Пропанол-2, химические свойства, получение, Ch4-CH(OH)-Ch4, Ch4CHOHCh4

1

H

ВодородВодород

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

ГелийГелий

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

ЛитийЛитий

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

БериллийБериллий

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

БорБор

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

УглеродУглерод

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

АзотАзот

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

КислородКислород

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

ФторФтор

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

НеонНеон

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

НатрийНатрий

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

МагнийМагний

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

АлюминийАлюминий

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

КремнийКремний

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

ФосфорФосфор

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

СераСера

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

ХлорХлор

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

АргонАргон

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

КалийКалий

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

КальцийКальций

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

СкандийСкандий

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

ТитанТитан

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип

=3260°C

23

V

ВанадийВанадий

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

ХромХром

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

МарганецМарганец

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

ЖелезоЖелезо

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

КобальтКобальт

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

НикельНикель

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

МедьМедь

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

ЦинкЦинк

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

ГаллийГаллий

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

ГерманийГерманий

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

МышьякМышьяк

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

СеленСелен

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

БромБром

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

КриптонКриптон

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

РубидийРубидий

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

СтронцийСтронций

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

ИттрийИттрий

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

ЦирконийЦирконий

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

НиобийНиобий

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

МолибденМолибден

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

ТехнецийТехнеций

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

РутенийРутений

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

РодийРодий

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

ПалладийПалладий

106,42

4d

10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

СереброСеребро

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

КадмийКадмий

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

ИндийИндий

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

ОловоОлово

118,71

5s

2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

СурьмаСурьма

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

ТеллурТеллур

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

ИодИод

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

КсенонКсенон

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

ЦезийЦезий

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

БарийБарий

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

ЛантанЛантан

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

ГафнийГафний

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

ТанталТантал

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

ВольфрамВольфрам

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

РенийРений

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

ОсмийОсмий

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

ИридийИридий

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

ПлатинаПлатина

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

ЗолотоЗолото

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

РтутьРтуть

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

ТаллийТаллий

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

СвинецСвинец

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

ВисмутВисмут

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

ПолонийПолоний

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

АстатАстат

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

РадонРадон

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

ФранцийФранций

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

РадийРадий

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

АктинийАктиний

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

РезерфордийРезерфордий

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

ДубнийДубний

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

СиборгийСиборгий

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

БорийБорий

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

ХассийХассий

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

МейтнерийМейтнерий

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

ДармштадтийДармштадтий

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

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

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Пропанол-2: химические свойства и получение

Пропанол-2, изопропиловый спирт CH3CH2CH2OH – органическое вещество, молекула которого содержит, помимо углеводородной цепи, одну группу ОН.

 

CH3-CHOH-CH3

 

Общая формула предельных нециклических одноатомных спиртов: CnH2n+2O.

 

 

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

Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4).

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp3-гибридизации.

 

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp3-гибридные орбитали, а еще две 2sp3-гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

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

 

 

 

Водородные связи и физические свойства спиртов

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

Поэтому спирты – жидкости с относительно высокой температурой кипения (температура кипения пропанола +92оС). 

 

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому пропанол-2 очень хорошо растворим в воде. Молекулы пропанола-2 в воде гидратируются:

 

Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде.

 

Пропанол-2 смешивается с водой в любых соотношениях.

 

 

Структурная изомерия

Для пропанола-2 характерна структурная изомерия – изомерия положения гидроксильной группы и межклассовая изомерия.

Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

 

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 — CnH2n+2О.

 

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой  С3Н8О  пропиловый спирт СН3–CH2–CH2–OH  и метилэтиловый эфир CH3–O–CH2–CH3

 

Пропиловый спиртМетилэтиловый эфир
СН3–CH2–CH2–OHCH3–O–CH2–CH3

 

Изомеры с различным положением группы ОН отличаются положением гидроксильной группы в молекуле. Такая изомерия характерна для спиртов, которые содержат три или больше атомов углерода.

 

Например. Пропанол-1 и пропанол-2

 

Пропанол-1Пропанол-2

 

 

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

Химические реакции гидроксисоединений идут с разрывом одной из связей: либо С–ОН с отщеплением группы ОН, либо связи О–Н с отщеплением водорода. Это реакции замещения, либо реакции отщепления (элиминирования).

