Redox reakciók, amelyek magukban foglalják szerves anyag

A szerves vegyületek oxidációs hajlama a jelenléttel függ össze többszörös kötések, funkciós csoportok, hidrogénatomok a funkciós csoportot tartalmazó szénatomon.

A szerves anyagok szekvenciális oxidációja az alábbi átalakulások láncolatával ábrázolható:

Telített szénhidrogén → telítetlen szénhidrogén → alkohol → aldehid (keton) → karbonsav → CO 2 + H 2 O

A szerves vegyületek osztályai közötti genetikai kapcsolatot itt oxidatív - redukciós reakciókátmenetet biztosít a szerves vegyületek egyik osztályából a másikba. Ezt a szerves vegyületek osztályának bármely képviselőjének teljes oxidációjának (égésének) termékei teszik teljessé.

Egy szerves anyag redox kapacitásának függése a szerkezetétől:

A szerves vegyületek fokozott oxidációs hajlama a molekulában lévő anyagoknak köszönhető:

• többszörös kötvények(ezért az alkének, alkinek és alkadiének olyan könnyen oxidálódnak);
• bizonyos funkciós csoportok könnyen oxidálható (–-SH, –OH (fenolos és alkoholos), – NH 2 ;
• aktivált alkilcsoportok, amely több kötvény mellett található. Például a propén telítetlen aldehid-akroleinné oxidálható légköri oxigénnel vízgőz jelenlétében bizmut-molibdén katalizátorokon.

H2C-CH-CH3 → H2C-CH-COH

És a toluol benzoesavvá történő oxidációja kálium-permanganáttal savas környezetben.

5C 6 H 5 CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6 MnSO 4 + 14 H 2 O

• hidrogénatomok jelenléte egy funkciós csoportot tartalmazó szénatomon.

Példa erre a primer, szekunder és tercier alkoholok oxidációs reakcióiban az oxidációs reaktivitás általi reakciókészség.

Annak ellenére, hogy minden redox reakció során oxidáció és redukció is előfordul, a reakciókat aszerint osztályozzák, hogy mi történik közvetlenül a szerves vegyülettel (ha oxidálódik, akkor oxidációs folyamatról beszélünk, ha redukálódik, akkor redukciós folyamatról beszélünk ) .

Így az etilén és a kálium-permanganát reakciójában az etilén oxidálódik, és a kálium-permanganát redukálódik. A reakciót etilénoxidációnak nevezik.

Az „oxidációs állapot” (CO) fogalmának alkalmazása in szerves kémia nagyon korlátozott, és mindenekelőtt a redoxreakciók egyenleteinek összeállításánál valósul meg. Tekintettel azonban arra, hogy a reakciótermékek többé-kevésbé állandó összetétele csak akkor lehetséges teljes oxidáció szerves anyagok (égés) során megszűnik a részleges oxidációs reakciókban az együtthatók elrendezésének célszerűsége. Emiatt általában a szerves vegyületek átalakulásának diagramjának elkészítésére szorítkozunk.

Tanuláskor összehasonlító jellemzők A szervetlen és szerves vegyületek közül megismerkedtünk az oxidációs állapot (s.o.) használatával (a szerves kémiában elsősorban a szénnel) és annak meghatározására:

1) átlagos s.o. számítása. szén a szerves anyag molekulájában:

-8/3 +1

Ez a megközelítés akkor indokolt, ha a reakció során szerves anyagokban minden kémiai kötések(égés, teljes bomlás).

2) s.o. meghatározása minden szénatom:

Ebben az esetben egy szerves vegyület bármely szénatomjának oxidációs állapota egyenlő algebrai összeg az összes elektronegatívabb elem atomjaival kötött kötések száma, a szénatomon „+” jellel számolva, és a hidrogénatomokkal (vagy más elektropozitívabb elemekkel) kötött kötések száma „-” jellel számolva egy szénatomon atom. Ebben az esetben a szomszédos szénatomokkal kötött kötéseket nem veszik figyelembe.

Egyszerű példaként határozzuk meg a szén oxidációs állapotát egy metanol molekulában.

Egy szénatom három hidrogénatomhoz kapcsolódik (ezeket a kötéseket „–” jellel számoljuk), egy kötést pedig egy oxigénatommal (ezt „+” jellel számoljuk). A következőt kapjuk: -3 + 1 = -2. Így a szén oxidációs állapota a metanolban -2.

A szén számított oxidációs foka, bár feltételes érték, jelzi a molekulában az elektronsűrűség eltolódásának természetét, a reakció hatására bekövetkező változása pedig a végbemenő redox folyamatot jelzi.

Tisztázzuk, milyen esetekben jobb az egyik vagy másik módszer alkalmazása.

Az oxidációs, égési, halogénezési, nitrálási, dehidrogénezési és bomlási folyamatok a redox folyamatok közé tartoznak.

Amikor a szerves vegyületek egyik osztályából a másikba lépünk Ésa szénváz elágazódási fokának növelése egy külön osztályba tartozó vegyületek molekulái A vegyület redukálóképességéért felelős szénatom oxidációs állapota megváltozik.

Szerves anyagok, amelyek molekulái szénatomot tartalmaznak maximális(- és +) CO értékek(-4, -3, +2, +3), teljes oxidációs-égési reakcióba lépnek, de ellenáll az enyhe és közepes oxidálószereknek.

Olyan anyagok, amelyek molekulái szénatomokat tartalmaznak CO -1-ben; 0; +1, könnyen oxidálódnak, redukáló képességeik közeliek, ezért tökéletlen oxidációjuk egy ismert kis és közepes erősségű oxidálószerek. Ezek az anyagok megjelenhetnek kettős természetű, oxidálószerként működik, ahogyan a szervetlen anyagokban is benne van.

A szerves anyagok égési és bomlási reakcióinak egyenleteinek felírásakor jobb a d.o átlagértékét használni. szén.

Például:

Készítsük el a teljes egyenletet kémiai reakció egyensúly módszer.

A szén oxidációs állapotának átlagos értéke n-butánban:

A szén oxidációs foka a szén-monoxidban (IV) +4.

Készítsünk elektronikus mérleg diagramot:

Figyeljünk az elektronegyensúly első felére: a szénatomnak tört d.o. a nevező 4, így ezzel az együtthatóval számoljuk az elektrontranszfert.

Azok. a -2,5-ről +4-re való átmenet a 2,5 + 4 = 6,5 egység átmenetnek felel meg. Mert 4 szénatomról van szó, akkor összesen 6,5 · 4 = 26 elektront adnak fel a bután szénatomjai.

A talált együtthatókat figyelembe véve az n-bután égésének kémiai reakciójának egyenlete a következőképpen néz ki:

A molekulában lévő szénatomok teljes töltésének meghatározására a következő módszert használhatja:

(4 C) -10 …… → (1 C) +4 , figyelembe véve, hogy az = jel előtti és utáni atomok száma azonos legyen, kiegyenlítjük (4C) -10 …… →[(1 C) +4 ] · 4

Ezért a -10-ről +16-ra való átmenet 26 elektron elvesztésével jár.

