Уравнения реакций горения и окисления этанола

Этанол C₂H₅OH или CH₃CH₂OH, этиловый спирт – это органическое вещество, предельный одноатомный спирт .

Общая формула предельных нециклических одноатомных спиртов: C_nH_2n+2O.

Видео:Составление уравнений реакций горения. 11 класс.Скачать

Строение этанола

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства спиртов

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому этанол – жидкость с относительно высокой температурой кипения (температура кипения этанола +78 о С).

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

Этанол смешивается с водой в любых соотношениях.

Видео:Уравнивание реакций горения углеводородовСкачать

Изомерия спиртов

Видео:Горение. 7 класс.Скачать

Структурная изомерия

Для этанола характерна структурная изомерия – межклассовая изомерия.

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — C_nH_2n+2О.

Видео:29. Общая реакция горения для всех углеводородов. Как расставить коэффициенты реакции легкоСкачать

Химические свойства этанола

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

1. Кислотные свойства

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии этанола с растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующийся алкоголят почти полностью гидролизуется водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому этанол не взаимодействуют с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Этанол взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными).

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

Видео:Реакции горенияСкачать

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Одноатомные и многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Видео:Опыты по химии. Окисление спирта в альдегидСкачать

3. Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

3.1. Внутримолекулярная дегидратация

При высокой температуре (больше 140 о С) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.

Видео:Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnlineСкачать

В качестве катализатора этой реакции также используют оксид алюминия.

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140 о С) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

4. Окисление этанола

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.

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO₄, K₂Cr₂O₇, кислород в присутствии катализатора.

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Cпирты можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества.

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Cпирты можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.).

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот.

4.4. Горение спиртов

Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

Видео:10 класс - Химия - Химические свойства этанола. Применение на базе свойствСкачать

5. Дегидрирование этанола

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования.

Видео:Качественная реакция на этанолСкачать

Получение этанола

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

Видео:Алканы. Химические свойства. Ч.2. Реакции окисления.Скачать

2. Гидратация алкенов

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

Видео:Спирты. Ч.5-3. Химические свойства. Реакции окисления.Скачать

3. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты, а из формальдегида образуется метанол.

Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать

Видео:8 класс. ОВР. Окислительно-восстановительные реакции.Скачать

4. Получение этанола спиртовым брожением глюкозы

Для глюкозы характерно ферментативное брожение, то есть распад молекул на части под действием ферментов. Один из вариантов — спиртовое брожение.

Видео:Как решать ОРГАНИЧЕСКИЕ ЦЕПОЧКИ? Основные типы химических реакцийСкачать

Разница между реакциями горения и окисления этанола

Разница между реакциями горения и окисления этанола — Разница Между

Видео:Расстановка Коэффициентов в Химических Реакциях // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Содержание:

Видео:7.4. Спирты: Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать

Основное отличие — реакции горения и окисления этанола

Этанол представляет собой спирт, имеющий молекулярную формулу С₂ЧАС₅ОЙ. Химическая формула этанола является CH₃СН₂ОЙ. Этанол используется в качестве топлива, так как он может подвергаться реакциям сгорания. Это может также подвергнуться реакциям окисления, чтобы сформировать формы альдегида и формы карбоновой кислоты. Основное различие между реакциями горения и окисления этанола состоит в том, что Реакции горения этанола всегда производят тепло и свет, тогда как реакции окисления этанола не всегда производят тепло и свет.

Ключевые области покрыты

1. Каковы реакции горения этанола
— определение, свойства, реакции
2. Каковы реакции окисления этанола
— определение, свойства, реакции
3. В чем разница между реакциями горения и окисления этанола
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: альдегид, биотопливо, диоксид углерода, окись углерода, карбоновая кислота, реакция горения, полное горение, полное окисление, этанол, бензин, неполное горение, неполное окисление, реакция окисления

Видео:Химические уравнения - Как составлять уравнения реакций // Составление Уравнений Химических РеакцийСкачать

Каковы реакции горения этанола

Реакции горения этанола — это реакции, которые происходят при сжигании этанола. Этанол — легковоспламеняющаяся жидкость, которую можно использовать в качестве топлива. Сжигание этанола может производить тепло и свет как энергию. Следовательно, сжигание этанола является экзотермической реакцией. Когда этанол сжигается в присутствии молекулярного кислорода (O₂), он образует два конечных продукта. Они углекислого газа (СО₂) и молекулы воды (H₂О).

Сгорание этанола обозначено синим пламенем. Сжигание этанола является простым процессом, который включает в себя сочетание этанола и кислорода. Сжигание этанола может происходить двумя способами.