Свойства спиртов определяются строением связей С–О–Н. Связи С–О и О–Н — ковалентные полярные. При этом на атоме водорода образуется частичный положительный заряд δ+, на атоме углерода также частичный положительный заряд δ+, а на атоме кислорода — частичный отрицательный заряд δ–.

Такие связи разрываются по ионному механизму. Разрыв связи О–Н с отрывом иона Н+ соответствует кислотным свойствам гидроксисоединения. Разрыв связи С–О соответствует основным свойствам и реакциям нуклеофильного замещения.

С разрывом связи О–Н идут реакции окисления, а с разрывом связи С–О — реакции восстановления.

 

Таким образом, для спиртов характерны следующие свойства:
  • слабые кислотные свойства, замещение водорода на металл;
  • замещение группы ОН
  • отрыв воды (элиминирование) – дегидратация
  • окисление
  • образование сложных эфиров — этерификация


1. Кислотные свойства пропанола-2

 

Спирты – неэлектролиты, в водном растворе не диссоциируют на ионы; кислотные свойства у них выражены слабее, чем у воды.

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии спиртов с  растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующиеся алкоголяты почти полностью гидролизуются водой.

 

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому пропанол-2 не взаимодействует с растворами щелочей.

 

 

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

 

Пропанол-2 взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными). При этом образуются алкоголяты. При взаимодействии с металлами спирты ведут себя, как кислоты.

 

 

Например, пропанол-2 взаимодействует с калием с образованием изопропилата калия и водорода.

 

2СН3–CHOH–CH3 + 2K → 2СН3–CHOK–CH3 + H2

 

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

 

Например, изопропилат калия разлагается водой:

СН3–CHOK–CH3 + H2O →  СН3–CHOH–CH3 + KOH

 

2. Реакции замещения группы ОН

 

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

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

 

Например, пропанол-2 реагирует с бромоводородом.

 

СН3–CHOH–CH3 + HBr → СН3–CHBr–CH3 + H2O

 

2.2. Взаимодействие с аммиаком

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

 

Например, при взаимодействии пропанола-2 с аммиаком образуется изопропиламин.

 

СН3–CHOH–CH3 + NH3 → СН3–CHNH2–CH3 + H2O

 

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Cпирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

 

 

Например, изопропанол реагирует с уксусной кислотой с образованием изопропилацетата (изопропилового эфира уксусной кислоты):

 

СН3–CHOH–CH3 + СH3COOH → СH3COO–CH(CH3)2 + H2O

 

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

 

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

 

Например, при взаимодействии пропанола-2 с азотной кислотой образуется  изопропилнитрат.

 

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 происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.

 

Например, из пропанола-2 под действием концентрированной серной кислоты при высокой температуре образуется пропилен:

 

СН3–CHOH–CH3 → СH3–CH=CH2 + H2O

 

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре происходит межмолекулярная дегидратация: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

 

Например, при дегидратации пропанола-2 при низкой температуре  образуется диизопропиловый эфир:

 

2СН3–CHOH–CH3  → (СН3)2CH–O–СH(CH3)2 + H2O

 

4. Окисление спиртов

 

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.

 

Вторичные спирты окисляются в кетоны: вторичные спирты → кетоны

 

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. Вторичные спирты окисляются до кетонов.

 

Например, пропанол-2 окисляется оксидом меди (II) при нагревании до ацетона

 

 

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

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

 

Например, при окислении пропанола-2 образуется ацетон

 

 

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) вторичные спирты также окисляются до кетонов.

При нагревании первичного спирта с перманганатом или дихроматом калия в кислой среде может образоваться также альдегид, если его сразу удаляют из реакционной смеси.

 

Например, при взаимодействии изопропанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется ацетон

 

 

4.4. Горение спиртов

Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

CnH2n+1ОН + (3n+1)/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O + Q

 

Например, уравнение сгорания пропанола-2:

 

2C3H7OH + 9O2 = 6CO2 + 8H2O

 

5. Дегидрирование пропанола-2 

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования. При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды. 