Más esetekben az s.o. értékeit határozzuk meg. a vegyület minden egyes szénatomja, ügyelve a hidrogénatomok primer, szekunder, tercier szénatomok helyettesítésének sorrendjére:

Először is, a szubsztitúciós folyamat a tercier szénatomokon, majd a szekunder szénatomokon és végül a primer szénatomokon megy végbe.

Alkének

Az oxidációs folyamatok az alkén szerkezetétől és a reakciókörnyezettől függenek.

1. Alkének oxidációja során tömény KMnO 4 kálium-permanganát oldattal savas környezetben (kemény oxidáció) A σ- és π-kötések felszakadnak karbonsavak, ketonok és szén-monoxid (IV) képződésével. Ezt a reakciót használják a kettős kötés helyzetének meghatározására.

a) Ha a kettős kötés a molekula végén van (például a butén-1-ben), akkor az egyik oxidációs termék a hangyasav, amely könnyen oxidálódik szén-dioxiddá és vízzé:

b) Ha egy alkén molekulában a kettős kötés szénatomja két szénszubsztituenst tartalmaz (például a 2-metilbutén-2 molekulában), akkor oxidációja során keton keletkezik., mivel egy ilyen atom átalakulása karboxilcsoport atomjává lehetetlen a C-C kötés felszakítása nélkül, amely viszonylag stabil az alábbi körülmények között:

c) Ha az alkén molekula szimmetrikus és a kettős kötés a molekula közepén található, akkor az oxidáció során csak egy sav keletkezik:

Az alkének oxidációjának jellemzője, amelyben a kettős kötés szénatomjai két széncsoportot tartalmaznak, két keton képződése:

2. Semleges vagy enyhén lúgos közegben az oxidációt diolok (kétértékű alkoholok) képződése kíséri. és a hidroxilcsoportok azokhoz a szénatomokhoz kapcsolódnak, amelyek között kettős kötés volt:

A reakció során a KMnO 4 vizes oldatának lila színe elszíneződik. Ezért használják, mint kvalitatív reakció az alkénekhez (Wagner-reakció).

3. Az alkének palládiumsók jelenlétében történő oxidációja (Wacker-eljárás) képződéshez vezet aldehidek és ketonok:

2CH2=CH2+O2 PdCl2/H2O→ 2 CH3-CO-H

A homológok a kevésbé hidrogénezett szénatomon oxidálódnak:

CH3-CH2-CH=CH2 + 1/202 PdCl2/H2O→ CH3-CH2-CO-CH3

Alkinok

Az acetilén és homológjainak oxidációja attól függően megy végbe, hogy milyen környezetben zajlik a folyamat.

A) Savas környezetben az oxidációs folyamatot karbonsavak képződése kíséri:

A reakciót az alkinok szerkezetének meghatározására használják oxidációs termékeik alapján:

Semleges és enyhén lúgos környezetben az acetilén oxidációja a megfelelő oxalátok (oxálsav sók) képződésével, a homológok oxidációja pedig a hármas kötés felszakadásával és karbonsavsók képződésével jár:

Acetilén esetén:

1) Savas környezetben:

H-C≡C-H KMnO 4, H 2 ÍGY 4 → HOOC-COOH (oxálsav)

3CH≡CH +8KMnO4 H 2 O→ 3KOOC-FŐZÉS kálium-oxalát+8MnO2↓+2KOH+2H2O

Arénák

(benzol és homológjai)

Ha az aréneket savas környezetben oxidálják, akkor savak, lúgos környezetben pedig sók képződésére kell számítani.

Az egyoldalláncú benzolhomológokat (függetlenül annak hosszától) erős oxidálószerrel benzoesavvá oxidálják az α-szénatomnál. A benzol homológjait kálium-permanganát oxidálja, amikor melegítik semleges környezet aromás savak káliumsóinak képződésével.

5C 6 H 5 – CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 = 5 C 6 H 5 COOH + 6 MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14 H 2 O,

5C 6 H 5 – C 2 H 5 + 12 KMnO 4 + 18 H 2 SO 4 = 5 C 6 H 5 COOH + 5 CO 2 + 12 MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28 H 2 O,

C 6 H 5 – CH 3 + 2 KMnO 4 = C 6 H 5 COOK + 2 MnO 2 + KOH + H 2 O.

Hangsúlyozzuk, hogy ha egy arénmolekulában több oldallánc van, akkor savas környezetben ezek mindegyike az a-szénatomnál karboxilcsoporttá oxidálódik, ami többbázisú aromás savak képződését eredményezi:

1) Savas környezetben:

C6H5-CH2-R KMnO 4, H 2 ÍGY 4 → C6H5-COOH benzoesav+CO2

2) Semleges vagy lúgos környezetben:

C6H5-CH2-R KMnO4, H2O/(OH)→ C 6 H 5 -COOK + CO 2

3) benzolhomológok oxidációja kálium-permanganáttal vagy kálium-dikromáttal hevítés közben:

C6H5-CH2-R KMnO 4, H 2 ÍGY 4, t ˚ C→ C6H5-COOH benzoesav+ R-COOH

4) A kumol oxidációja oxigénnel katalizátor jelenlétében (kumen módszer fenol előállítására):

C6H5CH(CH3)2 O2, H2SO4→C6H5-OH fenol + CH3-CO-CH3 aceton

5C 6 H 5 CH(CH 3) 2 + 18 KMnO 4 + 27 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 42 H 2 O + 18 MnSO 4 + 10CO 2 + K 2 SO 4

C 6 H 5 CH(CH 3) 2 + 6H 2 O – 18°→ C 6 H 5 COOH + 2CO 2 + 18H + | x 5

MnO 4 - + 8H + + 5°→ Mn +2 + 4H 2O | x 18

Kérjük, vegye figyelembe az amikor sztirol enyhe oxidációja KMnO 4 kálium-permanganáttal semleges vagy enyhén lúgos környezetben a π kötés felszakad és glikol (kétértékű alkohol) keletkezik. A reakció eredményeként a színes kálium-permanganát oldat gyorsan elszíneződik, és barna mangán (IV)-oxid csapadék válik ki.

Oxidáció erős oxidálószer– kálium-permanganát savas környezetben – a kettős kötés teljes felszakadásához, szén-dioxid és benzoesav képződéséhez vezet, és az oldat elszíneződik.

C 6 H 5 −CH═CH 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 → C 6 H 5 −COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 4 H 2 O

Alkoholok

Nem szabad elfelejteni, hogy:

1) a primer alkoholok aldehidekké oxidálódnak:

3CH 3 –CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 – CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O;

2) a szekunder alkoholok ketonokká oxidálódnak:

3) az oxidációs reakció nem jellemző a tercier alkoholokra.

Azok a tercier alkoholok, amelyek molekuláiban az OH-csoportot tartalmazó szénatomon nincs hidrogénatom, normál körülmények között nem oxidálódnak. Kíméletlen körülmények között (erős oxidálószerek hatására és magas hőmérsékleten) kis molekulatömegű karbonsavak keverékévé oxidálódhatnak, pl. a szénváz pusztulása következik be.

Ha a metanolt megsavanyított kálium-permanganát-oldattal vagy kálium-dikromáttal oxidálják, CO 2 képződik.

