О 2 → 6СО2 + 6Н2О

д. Брожение глюкозы:

Брожение – сложный процесс расщепления моносахаридов под влиянием различных микроорганизмов.

· спиртовое брожение: C6H12O6 → 2С2Н5ОН + 2СО2↑

· молочнокислое брожение: ферменты

C6H12O6 → 2СН3-СН-СООН

ОН

· маслянокислое брожение: C6H12O6 → С3Н7СООН + 2СО2 ↑ + 2Н2↑

ферменты он

C6H12O6 + 3О → 2Н2О + НООС-СН2-С-СН2-СООН

е. Восстановление глюкозы:

Все моносахариды при восстановлении образуют многоатомные спирты.

СН2ОН-(СНОН)4-С+1ОН + Н20 → СН2ОН-(СНОН)4-С-1 Н2OН+1

1 С+1 + 2е → С-1 — восстановление

1 Н20 — 2е → 2 Н+1 — окисление

Окисление органических веществ

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

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

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

6.2. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Способы получения. ЕГЭ по химииСкачать

Реакция этилена с раствором перманганата калияСкачать

Арены. Химические свойства. Все 22 реакции ЕГЭ.Скачать

Химические свойства бензола и его гомологов. 2 часть. 11 класс.Скачать

Окисление органических веществ | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Уравнивание органических ОВР за 12 минут | ХИМИЯ ЕГЭ | СОТКАСкачать

Самый легкий способ уравнять ОВР в органике!Скачать

Тесты по химии. Реакции орг веществ с перманганатом. А37 ЦТ 2006Скачать

Окислительно-восстановительные реакции в кислой среде. Упрощенный подход.Скачать

Все качественные реакции на углеводороды за 45 минут | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Получение ХЛОРА. Реакция СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ и ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ. Химические опыты. Chemical experimentСкачать

Синтез БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ из ТОЛУОЛА. Реакция ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ и ТОЛУОЛА. Опыты по химии дома.Скачать