αντιδράσεις οξειδοαναγωγής
DESCRIPTION
Περιγράφονται οι αντιδράσεις οξείδωσης των οργανικών ενώσεων στην Οργανική Χημεία Γ΄Λυκείου θετικής κατεύθυνσηςTRANSCRIPT
Αντιδράςεισ οξείδωςθσ οργανικών ενώςεων
Οξειδοαναγωγικζσ ονομάηονται οι αντιδράςεισ, ςτισ οποίεσ μία χθμικι ουςία οξειδώνεται και μία άλλθ ανάγεται.
Οξείδωςθ ονομάηεται θ αφξθςθ του Α.Ο. ενόσ χθμικοφ ςτοιχείου.
Το χθμικό ςτοιχείο που οξειδώνεται χαρακτθρίηεται αναγωγικόςτοιχείο και θ χθμικι ουςία ςτθν οποία βρίςκεται αυτό χαρακτθρίηεται επίςθσ αναγωγικι ουςία ι αναγωγικό ςώμα.
Στθν οξείδωςθ μιασ οργανικισ ζνωςθσ μειώνεται θ θλεκτρονικι πυκνότθτα του ατόμου του C. Αυτι προκαλείται :
ι. Με ςχθματιςμό δεςμών : C – O , C – N , C – X .
ιι. Με διάςπαςθ δεςμών : C – H .1Lio
Αντιδράςεισ οξείδωςθσ οργανικών ενώςεων
Αναγωγι ονομάηεται θ μείωςθ του Α.Ο. ενόσ χθμικοφ ςτοιχείου.
Το χθμικό ςτοιχείο που ανάγεται χαρακτθρίηεται οξειδωτικόςτοιχείο και θ χθμικι ουςία ςτθν οποία βρίςκεται αυτό χαρακτθρίηεται επίςθσ οξειδωτικι ουςία ι οξειδωτικό ςώμα.
Στθν αναγωγι μιασ οργανικισ ζνωςθσ αυξάνεται θ θλεκτρονικι πυκνότθτα του ατόμου του C.
Αυτι προκαλείται :
ι. Με ςχθματιςμό δεςμών : C – H .
ιι. Με διάςπαςθ δεςμών : C – O , C – N , C – X.
2Lio
Οξειδωτικζσ ουςίεσ
2 ιςχυρζσ οξειδωτικζσ ουςίεσ :
1. Το όξινο με H2SO4 διάλυμα του KMnO4
2. Το όξινο με H2SO4 διάλυμα του K2Cr2O7
και 2 αςκενείσ – ιπιεσ οξειδωτικζσ ουςίεσ :
3. Το Φελίγγειο υγρό
(αλκαλικό με NaOH διάλυμα CuSO4).
4. Το αντιδραςτιριο Tollens
(υδατικό - αμμωνιακό διάλυμα AgNO3)
3
Ονομάηονται αυτζσ ςτισ οποίεσ υπάρχει χθμικό ςτοιχείο, το οποίο κατά τθ διάρκεια τθσ αντίδραςθσ ανάγεται .
Τζτοιεσ είναι :
Lio
Αναγωγικζσ οργανικζσ ουςίεσ
1. Οι ενώςεισ που διακζτουν α-ταγζσ OH (–CH2OH)
2. Οι ενώςεισ που διακζτουν β-ταγζσ OH (–CH– )
OH
3. Οι ενώςεισ που διακζτουν αλδεχδομάδα (–CH=O)
4. Ένα και μοναδικό μονο-καρβοξυλικό οξφ το HCOOH
5. Ένα και μοναδικό δι-καρβοξυλικό οξφ το αικανοδιικό ι οξαλικό οξφ COOH
COOH
4
Ονομάηονται αυτζσ ςτισ οποίεσ υπάρχει χθμικό ςτοιχείο, το οποίο κατά τθ διάρκεια τθσ αντίδραςθσ οξειδώνεται .