A primer alkoholok az oxidáció során a reakciókörülményektől függően nem csak aldehideket, hanem savakat is képezhetnek.

Például az etanol kálium-dikromáttal történő oxidációja hidegben ecetsav, melegítéskor pedig acetaldehid képződésével végződik:

3CH 3 –CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 = 3CH 3 –COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11 H 2 O,

Ha három vagy több OH-csoport kapcsolódik a szomszédos szénatomokhoz, akkor a perjodsavval történő oxidáció során a középső vagy középső atomok hangyasavvá alakulnak.

A glikolok kálium-permanganáttal savas környezetben történő oxidációja hasonló az alkének oxidatív hasításához, és az eredeti glikol szerkezetétől függően savak vagy ketonok képződéséhez is vezet.

Aldehidek és ketonok

Az aldehidek az alkoholoknál könnyebben oxidálódnak megfelelő karbonsavakká nemcsak erős oxidálószerek hatására (levegő oxigén, savanyított KMnO 4 és K 2 Cr 2 O 7 oldatok), hanem gyengék (ammóniaoldat) hatására is. ezüst-oxid vagy réz(II)-hidroxid):

5CH 3 –CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5CH 3 –COOH + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O,

3CH 3 –CHO + K 2Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 –COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O,

CH 3 -CHO + 2OH CH 3 -COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O

Speciális figyelem!!! A metanol oxidációja ezüst-oxid ammóniás oldatával hangyasav helyett ammónium-karbonát képződéséhez vezet:

HCHRÓL RŐL+ 4OH = (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag + 6NH 3 + 2H 2 O.

Egyenleteket írni redox a reakciók az elektronegyensúly módszert és a félreakciós módszert (elektron-ion módszer) egyaránt alkalmazzák.

A szerves kémiában nem az atom oxidációs állapota a fontos, hanem az elektronsűrűség eltolódása, aminek következtében az atomokon olyan részleges töltések jelennek meg, amelyek semmiképpen sem állnak összhangban az oxidációs állapot értékeivel.

Sok egyetem tartalmazza a jegyeket belépő vizsgák feladatok együtthatók kiválasztására ORR egyenletekben ion-elektronikus módszerrel (félreakciós módszer). Ha legalább némi figyelmet fordítanak erre a módszerre az iskolában, az elsősorban a szervetlen anyagok oxidációjára vonatkozik.

Próbáljuk meg a félreakciós módszert alkalmazni a szacharóz savas környezetben kálium-permanganáttal történő oxidációjára.

Ennek a módszernek az az előnye, hogy nem kell azonnal kitalálni és leírni a reakciótermékeket. Az egyenlet segítségével meglehetősen könnyen meghatározhatók. Egy oxidálószer savas környezetben fejti ki legteljesebben oxidáló tulajdonságait, például a MnO anion Mn 2+ kationná alakul, amely könnyen oxidálódik. szerves vegyületek CO 2 -dá oxidálódik.

Írjuk fel a szacharóz átalakulásait molekuláris formában:

A bal oldalon 13 oxigénatom hiányzik, ennek az ellentmondásnak a kiküszöbölésére 13 H 2 O molekulát adunk hozzá.

A bal oldalon most 48 hidrogénatom található, ezek H + kationok formájában szabadulnak fel:

Most kiegyenlítjük a jobb és bal oldali teljes töltést:

A félreakciós séma készen áll. A második félreakció diagramjának elkészítése általában nem okoz nehézséget:

Kombináljuk a két sémát:

Önálló munkavégzési feladat:

Töltse ki a CRM-et, és rendezze az együtthatókat az elektronikus mérleg módszerrel vagy a félreakciós módszerrel:

CH3-CH=CH-CH3+KMnO4+H2S04 →

CH3-CH=CH-CH3 + KMnO4 + H2RÓL RŐL →

(CH 3) 2 C=C-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

CH3-CH2-CH=CH2+KMnO4+H2SO4 →

VAL VELH3-CH2-C≡C-CH3 + KMnO4 + H2SO4 →

C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H2O →

C 6 H 5 - C 2 H 5 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

C 6 H 5 - CH 3 + KMnO 4 + H 2 ÍGY 4 →

Jegyzeteim:

A tanulóknak különös figyelmet kell fordítaniuk az oxidálószer - a KMnO 4 kálium-permanganát - viselkedésére. különböző környezetekben. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a redox reakciók a CMM-ekben nem csak a C1 és C2 feladatokban fordulnak elő. A szerves anyagok átalakulási láncolatát reprezentáló SZ feladatokban nem ritkák az oxidációs-redukciós egyenletek. Az iskolában az oxidálószert gyakran [O]-ként írják a nyíl fölé. Az egységes államvizsgán az ilyen feladatok elvégzésének feltétele az összes kiindulási anyag és reakciótermék kötelező megjelölése a szükséges együtthatók elrendezésével.

Az előadás leírása: REDOX REAKCIÓK SZERVES ANYAGOK BEÉPÍTÉSE diákon

OXIDÁCIÓS-REDUKCIÓS REAKCIÓK SZERVES ANYAGOK RÉSZVÉTELÉVEL Kochuleva L. R., az Orenburgi 9. számú Lyceum kémia tanára

A szerves kémiában oxidáció alatt azt a folyamatot értjük, amelyben egy funkciós csoport átalakulása következtében egy vegyület az egyik kategóriából egy magasabb kategóriába kerül: alkén-alkohol aldehid (keton) karbonsav. A legtöbb oxidációs reakció során oxigénatomot visznek be egy molekulába, vagy kettős kötést hoznak létre egy meglévő oxigénatommal a hidrogénatomok elvesztése révén.

OXIDÁLÓK A vegyületeket általában szerves anyagok oxidálására használják átmeneti fémek, oxigén, ózon, peroxidok és kénvegyületek, szelén, jód, nitrogén és mások. Az átmenetifém-alapú oxidálószerek közül elsősorban a króm (VI) és a mangán (VII), (VI) és (IV) vegyületeit használják. A leggyakoribb króm(VI) vegyületek a kálium-dikromát K 2 Cr 2 O 7 kénsavas oldata, a króm-trioxid oldata. O 3 híg kénsavban.