 

Например, при дегидрировании пропанола-2 образуется ацетон.

 

СН3–CHOH–CH3 → СН3–CO–CH3 + H2

 

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

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

 

Например, при нагревании 2-хлорпропана с водным раствором гидроксида натрия образуется пропанол-2

 

СН3–CHCl–CH3 + NaOH → СН3–CHOH–CH3 + NaCl

 

2. Гидрирование карбонильных соединений

 

Присоединение водорода к альдегидам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании кетонов образуются вторичные спирты.

 

Например: при гидрировании ацетона образуется изопропанол

 

 

3. Гидратация алкенов

 

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

Для несимметричных алкенов реакция идёт преимущественно по правилу Марковникова.

 

Например, при взаимодействии пропилена с водой образуется преимущественно пропанол-2.

 

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

25.17: Реакции окисления — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    54010
  • Бензойная кислота широко используется в качестве пищевого консерванта либо в виде карбоновой кислоты, либо в виде соли бензоата натрия. Это соединение наиболее эффективно при добавлении в кислые продукты, такие как фруктовые соки и безалкогольные напитки. Основным промышленным источником бензойной кислоты является частичное окисление толуола кислородом. Процесс недорогой и экологически безопасный.

    Реакции окисления

    Окисление можно определить как присоединение кислорода к молекуле или удаление водорода из молекулы. Когда алкан нагревают в присутствии соответствующего катализатора, он может быть окислен до соответствующего алкена в реакции, называемой реакцией дегидрирования. При этом удаляются два атома водорода. Алкен может быть дополнительно окислен до алкина путем удаления еще двух атомов водорода:

    \[\text{окисление:} \: \: \ce{CH_3CH_3} \overset{\ce{-H_2}}{\rightarrow } \ce{CH_2=CH_2} \overset{\ce{-H_2}}{\rightarrow} \ce{CH \equiv CH}\nonumber \]

    Реакции обратимы, поэтому алкин может быть восстановлен сначала до алкена, а затем до алкана:

    \[\text{reduction:} \: \: \ce{CH \equiv CH} \overset{ \ce{_H_2}}{\rightarrow} \ce{CH_2=CH_2} \overset{\ce{+H_2}}{\rightarrow} \ce{CH_3CH_3}\nonumber \]

    Алкан является наиболее восстановленной формой углеводород, в то время как алкин является наиболее окисленной формой.

    Реакции окисления в органической химии часто включают добавление кислорода к соединению, которое изменяет конкретную функциональную группу этого соединения. Следующая последовательность показывает, как метан может быть окислен сначала до метанола, затем до метаналя, затем до метановой кислоты и, наконец, до диоксида углерода.

    \[\begin{array}{ccccccccc} \ce{CH_4} & \overset{\text{прирост кислорода}}{\longrightarrow} & \ce{CH_3OH} & \overset{\text{потеря водорода} }{\longrightarrow} & \ce{CH_2O} & \overset{\text{прирост кислорода}}{\longrightarrow} & \ce{HCOOH} & \overset{\text{потеря водорода}}{\longrightarrow} & \ce{CO_2} \\ \text{метан} & & \text{метанол} & & \text{метаналь} & & \text{метановая кислота} & & \text{углекислый газ} \end{array}\nonumber \ ]

    На каждом этапе процесса происходит либо получение кислорода, либо потеря водорода. Каждый шаг также высвобождает энергию, что объясняет, почему полное сгорание алканов до углекислого газа является чрезвычайно экзотермической реакцией. {2-}}}{\стрелка вправо}} \ce{CH_3COOH}\nonumber \]

    Напитки, содержащие этанол, такие как вино, подвержены такому окислению, если хранить их в течение длительного периода времени после того, как они были открыты и подвергнуты воздействию воздуха. Окислившееся вино будет иметь неприятный уксусный вкус из-за образования уксусной кислоты.

    В отличие от альдегидов, кетоны устойчивы к дальнейшему окислению, поскольку карбонильная группа находится в середине углеродной цепи, поэтому кетон не может быть преобразован в карбоновую кислоту.