Τζτοιεσ είναι :
Lio
Ποια τα προϊόντα ςτα οποία ανάγονται τα ιςχυρά οξειδωτικά ςώματα ;
5Lio
• Το πορτοκαλί K2Cr2O7 μετατρζπεται ςε πράςινα ιόντα Cr+3
με αναγωγι του κάκε ατόμου του Cr από A.O. +6 ςε +3, άρα
υφίςταται μείωςθ Α.Ο. = 3 μονάδεσ
• KMnO4 + Η2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O
• K2Cr2O7 + Η2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
+7 +2
+6 +3
5
3
• Το ιώδεσ KMnO4 μετατρζπεται ςε άχρωμα ιόντα Mn+2 με αναγωγι του κάκε ατόμου του Mn από A.O. +7 ςε +2, άρα
υφίςταται μείωςθ Α.Ο. = 5 μονάδεσ
Ποια τα προϊόντα ςτα οποία ανάγονται τα ιπια-αςκενι οξειδωτικά ςώματα ;
Το Φελίγγειο υγρό (υδατικό αλκαλικό διάλυμα CuSO4) δίνει κεραμιδί ίηθμα Cu2O :
NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu2O ↓ + H2O
6Lio
+2 +11
Το αντιδραςτιριο Tollens (υδατικό αμμωνιακό διάλυμα ΑgNO3) δίνει κάτοπτρο Αg :
NH3 + AgNO3 + H2O NH4NO3 + Ag ↓+1 01
Ζγχρωμεσ οξειδοαναγωγικζσ αντιδράςεισ και ανίχνευςθ αναγωγικών οργανικών ενώςεων
• Η χριςθ των παραπάνω οξειδωτικών ουςιών γίνεται ορατι. Για το λόγο αυτό τα παραπάνω οξειδωτικά χρθςιμοποιοφνται για τθν ανίχνευςθ ι διάκριςθ ι και ταυτοποίθςθ των οργανικών ενώςεων που οξειδώνονται . Έτςι :
• Αν μία οργανικι ζνωςθ προκαλεί αποχρωματιςμό ςτο ιώδεσ διάλυμα KMnO4 ι μετατρζπει ςε πράςινο το πορτοκαλί διάλυμα του K2Cr2O7 τότε ςυμπεραίνουμε ότι είναι μία από τισ παραπάνω οργανικζσ ενώςεισ που οξειδώνονται :
ι 1ο-ταγισ ι 2ο-ταγισ αλκοόλθ ι αλδεχδθ ι HCOOH ι (CΟΟΗ)2
• Αν μία οργανικι ζνωςθ αντιδρά με το φελίγγειο υγρό και δίνει κεραμιδί ίηθμα Cu2O ι με το αντιδραςτιριο Tollens και δίνει κάτοπτρο Ag τότε ςυμπεραίνουμε ότι μία αλδεχδθ.
Lio 7
Σε ποια προϊόντα οξειδώνονται οι αναγωγικζσ οργανικζσ ενώςεισ
1. Οι 1ο-ταγείσ αλκοόλεσ οξειδώνονται αρχικά ςε αλδεϋδεσκαι ςτθ ςυνζχεια ςε οξζα :
R-CH2OH R-CH=O RCOOH
-1 +1 +32 2
4
2. Οι 2ο-ταγείσ αλκοόλεσ οξειδώνονται μόνο ςε κετόνεσ :
R-CHOH R-C=O| |
R΄ R΄
0 +22
Lio 8
4. Τα οξζα HCOOH και (COOH)2 οξειδώνονται ςε CO2 :
ΗCOOH CO2 COOH CO2
COOH
Σε ποια προϊόντα οξειδώνονται οι αναγωγικζσ οργανικζσ ενώςεισ (ςυνζχεια)
3. Οι αλδεχδεσ οξειδώνονται ςε οξζα :
R-CH=O RCOOH +1 +32
+2 +42 +3
+3
+42
Lio 9
Ειδικζσ περιπτώςεισ οργανικών ενώςεων
1. Η μεκανόλθ CH3OH, ςε αντίκεςθ με τισ υπόλοιπεσ 1ο-ταγεισ αλκοόλεσ, οξειδώνεται ςε 3 ςτάδια :
CH3OH ΗCH=O HCOOH CO2
Με ςυνολικι μεταβολι Α.Ο. του C = 6 μονάδεσ
2. Η μεκανάλθ HCΗ=O, ςε αντίκεςθ με τισ υπόλοιπεσ αλδεχδεσ, οξειδώνεται ςε 2 ςτάδια :
ΗCH=O HCOOH CO2
Με ςυνολικι μεταβολι Α.Ο. του C = 4 μονάδεσ
Lio 10
CH3CH2OH CH3CH=O + Η2 ↑
Παρατθριςεισ
• Οι 1ο-ταγείσ αλκοόλεσ όταν οξειδώνονται με KMnO4
μετατρζπονται απευκείασ ςε ΟΞΕΑ.
Lio 11
300οC / Cu
• Αντίκετα με το K2Cr2O7 μετατρζπονται αρχικά ςε αλδεϋδεσ και ςτθ ςυνζχεια με περίςςεια οξειδωτικοφ ςε οξζα.
• Η οξείδωςθ των 1ο-ταγών αλκοολών ςε αλδεχδεσ και των 2ο-ταγών ςε κετόνεσ, είναι αφυδρογονώςεισ και μποροφν να γίνουν και καταλυτικά με κζρμανςθ ςτουσ 300οC με καταλφτθ μεταλλικό Cu.