OXIDÁLÓK A szerves anyagok oxidációja során a króm (VI) bármilyen környezetben króm (III)-vá redukálódik, lúgos környezetben azonban a szerves kémiában nem fordul elő oxidáció praktikus alkalmazás. Kálium-permanganát KMn. O 4 hüvelyk különböző környezetekben különböző oxidáló tulajdonságokat mutat, míg az oxidálószer erőssége savas környezetben növekszik. Kálium-manganát K 2 Mn. O 4 és mangán (IV) oxid Mn. Az O 2 csak savas környezetben mutat oxidáló tulajdonságokat

ALKÉNEK Az oxidálószer jellegétől és a reakciókörülményektől függően különböző termékek képződnek: kétértékű alkoholok, aldehidek, ketonok, karbonsavak a KMn vizes oldatával történő oxidáció során. O 4 szobahőmérsékleten a π kötés felszakad és kétértékű alkoholok keletkeznek (Wagner-reakció): Kálium-permanganát oldat elszíneződése - kvalitatív reakció többszörös kötésre

ALKÉNEK Alkének oxidálása KMn tömény kálium-permanganát oldattal. O 4 vagy kálium-dikromát K 2 Cr 2 O 7 savas környezetben nem csak π-, hanem σ-kötések felszakadásával is jár Reakciótermékek - karbonsavak és ketonok (az alkén szerkezetétől függően) Ezt használva A reakció során az alkén oxidációs termékei meghatározhatók a kettős kötés helyzete a molekulájában:

ALKÉNEK 5 CH 3 –CH=CH-CH 3 +8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 10 CH 3 COOH +8 Mn. SO 4+4 K 2 SO 4+12 H 2 O 5 CH 3 –CH=CH-CH 2 -CH 3 +8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 CH 3 COOH +5 CH 3 CH 2 COOH +8 Mn. SO 4 + 4 K 2 SO 4 + 12 H 2 O CH 3 - CH 2 - CH=CH 2 + 2 KMn. O 4 +3 H 2 SO 4 → CH 3 CH 2 COOH +CO 2 +2 Mn. SO 4 + K 2 SO 4 + 4 H 2 O

ALKÉNEK Az elágazó láncú alkének, amelyek szénatomján kettős kötéssel kapcsolt szénhidrogén gyököt tartalmaznak, oxidáció során keveréket képeznek karbonsavés keton:

ALKÉNEK 5 CH 3 -CH=C-CH 3 + 6 KMn. O 4 +9 H 2 SO 4 → │ CH 3 5 CH 3 COOH + 5 O=C-CH 3 + 6 Mn. SO 4 + 3 K 2 SO 4+ │ CH 3 9 H 2 O

ALKÉNEK Az elágazó alkének, amelyek mindkét szénatomján kettős kötéssel kapcsolt szénhidrogén gyököket tartalmaznak, oxidáció során ketonok keverékét képezik:

ALKÉNEK 5 CH 3 -C=C-CH 3 + 4 KMn. O 4 +6 H 2 SO 4 → │ │ CH 3 10 O=C-CH 3 + 4 Mn. SO 4 + 2 K 2 SO 4+6 H 2 O │ CH

ALKÉNEK Az alkének légköri oxigénnel történő katalitikus oxidációja eredményeként epoxidok keletkeznek: Kíméletlen körülmények között levegőben égetve az alkének, más szénhidrogénekhez hasonlóan, szén-dioxidot és vizet képezve égnek el: C 2 H 4 + 3 O 2 → 2 CO 2 + 2 H 2 O

ALKADIÉN CH 2 =CH−CH=CH 2 Az oxidált molekulában két terminális kettős kötés található, ezért két szén-dioxid molekula képződik. A szénváz nem elágazó, ezért a 2. és 3. szénatom oxidálásakor CH 2 =CH−CH=CH2 + 4 KMn karboxilcsoportok keletkeznek. O 4 + 6 H 2 SO 4 → 2 CO 2 + HCOO−COOH + 4 Mn. SO 4 +2 K 2 SO 4 + 8 H 2 O

ALKINOK Az alkinek könnyen oxidálódnak kálium-permanganáttal és kálium-dikromáttal a többszörös kötés helyén, amikor az alkineket KMn vizes oldatával kezelik. O 4 elszíneződik (kvalitatív reakció többszörös kötésre). Amikor az acetilén reagál a kálium-permanganát vizes oldatával, oxálsav só (kálium-oxalát) képződik:

ALKIN Az acetilén kálium-permanganáttal semleges környezetben kálium-oxaláttá oxidálható: 3 CH≡CH +8 KMn. O 4 → 3 KOOC – FŐZÉS +8 Mn. O 2 +2 KOH +2 H 2 O Savas környezetben az oxidáció oxálsavvá vagy szén-dioxiddá alakul: 5 CH≡CH +8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC – COOH +8 Mn. SO 4 +4 K 2 SO 4 +12 H 2 O CH≡CH + 2 KMn. O 4 +3 H 2 SO 4 =2 CO 2 + 2 Mn. SO 4 + 4 H 2 O + K 2 SO

ALKIN A kálium-permanganátok savas környezetben melegítés közben a szénlánc felszakadásával jár a hármas kötés helyén, és savak képződéséhez vezet: A szélső szénatomon hármas kötést tartalmazó alkinok oxidációja kíséri ezeket. feltételek karbonsav és CO 2 képződésével:

ALKIN CH 3 C≡CCH 2 CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 → CH 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O 3 CH 3 C≡CH+4 K 2 Cr 2 O 7 +16 H 2 SO 4 → CH 3 COOH+3 CO 2++ 4 Cr 2(SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 +16 H 2 O CH 3 C≡CH+8 KMn. O 4+11 KOH →CH 3 FŐZÉS +K 2 CO 3 + 8 K 2 Mn. O 4 + 6 H 2 O

CIKLÓALKÁNOK ÉS CIKLÓALKÉNEK Erős oxidálószerek (KMn. O 4, K 2 Cr 2 O 7 stb.) hatására a cikloalkánok és cikloalkének azonos szénatomszámú kétbázisú karbonsavakat képeznek: 5 C 6 H 12 + 8 KMn . O 4 + 12 H 2 SO 4 → 5 HOOC(CH 2) 4 COOH + 4 K 2 SO 4 + 8 Mn. SO 4 + 12 H 2 O

ARENS benzol Szobahőmérsékleten oxidálószerekkel szemben stabil Nem lép reakcióba kálium-permanganát, kálium-dikromát és egyéb oxidálószerek vizes oldataival. Ózonnal oxidálható, dialdehidet képezve:

ARENES Benzol homológok Viszonylag könnyen oxidálódnak. Az oxidáción átmenő oldallánc a toluol metilcsoportja. Enyhe oxidálószerek (Mn. O 2) a metilcsoportot aldehidcsoporttá oxidálják: C 6 H 5 CH 3+2 Mn. O 2 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 CHO + 2 Mn. SO 4+3 H 2 O

ARENES Erősebb oxidálószerek – KMn. Az O 4 savas környezetben vagy króm keverékben hevítéskor a metilcsoportot karboxilcsoporttá oxidálja: Semleges vagy enyhén lúgos környezetben nem maga a benzoesav képződik, hanem sója, kálium-benzoát:

ARÉNEK Savas környezetben 5 C 6 H 5 CH 3 +6 KMn. O 4 +9 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 6 Mn. SO 4 +3 K 2 SO 4 + 14 H 2 O Semleges környezetben C 6 H 5 CH 3 +2 KMn. O 4 = C 6 H 5 FŐZÉS + 2 Mn. O 2 + KOH + H 2 O Lúgos környezetben C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4 KMn. O 4 = C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2 H 2 O + 4 Mn. O2 + KOH

ARÉNEK Erős oxidálószerek hatására (KMn. O 4 savas környezetben vagy króm keverékben) az oldalláncok szerkezettől függetlenül oxidálódnak: a benzolgyűrűhöz közvetlenül kapcsolódó szénatom karboxilcsoporttá, a maradék szénatom atomok az oldalláncban CO 2 -vé Bármilyen homológ benzol oxidációja egy oldallánccal KMn hatására. Az O 4 savas környezetben vagy króm keverékben benzoesav képződéséhez vezet:

ARENES A benzol több oldalláncot tartalmazó homológjai oxidáció során a megfelelő többbázisú aromás savakat képezik:

ARENES Semleges vagy enyhén lúgos környezetben a kálium-permanganáttal végzett oxidáció karbonsavsót és kálium-karbonátot eredményez:

ARENES 5 C 6 H 5 - C 2 H 5 + 12 KMn. O 4 + 18 H 2 SO 4 -> 5 C 6 H 5 -COOH + 5 CO 2 + 12 Mn. SO 4 + 6 K 2 SO 4 + 28 H 2 O C 6 H 5 - C 2 H 5 + 4 KMn. O 4 → C 6 H 5 -COOOK + K 2 CO 3 + KOH +4 Mn. O 2 + 2 H 2 O 5 C 6 H 5 -CH(CH 3) 2 + 18 KMn. O 4 + 27 H 2 SO 4 —-> 5 C 6 H 5 -COOH + 10 CO 2 + 18 Mn. SO 4 + 9 K 2 SO 4 + 42 H 2 O 5 CH 3 - C 6 H 4 - CH 3 +12 KMn. O 4 +18 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 4(COOH) 2 +12 Mn. SO 4 + 6 K 2 SO 4 + 28 H 2 O CH 3 - C 6 H 4 - CH 3 + 4 KMn. O 4 → C 6 H 4(COOK)2 +4 Mn. O 2 + 2 KOH + 2 H 2 O

SZTIROL Sztirol (vinilbenzol) oxidációja kálium-permanganát oldattal savas és semleges környezetben: 3 C 6 H 5 −CH═CH 2 + 2 KMn. O 4 + 4 H 2 O → 3 C 6 H 5 −CH−CH 2 + 2 Mn. O 2 + 2 KOH ı ı OH OH Erős oxidálószerrel - kálium-permanganáttal, savas környezetben - végzett oxidáció a kettős kötés teljes felszakadásához, szén-dioxid és benzoesav képződéséhez vezet, az oldat elszíneződik. C6H5-CH-CH2 + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 SO 4 → C 6 H 5 −COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 Mn. SO 4 + 4 H 2 O

ALKOHOLMOK A primer és szekunder alkoholok legmegfelelőbb oxidálószerei a következők: KMn. O 4, króm keverék. Az elsődleges alkoholok a metanol kivételével aldehidekké vagy karbonsavakká oxidálódnak:

ALKOHOLMOK A metanol CO 2 -dá oxidálódik: Az etanol Cl 2 hatására acetaldehiddé oxidálódik: A szekunder alkoholok ketonokká oxidálódnak:

ALKOHOLMOK Kétértékű alkohol, etilénglikol HOCH 2 –CH 2 OH, savas környezetben, KMn oldattal hevítve. Az O 4 vagy K 2 Cr 2 O 7 könnyen oxidálódik oxálsavvá, semleges savban pedig kálium-oxaláttá. 5 CH 2 (OH) – CH 2 (OH) + 8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC – COOH +8 Mn. SO 4 +4 K 2 SO 4 +22 H 2 O 3 CH 2 (OH) – CH 2 (OH) + 8 KMn. O 4 → 3 KOOC – FŐZÉS +8 Mn. O 2 + 2 KOH + 8 H 2 O

FENOLOK Könnyen oxidálódnak a kapcsolódó hidroxocsoport jelenléte miatt benzolgyűrű A fenolt hidrogén-peroxiddal oxidálják katalizátor jelenlétében kétatomos fenol-pirokatekollá, majd krómkeverékkel oxidálva para-benzokinonná:

ALDEHIDEK ÉS KETONOK Az aldehidek könnyen oxidálódnak, az aldehidcsoport pedig karboxilcsoporttá oxidálódik: 3 CH 3 CHO + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 O → 2 CH 3 COOK+ CH 3 COOH+ 2 Mn. O 2 + H 2 O 3 CH 3 CH=O + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 = 3 CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7 H 2 O A metanolt CO 2 -dá oxidálják:

ALDEHIDEK ÉS KETONOK Kvalitatív reakciók aldehidekre: oxidáció réz(II)-hidroxiddal, „ezüsttükör” reakció Só, nem sav!

ALDEHIDEK ÉS KETONOK A ketonok nehezen oxidálódnak, a gyenge oxidálószerek nem hatnak rájuk Erős oxidálószerek hatására a karbonilcsoport mindkét oldalán lévő C-C kötések felszakadnak, így savak (vagy ketonok) keveréke jön létre. kevesebb szénatommal, mint az eredeti vegyületben:

ALDEHIDEK ÉS KETONOK A keton aszimmetrikus szerkezete esetén az oxidáció túlnyomórészt a karbonilcsoportnál kevésbé hidrogénezett szénatomról történik (Popov-Wagner szabály), a keton oxidációs termékei alapján meghatározható a szerkezete:

HANGYASAV A telített egybázisú savak közül csak a hangyasav oxidálódik könnyen. Ennek oka, hogy a hangyasavban a karboxilcsoporton kívül aldehidcsoport is megkülönböztethető. 5 HCOOH + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 SO 4 → 2 Mn. SO 4 + K 2 SO 4 + 5 CO 2 + 8 H 2 O A hangyasav reagál ezüst-oxid és réz(II)-hidroxid ammóniaoldatával HCOOH + 2OH → 2 Ag + (NH 4)2 CO 3 + 2 NH 3 + H 2 O HCOOH + 2 Cu(OH) 2 CO 2 + Cu 2 O↓+ 3 H 2 O Ezenkívül a hangyasav klórral oxidálódik: HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl

Telítetlen karbonsavak KMn vizes oldatával könnyen oxidálódik. O 4 enyhén lúgos környezetben dihidroxisavak és sóik képződésével: Savas környezetben a szénváz a C=C kettős kötés helyén felszakad, savak keveréke képződésével:

OXÁLSAV Könnyen oxidálódik KMn-nel. O 4 savas környezetben CO 2 -re hevítve (permanganatometriai módszer): Melegítéskor dekarboxilezésen (diszproporcionálási reakció) megy keresztül: Hevítéskor koncentrált H 2 SO 4 jelenlétében az oxálsav és sói (oxalátok) aránytalanok:

Felírjuk a reakcióegyenleteket: 1) CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 2) 3) 4) 5) 16,32% (36,68%, 23,82%)Pt, hogy X 3 X 2 Pt, to. KMn. O 4 KOH x 4 heptán KOH, benzollá. X 1 Fe, HCl. HNO 3 H 2 SO 4 CH 3 + 4 H 2 CH 3 + 6 KMn. O 4 + 7 KOHCOOK + 6 K 2 Mn. O 4 + 5 H 2 O COOK + KOH+ K 2 CO 3 NO 2 + H 2 O+ HNO 3 H 2 SO 4 N H 3 C l + 3 F e C l 2 + 2 H 2 ON O 2 + 3 F e + 7 HCl

Az alkinek (egyébként acetilén szénhidrogének) olyan szénhidrogének, amelyek szénatomok között hármas kötést tartalmaznak. általános képlet CnH2n-2. A hármas kötés szénatomjai sp - hibridizációs állapotban vannak.