    Сводка

    • Окисление можно определить как присоединение кислорода к молекуле или удаление водорода из молекулы.
    • Первичные спирты могут быть окислены до альдегидов, а затем дополнительно окислены до карбоновых кислот.
    • Когда окисляемый спирт представляет собой вторичный спирт, продуктом окисления является кетон, а не альдегид.
    • Третичные спирты не окисляются.

    Эта страница под названием 25. 17: Oxidation Reactions распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    ПОД ЛИЦЕНЗИЕЙ

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        Фонд СК-12
        Лицензия
        СК-12
        Программа OER или Publisher
        СК-12
        Показать страницу TOC
        № на стр.
      2. Теги
        1. источник@https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-chemistry-flexbook-2.0/

      окисление спиртов

      ОКИСЛЕНИЕ СПИРТОВ

       

      На этой странице рассматривается окисление спиртов с использованием подкисленного раствора дихромата натрия или калия (VI). Эта реакция используется для получения альдегидов, кетонов и карбоновых кислот, а также как способ различения первичных, вторичных и третичных спиртов.


      Важно! Бессмысленно читать эту страницу, если вы не уверены, что знаете, что такое первичный, вторичный и третичный спирты. Если вы не уверены, вы должны прочитать введение в алкоголь, прежде чем продолжить.

      На этой странице также будут постоянно упоминаться альдегиды и кетоны. Перейдите по этой ссылке, если вы еще не сталкивались с этими соединениями.

      Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



       

      Окисление различных видов спиртов

      Окислитель, используемый в этих реакциях, обычно представляет собой раствор дихромата натрия или калия (VI), подкисленный разбавленной серной кислотой. Если происходит окисление, оранжевый раствор, содержащий ионы дихромата (VI), восстанавливается до зеленого раствора, содержащего ионы хрома (III).

      Электронное полууравнение для этой реакции:


      Примечание:   Если вы еще не знакомы с электронными полууравнениями, просто пока игнорируйте эту ссылку. Если вы уже должны знать о них, но не очень хорошо справляетесь с ними, вы можете взглянуть на эту ссылку. Это не особенно важно для целей текущей страницы.

      Если вы решите перейти по этой ссылке, используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



      Первичные спирты

      Первичные спирты могут быть окислены либо до альдегидов, либо до карбоновых кислот в зависимости от условий реакции. В случае образования карбоновых кислот спирт сначала окисляется до альдегида, который затем окисляется до кислоты.

      Частичное окисление до альдегидов

      Вы получите альдегид, если используете избыток спирта и отгоняете альдегид, как только он образуется.

      Избыток спирта означает, что окислителя недостаточно для проведения второй стадии. Удаление альдегида, как только он образовался, означает, что он в любом случае не слоняется без дела в ожидании окисления!

      Если бы вы использовали этанол в качестве типичного первичного спирта, вы бы получили альдегид этаналь, CH 3 CHO.

      Полное уравнение этой реакции довольно сложное, и вам нужно понимать полууравнения электрона, чтобы его вычислить.

      В органической химии часто используются упрощенные версии, которые концентрируются на том, что происходит с органическими веществами. Для этого кислород от окислителя представлен как [O]. Это привело бы к гораздо более простому уравнению:

      .

      Это также помогает вспомнить, что происходит. Вы можете нарисовать простые структуры, чтобы показать взаимосвязь между первичным спиртом и образовавшимся альдегидом.


      Важно! Это не предназначено для того, чтобы предложить какой-либо механизм реакции — это просто способ помочь вам вспомнить, что происходит.

      Если вы находитесь в британской системе уровней A (или ее эквиваленте), весьма вероятно, что ваши экзаменаторы примут уравнения, содержащие [O]. Чтобы быть уверенным, сверьтесь со своим учебным планом, прошлыми работами и схемами оценок. Если вы изучаете учебный план в Великобритании и у вас нет ни одной из этих вещей, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать, как их получить.



