Окисление этаналя перманганатом калия в водной среде


этаналь + KMnO4 + h3O = ? уравнение реакции

Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа , называются карбонильными соединениями, или оксосоединениями.
Альдегиды содержат в молекуле карбонильную группу, обязательно связанную с атомом водорода, т.е. альдегидную группу .
Низшие алифатические альдегиды, за исключение газообразного формальдегида представляют собой подвижные жидкости. Первые представители хорошо растворимы в воде за счет образования с ней водородных связей или гидратных форм. По мере удлинения углеродной цепи растворимость карбонильных соединений в воде снижается. Ароматические карбонильные соединения плохо растворимы в воде. Альдегиды имеют более низкие температуры кипения, чем спирты и карбоновые кислоты с тем же числом атомов углерода.
Альдегиды по степени окисления занимают промежуточное положение между углеводородами и спиртами, с одной стороны, и карбоновыми кислотами и их производными, с другой. Поэтому для их получения соответственно используют методы либо окисления, либо восстановления соединений указанных классов.
Альдегиды легко (значительно легче, чем спирты) окисляются в соответствующие карбоновые кислоты. Для их окисления можно использовать как жесткие (перманганат / дихромат калия, хромовая смесь), так и мягкие окислители, такие как оксид серебра и гидроксид меди (II).
В результате окисления ацетальдегида перманганатом калия в нейтральной среде (этаналь + KMnO4 + h3O = ?) происходит образование уксусной кислоты, диоксида марганца и гидроксида калия. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

   

алкенов и манганат калия (VII) (перманганат)

Если продукт имеет одну углеводородную группу и один водород

Например, предположим, что первая стадия реакции была:

В этом случае первая молекула продукта имеет метильную группу и водород, присоединенный к карбонильная группа. Это другой вид соединения, известный как альдегид.

Альдегиды легко окисляются с образованием карбоновых кислот, содержащих группу -COOH.Таким образом, на этот раз реакция пойдет на следующую стадию с получением этановой кислоты, CH 3 COOH.

Структура кислоты была немного изменена, чтобы она больше походила на то, как мы обычно извлекаем кислоты, но в итоге кислород оказался между углеродом и водородом.

Таким образом, общий эффект манганата калия (VII) на этот вид алкена составляет:

Очевидно, если бы к обоим атомам углерода на концах двойной связи углерод-углерод был присоединен атом водорода, вы бы получили две молекулы карбоновой кислоты, которые могли бы быть одинаковыми или разными, в зависимости от того, были ли одинаковые алкильные группы. или другое.

Поиграйте с этим, пока не будете довольны. Нарисуйте несколько алкенов, каждый из которых имеет водород, присоединенный к обоим концам двойной углерод-углеродной связи. Меняйте алкильные группы - иногда одинаковые на каждом конце двойной связи, иногда разные. Окислите их, чтобы образовались кислоты, и посмотрите, что у вас получится.

Если продукт содержит два атома водорода, но не содержит углеводородной группы

Можно было ожидать, что при этом будет образована метановая кислота, как в уравнении:

Но это не так! Это потому, что метановая кислота также легко окисляется раствором манганата калия (VII).Фактически, он полностью окисляет его до двуокиси углерода и воды.

Таким образом, уравнение в таком случае могло бы быть, например:

Точная природа другого продукта (в данном примере пропанона) будет варьироваться в зависимости от того, что было присоединено к правому атому углерода в двойной связи углерод-углерод.

Если бы на обоих концах двойной связи было по два атома водорода (другими словами, если бы у вас был этен), то все, что вы получили бы, - это диоксид углерода и вода.

 

Сводка

Подумайте о обоих концах двойной связи углерод-углерод по отдельности, а затем объедините результаты.

  • Если на одном конце связи есть две алкильные группы, эта часть молекулы даст кетон.

  • Если есть одна алкильная группа и один водород на одном конце связи, эта часть молекулы даст карбоновую кислоту.

  • Если на одном конце связи есть два атома водорода, эта часть молекулы даст диоксид углерода и воду.

 

В чем смысл всего этого?

Работа с результатами поможет вам определить структуру алкена. Например, алкен C 4 H 8 имеет три структурных изомера:

Определите, какие из них дали бы каждый из следующих результатов, если бы их обрабатывали горячим концентрированным раствором манганата (VII) калия. Вышеуказанные изомеры: , а не в порядке A, B и C.

Не читайте ответы в зеленой рамке, пока не попробуете это.

  • Изомер A дает кетон (пропанон) и диоксид углерода.

  • Изомер B дает карбоновую кислоту (пропановую кислоту) и диоксид углерода.

  • Изомер C дает карбоновую кислоту (этановую кислоту).

.

Перманганат калия (Kmno4) | Применение, физические и химические свойства перманганата калия

Что такое перманганат калия?

  • Перманганат калия - это универсальное химическое соединение пурпурного цвета.

  • Это калиевая соль марганцевой кислоты.