Acetilén reakciója brómos vízzel

Az acetilén molekula hármas kötést tartalmaz, a bróm megbontja és hozzáadódik az acetilénhez. Terabróm-etán képződik. A brómot a tetrabróm-etán képződése során használjuk fel. Brómos víz (sárga) - elszíneződött.

Ez a reakció kisebb sebességgel megy végbe, mint az etilén szénhidrogének sorozatában. A reakció szintén szakaszosan megy végbe:

HC ≡ CH + Br 2 → CHBr = CHBr + Br 2 → CHBr 2 - CHBr 2

acetilén → 1,2-dibróm-etán → 1,1,2,2-tetrabróm-etán

A brómos víz elszíneződése az acetilén telítetlenségét bizonyítja.

Acetilén reakciója kálium-permanganát oldattal

A kálium-permanganát oldatában az acetilén oxidációja megy végbe, és a molekula a hármas kötés helyén eltörik, és az oldat gyorsan elszíneződik.

3HC ≡ CH + 10 KMnO 4 + 2H 2 O → 6CO 2 + 10 KOH + 10 MnO 2

Ez a reakció az kvalitatív reakció kettős és hármas kötésekhez.

Acetilén reakciója ezüst-oxid ammóniás oldatával

Ha az acetilént ezüst-oxid ammóniás oldatán vezetik át, az acetilénmolekulában lévő hidrogénatomok könnyen helyettesíthetők fémekkel, mivel nagy mobilitásúak. Ebben a kísérletben a hidrogénatomokat ezüstatomok helyettesítik. Ezüst-acetilenid képződik - csapadék sárga szín(robbanó).

CH ≡ CH + OH → AgC≡CAg↓ + NH 3 + H 2 O

Ez a reakció minőségi reakció egy hármas kötésre.

18. Redox reakciók (2. folytatás)

18.9. szerves anyagokat tartalmazó OVR

A szerves anyagok szervetlen anyagokkal való ORR-jában a szerves anyagok leggyakrabban redukálószerek. Így amikor a szerves anyag túlzott oxigénben ég el, mindig termel szén-dioxidés vizet. Kevésbé aktív oxidálószerek alkalmazása esetén a reakciók bonyolultabbak. Ez a rész csak a szerves anyagok legfontosabb osztályainak képviselőinek egyes szervetlen oxidálószerekkel való reakcióit tárgyalja.

Alkének. Az enyhe oxidáció során az alkének glikolokká (kétértékű alkoholokká) alakulnak. Ezekben a reakciókban a redukáló atomok kettős kötéssel összekapcsolt szénatomok.

A kálium-permanganát oldattal való reakció semleges vagy enyhén lúgos közegben a következőképpen történik:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH (hűtés)

Súlyosabb körülmények között az oxidáció a szénlánc megszakadásához vezet a kettős kötésnél, és két sav (erősen lúgos környezetben - két só) vagy egy sav és szén-dioxid (erősen lúgos környezetben - egy só, ill. karbonát):

1) 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8 KMnO 4 + 12H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5 C 2 H 5 COOH + 8 MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17 H 2 O (fűtés)

2) 5CH 3 CH=CH 2 + 10 KMnO 4 + 15H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10 MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20 H 2 O (fűtés)

3) CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 6KMnO 4 + 10KOH CH 3 COOK + C 2 H 5 COOK + 6H 2 O + 6K 2 MnO 4 (fűtés)

4) CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 13KOH CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8H 2 O + 10K 2 MnO 4 (fűtés)

A kálium-dikromát kénsavas közegben az 1. és 2. reakcióhoz hasonlóan oxidálja az alkéneket.

Alkinok. Az alkinek valamivel súlyosabb körülmények között kezdenek oxidálódni, mint az alkének, ezért általában a szénlánc megszakításával oxidálódnak a hármas kötésnél. Az alkánokhoz hasonlóan itt is a redukáló atomok szénatomok, amelyek ebben az esetben hármas kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A reakciók eredményeként savak és szén-dioxid keletkeznek. Az oxidációt kálium-permanganáttal vagy dikromáttal végezhetjük savas környezetben, például:

5CH 3 C CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8 MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O (fűtés)

Néha lehetséges a közbenső oxidációs termékek elkülönítése. Attól függően, hogy a hármas kötés hol helyezkedik el a molekulában, ezek vagy diketonok (R 1 –CO–CO–R 2) vagy aldoketonok (R–CO–CHO).

Az acetilén kálium-permanganáttal enyhén lúgos közegben kálium-oxaláttá oxidálható:

3C 2 H 2 + 8 KMnO 4 = 3 K 2 C 2 O 4 + 2 H 2 O + 8 MnO 2 + 2 KOH

Savas környezetben az oxidáció szén-dioxiddá alakul:

C 2 H 2 + 2 KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 2CO 2 + 2 MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4

Benzol homológok. A benzol homológok kálium-permanganát oldattal semleges környezetben kálium-benzoáttá oxidálhatók:

C 6 H 5 CH 3 + 2 KMnO 4 = C 6 H 5 FŐZÉS + 2 MnO 2 + KOH + H 2 O (forraláskor)

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4 KMnO 4 = C 6 H 5 FŐZÉS + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4 MnO 2 + KOH (hevítéskor)

Ezen anyagok kálium-dikromáttal vagy permanganáttal savas környezetben történő oxidációja benzoesav képződéséhez vezet.

Alkoholok. A primer alkoholok közvetlen oxidációs terméke az aldehidek, a szekunder alkoholok oxidációs termékei a ketonok.

Az alkoholok oxidációja során keletkező aldehidek könnyen savakká oxidálódnak, ezért az aldehid forráspontján, savas közegben, kálium-dikromáttal oxidálva nyerik ki az aldehideket primer alkoholokból. Amikor az aldehidek elpárolognak, nincs idejük oxidálódni.

3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O (fűtés)

Az oxidálószer feleslegével (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) bármilyen környezetben a primer alkoholok karbonsavakká vagy sóikká, a szekunder alkoholok pedig ketonokká oxidálódnak. A tercier alkoholok ilyen körülmények között nem oxidálódnak, de a metil-alkohol szén-dioxiddá oxidálódik. Minden reakció hevítéskor megy végbe.

A kétértékű alkohol, az etilénglikol HOCH 2 –CH 2 OH savas környezetben KMnO 4 vagy K 2 Cr 2 O 7 oldattal hevítve könnyen szén-dioxiddá és vízzé oxidálódik, de néha lehetséges a köztes termékek elkülönítése. (HOCH 2 –COOH, HOOC–COOH stb.).

Aldehidek. Az aldehidek meglehetősen erős redukálószerek, ezért könnyen oxidálódnak különféle oxidálószerek, például: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH. Minden reakció hevítéskor megy végbe:

3CH 3 CHO + 2 KMnO 4 = CH 3 COOH + 2 CH 3 COOK + 2 MnO 2 + H 2 O
3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
CH 3 CHO + 2OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3

A formaldehid feleslegben oxidálószerrel szén-dioxiddá oxidálódik.