      Полное окисление до карбоновых кислот

      Необходимо использовать избыток окислителя и следить за тем, чтобы альдегид, образовавшийся как промежуточный продукт, оставался в смеси.

      Спирт кипятят с избытком окислителя. По окончании реакции карбоновую кислоту отгоняют.

      Полное уравнение окисления этанола в этановую кислоту:


      Примечание:   Это уравнение подробно разработано на странице об электронных полууравнениях, упомянутой выше, если вам интересно.

      Если вы решите перейти по этой ссылке, используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



      Более привычная упрощенная версия выглядит так:

      В качестве альтернативы можно написать отдельные уравнения для двух стадий реакции — образования этаналя и последующего его окисления.

      Вот что происходит на втором этапе:

       

      Вторичные спирты

      Вторичные спирты окисляются до кетонов — и все. Например, если нагреть вторичный спирт пропан-2-ол с раствором дихромата (VI) натрия или калия, подкисленным разбавленной серной кислотой, образуется пропанон.

      Игра с условиями реакции не имеет никакого значения для продукта.

      Использование простой версии уравнения и отображение связи между структурами:

      Если вы оглянетесь назад на вторую стадию реакции первичного спирта, вы увидите, что кислород «вклинивается» между углеродом и водородом в альдегидной группе, образуя карбоновую кислоту. В данном случае такого водорода нет — и дальше реакции идти некуда.

       

      Третичные спирты

      Третичные спирты не окисляются подкисленным раствором дихромата(VI) натрия или калия. Никакой реакции нет.

      Если вы посмотрите, что происходит с первичными и вторичными спиртами, то увидите, что окислитель удаляет водород из группы -ОН и водород из атома углерода, присоединенного к -ОН. Третичные спирты не имеют атома водорода, присоединенного к этому углероду.

      Вы должны быть в состоянии удалить эти два конкретных атома водорода, чтобы установить двойную связь углерод-кислород.

       

      Использование этих реакций в качестве теста для различных типов алкоголя

      Проведение теста

      Сначала вы должны убедиться, что у вас действительно есть алкоголь, проверив группу -ОН. Вам нужно будет показать, что это была нейтральная жидкость, не содержащая воды, и что она вступала в реакцию с твердым хлоридом фосфора (V) с образованием кислых паров хлористого водорода.


      Примечание:   Химию теста на хлорид фосфора(V) можно найти по этой ссылке.

      Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



      Затем вы должны добавить несколько капель спирта в пробирку, содержащую раствор бихромата калия (VI), подкисленный разбавленной серной кислотой. Трубку нагревали в ванне с горячей водой.

      Результаты для различных видов алкоголя

      Выбор третичного спирта

      В случае первичного или вторичного спирта оранжевый раствор становится зеленым. Третичный спирт не меняет цвет.

      После нагрева:

       

      Различие между первичными и вторичными спиртами

      Вам нужно произвести достаточное количество альдегида (в результате окисления первичного спирта) или кетона (из вторичного спирта), чтобы иметь возможность их протестировать. Есть разные вещи, которые альдегиды делают, а кетоны — нет. К ним относятся реакции с реактивом Толленса, раствором Фелинга и раствором Бенедикта, и они описаны на отдельной странице.


      Примечание:   Вы найдете эти тесты на альдегиды, перейдя по этой ссылке.

      Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



      По моему опыту, эти тесты могут быть немного утомительными, и результаты не всегда так однозначны, как пишут в книгах. Гораздо более простой, но достаточно надежный тест заключается в использовании реактива Шиффа . Реактив Шиффа специально не упоминается ни в одной из учебных программ Великобритании, но я всегда им пользовался.

      Реактив Шиффа представляет собой фуксиновый краситель, обесцвечивающийся при пропускании через него диоксида серы. В присутствии даже небольшого количества альдегида он становится ярко-пурпурным.

      Однако его следует использовать абсолютно холодным, потому что кетоны реагируют с ним очень медленно, давая такой же цвет. Если вы нагреете его, очевидно, что изменение произойдет быстрее и может привести к путанице.

      Пока вы нагреваете реакционную смесь на бане с горячей водой, вы можете пропустить образующиеся пары через реактив Шиффа.