Главные вкладки

    Окисление органических веществ
    материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (10 класс) на тему

    Громова Ольга Ильинична

    В окислительно-восстановительных реакциях органические вещества чаще проявляют свойства восстановителей, а сами окисляются. Легкость окисления органических соединений зависит от доступности электронов при взаимодействии с окислителем. Все известные факторы, вызывающие увеличение электронной плотности в молекулах органических соединений (например, положительные индуктивный и мезомерные эффекты), будут повышать их способность к окислению и наоборот.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon okislenie_organicheskih_veshchestv.doc299 КБ

    Предварительный просмотр:

    Окисление алкенов

    При мягком окислении алкены , в нейтральной или слабощелочной средах окисление сопровождается образованием диолов. (Разрывается только Пи связь)

    2KMnO4 + 3 H2C=CH2 + 4H2O ==> 3 CH2-OH-CH2-OH + 2 MnO2 + 2 KOH

    При более жёстком(концентрированным раствором перманганата калия KMnO4 в кислой среде,) в карбоновые кислоты, кетоны. Разрывается углеродная цепь по двойной связи и образуются две кислоты. (В сильно щелочной среде, две соли). Или, если двойная связь при первом углероде, кислота и углекислый газ. (В сильно щелочной среде а)Если молекула алкена симметрична и двойная связь содержится в середине молекулы, то при окислении образуется только одна кислота:

    5CH3CH=CHCH2CH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 http://gigabaza.ru/images/10/19400/m23c48717.png5CH3COOH + 5C2H5COOH + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 17H2O

    б) Если двойная связь находится на конце молекулы (например, у бутена-1), то одним из продуктов окисления является муравьиная кислота, легко окисляющаяся до углекислого газа и воды

    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0152.jpg

    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0131.jpg

    в)Если при двойной связи 2 радикала-образуются кетоны http://himege.ru/wp-content/uploads/2014/01/%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B0%D0%BB%D0%BA%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2-%D0%B4%D0%BE-%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2-%D0%B8-%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82.jpg

    г) Особенностью окисления алкенов, в которых атомы углерода при двойной связи содержат по два углеродных радикала, является образование двух кетонов: 
    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0163.jpg

    Окисление алкинов

    Алкины окисляются в более жёстких условиях, чем алкены, поэтому они окисляются с разрывом тройной связи. В результате реакции образуются кислоты и углекислый газ

    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0211.jpg

    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0221.jpg

    Ацетилен может быть окислен перманганатом в нейтральной среде до аксалата

    3CH≡CH +8KMnO4 → 3KOOC-COOK оксалат калия +8MnO2↓+ 2KOH+ 2H2O
    Его гомологи-
    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0231.jpg

    В кислой среде, окисление идёт до щавелевой кислоты или до углекилого газа

    5H-C≡C-H + 8KMnO4 + 12H2SO4→5 HOOC-COOH +2 MnSO4 + 4H2O + K2SO4(щавелевая кислота)
     H-C≡C-H + 2KMnO4 +3H2SO4→2CO2 +2 MnSO4 + 4H2O + K2SO4

    Бензол и его гомологи

    При окисления аренов в кислой среде следует ожидать образования кислот, а в щелочной – солей. Гомологи бензола с одной боковой цепью (независимо от ее длины) окисляются сильным окислителем до бензойной кислоты по α -углеродному атому. Гомологи бензола при нагревании окисляются перманганатом калия в нейтральной среде с образованием калиевых солей ароматических кислот.

    5C6H5–CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 = 5C6H5COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O,

    5C6H5–C2H5 + 12KMnO4 + 18H2SO4 = 5C6H5COOH + 5CO2 + 12MnSO4 + 6K2SO4 + 28H2O, C6H5–CH3 + 2KMnO4 = C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O.
    C6H5CH2CH3 + 4KMnO4 = C6H5COOK + K2CO3 + 2H2O + 4MnO2 + KOH
    Если в молекуле арена несколько боковых цепей, то в кислой среде каждая из них окисляется по a-углеродному атому до карбоксильной группы, в результате чего образуются многоосновные ароматические кислоты: 
       http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0241.jpg

    4) Окисление кумола: а)кислородом в присутствии катализатора (кумольный способ получения фенола):

    C6H5CH(CH3)2 +O2 + H2SO4→ C6H5-OH фенол + CH3-CO-CH3 ацетон

    б)перманганатом вкислой среде окисляется до бензойной кислоты

    5C6H5CH(CH3)2 + 18KMnO4 + 27H2SO4 → 5C6H5COOH + 42H2O + 18MnSO4 + 10CO2 + K2SO4
    Следует обратить внимание на то, что при мягком окислении стирола перманганатом калия КMnO4 в нейтральной или слабощелочной среде происходит разрыв π -связи ,образуется гликоль (двухатомный спирт).