• Полное сгорание
• Неполное сгорание

Рисунок 01: Синее пламя указывает на полное сгорание этанола.

Полное сгорание приводит к СО₂ и H₂О. Но неполное сгорание приведет к образованию окиси углерода (СО) или углерода (С) в качестве продукта. Неполное сгорание будет происходить при недостатке кислорода (O₂).

Полное сгорание этанола

Неполное сгорание этанола

Неполное сгорание часто приводит к образованию смеси угарного газа (CO) и угольной (C) пыли.

Тепло, выделяемое при сгорании этанола, используется для привода поршней двигателей автомобилей. Этанол также может быть использован в качестве ракетного топлива. Кроме того, этанол можно производить в виде биотоплива из биомассы растительного сырья. Следовательно, этанол проявляет экологические свойства, чем ископаемое топливо.

Этанол является хорошей добавкой к бензину. Смешивание этанола с бензином предотвращает некоторые выбросы загрязнителей воздуха. Однако при сжигании этанол создает пламя, которое выделяет загрязняющие вещества.

Каковы реакции окисления этанола

Реакции окисления этанола являются химическими реакциями, которые происходят, когда этанол окисляется окислителями. Окисление этанола производит альдегид под названием Ethanal в качестве первого продукта. Это может подвергнуться дальнейшему окислению, чтобы сформировать форму карбоновой кислоты, которая известна как Этановая кислота.

Рисунок 2: Окисление этанола

Однако окисление этанола также может происходить в присутствии катализатора. Этот катализатор используется для уменьшения энергии активации реакции окисления. Если энергия активации высока, реакция не будет инициирована. Окисление может происходить в две фазы:

• Полное окисление
• Неполное окисление

Полное окисление этанола образует этановую кислоту в качестве конечного продукта. Неполное окисление этанола приводит к образованию этанала в качестве конечного продукта. Оба окисления произведут молекулы воды (H₂О) как побочные продукты.

Полное окисление этанола

Этанол + Кислород → Этанал + Вода → Этановая кислота + Вода

Полное окисление этанола приводит к этановой кислоте в конце реакции. Но при окислении этанола сначала образуется этанал, а затем этанал далее окисляется в этановую кислоту.

Неполное окисление этанола

Этанол + Кислород → Этанал + Вода

В приведенном выше уравнении [O] обозначает атомарный кислород, который поступает из окислителя. В качестве примера, давайте рассмотрим дихромат натрия (Na₂Cr₂О₇) был использован в качестве окислителя наряду с серной кислотой (H₂ТАК₄).

Окисление этанола требует либо катализатора, либо окислителя для завершения реакции. Однако окисление этанола не производит тепло или свет в виде энергетических форм. Еще один способ окисления этанола — через катализаторы. Серебряный катализатор является таким катализатором. Этанол может быть окислен, пропуская смесь паров этанола и воздуха над серебряным катализатором при 500 о C. Это приводит к этаналу в качестве продукта вместе с водой (H₂О).

Разница между реакциями горения и окисления этанола

Определение

Реакции горения этанола: Реакции горения этанола — это реакции, которые происходят при сжигании этанола.

Реакции окисления этанола: Реакции окисления этанола являются химическими реакциями, которые происходят, когда этанол окисляется окислителями.

Окисляющие агенты

Реакции горения этанола:Реакции горения этанола не требуют окислителей.

Реакции окисления этанола:Реакции окисления этанола требуют присутствия окислителей.

Катализаторы

Реакции горения этанола:Реакции горения этанола не нуждаются в катализаторах.

Реакции окисления этанола:Реакции окисления этанола могут происходить в присутствии катализаторов.

Конечные продукты

Реакции горения этанола:Конечными продуктами реакций окисления этанола могут быть СО₂, CO, C и H₂О.

Реакции окисления этанола:Конечными продуктами реакций горения этанола могут быть этанал или этановая кислота вместе с Н₂О.

Формы энергии

Реакции горения этанола:Реакции горения этанола могут производить тепло и свет.

Реакции окисления этанола:Реакции окисления этанола не могут производить тепло и свет.

Заключение

Горение также является реакцией окисления, поскольку конечный продукт сгорания всегда является окисленным веществом. Кроме того, сгорание включает комбинацию кислорода с исходным материалом. Это также указывает на то, что сгорание является реакцией окисления. Хотя между этими двумя явлениями есть сходство, существуют различные свойства, которые позволяют нам различать разницу между реакциями горения и окисления этанола.

Рекомендации:

1. «Окисление спиртов». Химгид. Н.п., н.д. Web.

Acetyl

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

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.