Πωσ γράφονται οι χθμικζσ εξιςώςεισ οξειδοαναγωγισ
Σε κάκε οξειδοαναγωγικι χθμικι εξίςωςθ :
Η μεταβολι του Α.Ο. του αναγωγικοφ ςτοιχείου αντιπροςωπεφει τον αρικμό ατόμων του οξειδωτικοφ ςτοιχείου και αντίκετα.
Για τον λόγο αυτό είναι απαραίτθτθ θ εφρεςθ τθσ μεταβολισ του Α.Ο. των 2 αυτών ςτοιχείων :
CH3CH2OH + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH + K2SO4
+ MnSO4 + H2O
Lio 12
4-1 +3
+7
+25
5
4
45 26
11
Πωσ γράφονται οι χθμικζσ εξιςώςεισ οξειδοαναγωγισ
CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 CH3CH=O + K2SO4
+ Cr2(SO4)3 + H2O
Lio 13
2-1 +1
+6
+33
3
1
13 14
7
CH3CH=O + K2Cr2O7 + H2SO4 CH3CΟΟΗ + K2SO4
+ Cr2(SO4)3 + H2O
Lio 14
2+1 +3
+6
+33
3
1
13 14
4
CH3CΗ=O + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH + K2SO4
+ MnSO4 + H2O
2+1 +3
+7
+25
5
2
2 5 13
3
Οξείδωςθ αλδεϋδών
HCΟOΗ + K2Cr2O7 + H2SO4 CΟ2 ↑ + K2SO4
+ Cr2(SO4)3 + H2O
Lio 15
2+2 +4
+6
+33
3
1
13 14
7
HCOΟΗ + KMnO4 + H2SO4 CO2 ↑ + K2SO4
+ MnSO4 + H2O
2+2 +4
+7
+25
5
2
2 5 13
8
Οξείδωςθ καρβοξυλικών οξζων
CΟOΗ + K2Cr2O7 + H2SO4 CΟ2 ↑ + K2SO4
COOH + Cr2(SO4)3 + H2O
Lio 16
2+3 +4
+6
+33
6
1
13 14
7
COΟΗ + KMnO4 + H2SO4 CO2 ↑ + K2SO4
COOH + MnSO4 + H2O
2+3 +4
+7
+25
10
2
2 5 18
8
Οξείδωςθ καρβοξυλικών οξζων
+3
+3
Οξείδωςθ οργανικών ενώςεων με όξινο διάλυμα KMnO4
Η οξείδωςθ οργανικών ενώςεων με όξινο διάλυμα KMnO4ςυνοδεφεται από αποχρωματιςμό του ιώδουσ διαλφματοσ του ΚMnO4. Απόδειξθ ότι θ οργανικι ζνωςθ είναι αναγωγικι ουςία.
Ιώδεσ διάλυμα KMnO4 άχρωμο διάλυμα MnSO4
17Lio
video
Οξείδωςθ οργανικών ενώςεων με όξινο διάλυμα K2Cr2O7
Lio 18
Η οξείδωςθ οργανικών ενώςεων με όξινο διάλυμα K2Cr2O7ςυνοδεφεται από αλλαγι του χρώματοσ ςε πράςινο. Απόδειξθ ότι θ οργανικι ζνωςθ είναι αναγωγικι ουςία.
Πορτοκαλί διάλυμα K2Cr2O7πράςινο διάλυμα Cr2(SO4)3
video
CH3CH=O + CuSO4 + NaOH CH3CΟΟNa + Na2SO4
+ Cu2O ↓ + H2O
Lio 19
2+1 +3
+2
+11
1
1
21 25
3
HCΗ=O + AgNO3 + NH3 + H2O HCOONH4
+ Ag ↓ + NH4NO3
20 +2
+1
01
1
2
2 1 13
2
Οξείδωςθ αλδεϋδών με ιπια οξειδωτικά
Οξείδωςθ αλδεϋδών με Φ.Υ.
Το μπλεΦελίγγειο Υγρό με τθν επίδραςθ αλδεχδθσ παράγει κεραμιδίίηθμα Cu2O
+ ΑΛΔΕΫΔΗΦελίγγειο Υγρό Κεραμιδί ίηθμα Cu2O
video
Lio 20
Οξείδωςθ αλδεϋδών με αντιδραςτιριο Tollens
Το άχρωμοαντιδραςτιριο Tollens με τθν επίδραςθ αλδεχδθσ παράγει το κάτοπτρο Ag
+ ΑΛΔΕΫΔΗAντιδραςτιριο
Tollens Κάτοπτρο Ag
videoLio 21
Τ Ε Λ Ο Σ
Λιόντοσ Ιωάννθσ
30 Μαρ 2014Lio 22