     3C6H5−CH═CH2+2 KMnO4+4 H2O→3C6H5−CН(OH)- CН2(OH) →  2 MnO2+2КОН

    В результате реакции окрашенный раствор перманганата калия быстро обесцвечивается и выпадает коричневый осадок оксида марганца (IV). Окисление же сильным окислителем – перманганатом калия в кислой среде – приводит к полному разрыву двойной связи и образованию углекислого газа и бензойной кислоты, раствор при этом обесцвечивается. C6H5−CH═CH2+2 KMnO4+3 H2SO4→C6H5−COOH + CO2 ↑ +  K2SO4 + 2 MnSO4 +4 H2O

    Спирты

     Следует помнить, что: 1) первичные спирты окисляются до альдегидов:

    3CH3–CH2OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 =  3CH3–CHO + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O;
    2) вторичные спирты окисляются до кетонов:
    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image025.jpg

    3) для третичных спиртов реакция окисления не характерна.
     При окислении метанола подкисленным раствором перманганата калия или дихромата калия образуется CO2.

    Первичные спирты при окислении в зависимости от условий протекания реакции могут образовать не только альдегиды, но и кислоты.
     Например, окисление этанола дихроматом калия на холоду заканчивается oбразованием уксусной кислоты, а при нагревании – ацетальдегида:

    3CH3–CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3CH3–COOH + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2O,

     3CH3–CH2OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 3CH3–CHO + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O

    Помним о влиянии среды на продукты реакций окисления спиртов, а именно: горячий нейтральный раствор KMnO4 (или избыток окислителя в той же среде)окисляет метанол до карбоната калия, а остальные спирты – до солей соответствующих карбоновых кислот:
    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0271.jpg

    Окисление гликолей

     1,2-Гликоли легко расщепляются в мягких условиях при действии иодной кислоты. В зависимости от строения исходного гликоля продуктами окисления могут быть альдегиды или кетоны:

    http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0293.gif

    Если три или более ОН-групп связаны с соседними атомами углерода, то при окислении иодной кислотой средний или средние атомы превращаются в муравьиную кислоту Окисление гликолей перманганатом калия в кислой среде проходит аналогично окислительному расщеплению алкенов и также приводит к образованию кислот или кетонов в зависимости от строения исходного гликоля. 

     http://kursak.net/wp-content/uploads/2015/08/clip_image0314.gif

    Альдегиды и кетоны

    легче, чем спирты, окисляются в соответствующие карбоновые кислоты не только под действием сильных окислителей (кислород воздуха, подкисленные растворы KMnO4 и K2Cr2O7), но и под действием слабых (аммиачный раствор оксида серебра или гидроксида меди(II)): 5CH3–CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CH3–COOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O,

    3CH3–CHO + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3CH3–COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O,

    CH3–CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH3–COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O

     Особое внимание!!! Окисление метаналя аммиачным раствором оксида серебра приводит к образованию карбоната аммония, а не муравьиной кислоты:

    HCHО + 4[Ag(NH3)2]OH = (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O.

     

    http://himege.ru/wp-content/uploads/2014/01/%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2.jpg

     


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Комплекс контрольных тестов по органической химии "Строение и номенклатура органических веществ".

    Тест по органической химии "Строение и номенклатура органических соединений". Материал ориентирован на учебник О.С.Габриеляна и включает в себя задания в формате ЕГЭ....

    презентация на тему "Предмет органической химии. Органические вещества"

    понятие органической химии, история возникновения, основные особенности органических веществ....

    Тесты по теме "Обеспечение клеток энергией вследствие окисления органических веществ" для 10 классов

    Теты используются для закрепления изученного материала, или при проверке домашнего задания....

    предмет органической химии. Строение органических веществ

    понятие органическая химия, вклад ученых. строение органических веществ...

    Графический метод определения степени окисления в органических веществах

    Графический метод определения степени окисления в органических веществах...

    Презентация к уроку по химии "Предмет органической химии. Органические вещества. Теория химического строения органических веществ"

    P { margin-bottom: 0.21cm; } Цели урока:Образовательные: P { margin-bottom: 0.21cm; } Сформировать представление о составе и строении органических соединений, их отличительных признаках.сформ...