  • Также известный как перманганат калия, он имеет много других названий, таких как минерал хамелеон, кристаллы Конди и гипермаган.

  • Перманганат калия был впервые произведен немецким химиком Иоганном Рудольфом Глаубером в 1659 году, но вскоре о нем забыли.Он был заново открыт британским химиком Генри Конди, который производил дезинфицирующие средства, известные как «кристаллы Конди». Перманганат калия имел большой успех.

  • Обладает окислительными свойствами, поэтому нашло разнообразное применение в медицинской и химической промышленности.

  • Его химическая формула - KMnO4.

Физические свойства перманганата калия - KMnO4

  • Это химическое соединение ярко-фиолетового или бронзового цвета.

  • Имеет плотность 2.7 г / мл, а его молярная масса составляет 158,034 г / моль.

  • Состав не имеет запаха, то есть не имеет запаха, но имеет сладкий вкус.

  • Он имеет высокую температуру плавления 2400 C.

  • Он в основном встречается в виде порошка, кристаллов или таблеток.

Химические свойства перманганата калия

  • Перманганат калия растворим в ацетоне, воде, пиридине, метаноле и уксусной кислоте.Он также легко растворяется в неорганических растворителях.

  • Имеет насыщенный фиолетовый цвет в концентрированном растворе и розовый цвет в разбавленном растворе.

Концентрированные и разбавленные растворы перманганата калия

  • Не горючий, но поддерживает горение других веществ.

  • В нормальных условиях это очень стабильное соединение, но при нагревании разлагается с образованием MnO2 и высвобождением кислорода.

2KMnO4 ∆ → K2MnO4 + MnO2 + O2

  • Это сильный окислитель (соединение, которое может легко переносить свой кислород на другие вещества), образуя темно-коричневый диоксид марганца (MnO2), который окрашивает все, что есть органический.Он легко может принимать электроны от других веществ.

  • Он бурно реагирует с серной кислотой, приводя к взрыву.

  • Он немедленно вступает в реакцию с глицерином и простыми спиртами с образованием пламени и дыма.

Структура перманганата калия - KMnO4

  • Перманганат калия представляет собой ионное соединение, состоящее из катиона калия (K +) и перманганат-аниона (MnO4-).

  • В перманганат-анионе (MnO4-) атом марганца связан с четырьмя атомами кислорода тремя двойными связями и одной одинарной связью.Его структуру можно записать следующим образом.

  • Степень окисления марганца в этой соли +7.

  • Кристаллическая структура твердого KMnO4 орторомбическая. Каждая структура MnO4- присутствует в тетраэдрической геометрии.

Реакции перманганата калия (KMnO4)

Большинство реакций с перманганатом калия представляют собой окислительно-восстановительные реакции (химическая реакция, при которой одно вещество окисляется, а другое восстанавливается).

KMnO4 может окислять многие неорганические соединения.Среда раствора играет важную роль в определении продуктов реакции.

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3h3SO4🡪 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3h3O

2KMnO4 + 3K2SO3 + h3O 🡪 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

+ 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

+ Na2SO4 + выделение кислорода 2KMNO4 .

2KMnO4 ∆ → K2MnO4 + MnO2 + O2

При разбавлении кристаллов перманганата в присутствии прямых солнечных лучей выделяется кислород.

.

Научных наборов

Вопросы :

1. Какой тип реакции этот? => Окисление-восстановление реакция.

2. Какие наблюдаемые доказательства указывает на то, что происходит химическая реакция? => огонь, дым, цвет сдача

3. Какое вещество окисляется в это реакция? => глицерин

4. Какой окислитель в этом реакция? => перманганат калия

5. Почему скорость реакции зависит от размера кристалла перманганата калия? => Размеры кристалл влияют на частоту столкновения реагентов.Чем тоньше кристаллы, тем больше площадь поверхности; чем больше площадь поверхности, тем быстрее происходит реакция.

6. Это экзотермическая реакция? или эндотермический? => Выделяется тепло, поэтому реакция экзотермична.

Приложения в повседневной жизни:

1. Экзотермическая реакция => Когда мы сжигаем топливо в двигателе нашего автомобиля или в обогревателе дома, мы используем тепло, выделяемое в результате реакций сгорания.Абсолютное количество энергии в химическую систему чрезвычайно сложно измерить или рассчитать. Энтальпия изменение ΔH химической реакции гораздо легче измерить и вычислить. Калориметр бомбы очень подходит для измерения энергии. изменение ΔH реакции.

2. Окисление спирта => Когда мы производим кетоны, альдегиды и карбоновые кислоты, мы окисляем спирты.

3.Влияние площади поверхности на скорость реакции

  • Мы пережевываем пищу, чтобы облегчить переваривание и усвоение пищи.
  • Мы пытаемся испарить топливо, чтобы оно хорошо смешалось с кислородом, чтобы его сгорание происходило быстрее.
  • Размер клеток очень мал даже у крупных животных, чтобы обеспечить скорость обмена веществ.

.

Смотрите также