18.10. Különféle anyagok redox aktivitásának összehasonlítása

Az „oxidáló atom” és a „redukáló atom” fogalmak definícióiból az következik, hogy a legmagasabb oxidációs állapotú atomok csak oxidáló tulajdonságokkal rendelkeznek. Éppen ellenkezőleg, a legalacsonyabb oxidációs állapotú atomoknak csak redukáló tulajdonságaik vannak. A közbenső oxidációs állapotú atomok egyaránt lehetnek oxidálószerek és redukálószerek.

Ugyanakkor pusztán az oxidáció mértéke alapján lehetetlen egyértelműen felmérni az anyagok redox tulajdonságait. Példaként tekintsük a VA csoport elemeinek kapcsolatait. A nitrogén(V) és az antimon(V) vegyületek többé-kevésbé erős oxidálószerek, a bizmut(V) vegyületek nagyon erős oxidálószerek, a foszfor(V) vegyületek pedig gyakorlatilag nem rendelkeznek oxidáló tulajdonságokkal. Ebben és más hasonló esetekben az számít, hogy egy adott oxidációs állapot mennyire jellemző egy adott elemre, vagyis mennyire stabilak az adott elem atomjait tartalmazó vegyületek ebben az oxidációs állapotban.

Minden redoxreakció egy gyengébb oxidálószer és egy gyengébb redukálószer képződése irányába megy végbe. BAN BEN általános eset bármely más reakcióhoz hasonlóan, a Gibbs-energia változásának előjele határozza meg az ORR előfordulásának lehetőségét. Ezenkívül az anyagok redoxaktivitásának számszerűsítésére az oxidálószerek és redukálószerek elektrokémiai jellemzőit (a redox párok standard potenciálja) használják. Ezen mennyiségi jellemzők alapján lehetőség nyílik különféle anyagok redoxaktivitási sorozatának megalkotására. Az Ön által ismert fémfeszültségek sorozata pontosan így van felépítve. Ez a sorozat lehetővé teszi a fémek redukáló tulajdonságainak összehasonlítását vizes oldatokban standard körülmények között ( Val vel= 1 mol/l, T= 298,15 K), valamint az egyszerű vizek oxidáló tulajdonságait. Ha ennek a sornak a felső sorába ionokat (oxidálószereket), az alsóba pedig fématomokat (redukálószereket) helyez el, akkor ennek a sornak a bal oldala (a hidrogén előtt) így fog kinézni:

Ebben a sorozatban az ionok oxidáló tulajdonságai (felső sor) balról jobbra, a fémek redukáló tulajdonságai (alsó sor) pedig éppen ellenkezőleg, jobbról balra nőnek.

Figyelembe véve a redox aktivitás különböző környezetekben mutatkozó különbségeit, lehetséges hasonló sorozatok összeállítása az oxidálószerekre. Így a savas környezetben (pH = 0) végbemenő reakcióknál a fémaktivitások sorozatának „folytatását” kapjuk az oxidatív tulajdonságok növekedésének irányába.

A fémaktivitás sorozathoz hasonlóan ebben a sorozatban is az oxidálószerek oxidáló tulajdonságai (felső sor) balról jobbra nőnek. Ezzel a sorozattal azonban csak akkor lehet összehasonlítani a redukálószerek redukciós aktivitását (alsó sor), ha oxidált formájuk egybeesik a felső sorban láthatóval; ilyenkor jobbról balra erősödik.

Nézzünk néhány példát. Annak megállapítására, hogy ez az ORR lehetséges-e, egy általános szabályt használunk, amely meghatározza a redoxreakciók irányát (a reakciók gyengébb oxidálószer és gyengébb redukálószer képződése irányába mennek végbe).

1. Lehetséges-e CoSO 4 oldatból magnéziummal redukálni a kobaltot?
A magnézium erősebb redukálószer, mint a kobalt, a Co 2 ionok pedig erősebbek, mint a Mg 2 ionok, ezért lehetséges.
2. Lehetséges-e a rezet CuCl 2 -dá oxidálni savas környezetben FeCl 3 oldattal?
Mivel a Fe 3B ionok erősebb oxidálószerek, mint a Cu 2 ionok, és a réz erősebb redukálószer, mint a Fe 2 ionok, ez lehetséges.
3. Lehet-e FeCl 3 oldatot előállítani úgy, hogy a sósavval megsavanyított FeCl 2 oldaton oxigént fújunk át?
Úgy tűnik, nem, mivel sorozatunkban az oxigén a Fe 3 -ionok bal oldalán található, és gyengébb oxidálószer, mint ezek az ionok. De vizesoldat az oxigén szinte soha nem redukálódik H 2 O 2 -dá, ebben az esetben H 2 O-vá redukálódik, és Br 2 és MnO 2 között megy végbe. Ezért lehetséges egy ilyen reakció, bár meglehetősen lassan megy végbe (miért?).
4. Lehetséges-e a H 2 O 2 savas környezetben kálium-permanganáttal oxidálni?
Ebben az esetben a H 2 O 2 redukálószer és erősebb redukálószer, mint a Mn 2B ionok, az MnO 4 ionok pedig erősebb oxidálószerek, mint a peroxidból képződött oxigén. Ezért lehetséges.

Egy hasonló sorozat az ORR számára lúgos közegben a következő:

A "sav" sorozattól eltérően ez a sorozat nem használható a fémaktivitás sorozattal együtt.

Elektron-ion egyensúly módszer (félreakciós módszer), intermolekuláris ORR, intramolekuláris ORR, diszmutáció ORR (diszproporcionálás, önoxidáció-önredukció), ORR kommutáció, passziváció.

1. Az elektron-ion-egyensúly módszerével állítsunk fel egyenleteket azokra a reakciókra, amelyek akkor mennek végbe, ha a) H 2 S (S, pontosabban S 8 ) oldatot adunk a kénsavval megsavanyított kálium-permanganát oldathoz; b) KHS; c) K2S; d) H2S03; e) KHS03; e) K2S03; e) HNO2; g) KNO 2; i) KI (I 2 ); j) FeS04; l) C2H5OH (CH3COOH); m) CH3CHO; n) (COOH)2(CO2); n) K 2 C 2 O 4. Itt és lent, ahol szükséges, az oxidációs termékek zárójelben vannak feltüntetve.
2. Írja fel azoknak a reakcióknak egyenleteit, amelyek akkor mennek végbe, ha a következő gázokat kénsavas kálium-permanganát oldaton vezetik át: a) C 2 H 2 (CO 2 ); b) C2H4 (CO2); c) C3H4 (propin) (CO2 és CH3COOH); d) C3H6; e) CH4; e) HCHO.
3. Ugyanezt, de redukálószer oldatot adunk semleges kálium-permanganát oldathoz: a) KHS; b) K2S; c) KHS03; d) K2S03; e) KNO 2; e) KI.
4. Ugyanez, de a kálium-permanganát oldathoz előzőleg kálium-hidroxid oldatot adunk: a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K 2SO 3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3).
5. Írja fel az oldatban lejátszódó alábbi reakciók egyenleteit: a) KMnO 4 + H 2 S ...;
   b) KMnO 4 + HCl...;
   c) KMnO 4 + HBr...;
   d) KMnO 4 + HI ...
6. Készítse el a következő egyenleteket a mangán-dioxid ORR-ére:
7. Kénsavval megsavanyított kálium-dikromát oldatához a következő anyagok oldatait adtuk: a) KHS; b) K2S; c) HNO 2; d) KNO 2; e) KI; f) FeSO 4; g) CH3CH2CHO; i) H2S03; j) KHS03; k) K 2 SO 3. Írd le a lezajló reakciók egyenleteit!
8. Ugyanaz, de a következő gázokat vezetjük át az oldaton: a) H 2 S; b) SO 2.
9. A) K 2 S (K 2 SO 4 ) oldatai; b) K 2SO 3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3). Írd le a lezajló reakciók egyenleteit!
10. A króm(III)-klorid oldatához kálium-hidroxid-oldatot adunk, amíg a kezdetben képződött csapadék fel nem oldódik, majd brómos vizet adunk hozzá. Írd le a lezajló reakciók egyenleteit!
11. Ugyanezt, de az utolsó lépésben kálium-peroxodiszulfát K 2 S 2 O 8 oldatot adtunk hozzá, amely a reakció során szulfáttá redukált.
12. Írja fel az oldatban lezajló reakciók egyenleteit:

a) CrCl 2 + FeCl 3; b) CrSO 4 + FeCl 3; c) CrSO 4 + H 2SO 4 + O 2;

d) CrSO 4 + H 2SO 4 + MnO 2; e) CrSO 4 + H 2 SO 4 + KMnO 4.

13. Írja fel a szilárd króm-trioxid és a következő anyagok közötti reakciók egyenleteit: a) C; b) CO; c) S (S02); d) H2S; e) NH3; e) C2H5OH (CO2 és H20); g) CH3COCH3.
14. Írja fel azoknak a reakcióknak egyenleteit, amelyek akkor mennek végbe, ha a következő anyagokat adják tömény salétromsavhoz: a) S (H 2 SO 4 ); b) P 4 ((HPO 3) 4 ); c) grafit; d) Se; e) I 2 (HIO 3); f) Ag; g) Cu; i) Pb; j) KF; l) FeO; m) FeS; m) MgO; n) MgS; p) Fe(OH)2; c) P203; t) As203 (H3As04); y) As 2S3; f) Fe(NO3)2; x) P4010; v) Cu 2 S.
15. Ugyanaz, de a következő gázok átengedésekor: a) CO; b) H2S; c) N20; d) NH3; e) NEM; f) H2Se; g) HI.
16. A reakciók ugyanúgy vagy eltérően mennek végbe a következő esetekben: a) egy darab magnéziumot helyeztünk egy magas kémcsőbe, amely kétharmadáig tömény salétromsavval volt megtöltött; b) egy csepp tömény salétromsavat helyeztek a magnéziumlemez felületére? Írd le a reakcióegyenleteket!
17. Mi a különbség a tömény salétromsav reakciója kénhidrogén savval és gázhalmazállapotú hidrogén-szulfiddal? Írd le a reakcióegyenleteket!
18. Az ORR ugyanúgy megy végbe, ha vízmentes kristályos nátrium-szulfidot és annak 0,1 M oldatát adjuk tömény salétromsavoldathoz?
19. A következő anyagok keverékét kezeltük tömény salétromsavval: Cu, Fe, Zn, Si és Cr. Írd le a lezajló reakciók egyenleteit!
20. Írja fel azoknak a reakcióknak egyenleteit, amelyek akkor mennek végbe, ha a következő anyagokat adják a híg salétromsavhoz: a) I 2 ; b) Mg; c) Al; d) Fe; e) FeO; f) FeS; g) Fe(OH)2; i) Fe(OH)3; j) MnS; l) Cu2S; l) CuS; m) CuO; n) Na2Scr; p) Na2Sp; c) P 4 O 10 .
21. Milyen folyamatok mennek végbe, ha a) ammóniát, b) kénhidrogént, c) szén-dioxidot engedünk át híg salétromsavoldaton?
22. Írja le az egyenleteket azokra a reakciókra, amelyek akkor mennek végbe, amikor töményhez adják kénsav a következő anyagok: a) Ag; b) Cu; c) grafit; d) HCOOH; e) C6H12O6; f) NaCl cr; g) C2H5OH.
23. Amikor a hidrogén-szulfidot hideg tömény kénsavon vezetik át, S és SO 2 képződik, a forró tömény H 2 SO 4 ként oxidálja SO 2 -dá. Írd le a reakcióegyenleteket! Hogyan megy végbe a reakció forró tömény H 2 SO 4 és hidrogén-szulfid között?
24. Miért kapunk hidrogén-kloridot kristályos nátrium-klorid tömény kénsavval való kezelésével, de hidrogén-bromidot és hidrogén-jodidot ezzel a módszerrel nem?
25. Írja fel a híg kénsav és a) Zn, b) Al, c) Fe, d) króm oxigén hiányában, e) króm kölcsönhatása során fellépő reakciók egyenleteit!
26. Írjon fel reakcióegyenleteket, amelyek a hidrogén-peroxid redox tulajdonságait jellemzik:

A reakciók közül melyikben oxidálószer, és melyikben redukálószer a hidrogén-peroxid?

27. Milyen reakciók mennek végbe a következő anyagok hevítésekor: a) (NH 4) 2 CrO 4; b) NaNO3; c) CaCO 3; d) Al(NO 3) 3; e) Pb(NO 3) 3; f) AgN03; g) Hg(NO3)2; i) Cu(NO 3) 2; j) CuO; l) NaClO 4; m) Ca(ClO 4) 2; m) Fe(NO 3) 2; n) PCl 5; p) MnCl4; c) H2C204; r) LiNO 3; y) HgO; f) Ca(NO 3) 2; x) Fe(OH)3; v) CuCl2; h) KC103; w) KClO 2; y) CrO 3?
28. Ha forró ammónium-klorid és kálium-nitrát oldatokat egyesítenek, reakció lép fel, amelyet gáz felszabadul. Írj egyenletet erre a reakcióra!
29. Írja fel azoknak a reakcióknak egyenleteit, amelyek akkor mennek végbe, amikor a) klórt, b) brómgőzt engednek át hideg nátrium-hidroxid-oldaton. Ugyanaz, de forró megoldással.
30. Amikor kölcsönhatásba lép egy forró, koncentrált kálium-hidroxid-oldattal, a szelén a legközelebbi stabil oxidációs állapotig (–II és +IV) diszmutáción megy keresztül. Írjon egy egyenletet erre az ORR-re.
31. Ugyanezen körülmények között a kén hasonló diszmutáción megy keresztül, de ebben az esetben a kénfelesleg reakcióba lép a szulfitionokkal, és S 2 O 3 2 tioszulfát ionokat képez. Írd le a lezajló reakciók egyenleteit! ;
32. Írjon fel egyenleteket a) réz-nitrát ezüstanódos oldatának, b) ólom-nitrát rézanódos oldatának elektrolízisreakcióira!

Tapasztalat 1. A kálium-permanganát oxidatív tulajdonságai savas környezetben. 3-4 csepp kálium-permanganát oldathoz adjunk azonos térfogatú híg kénsav oldatot, majd nátrium-szulfit oldatot, amíg el nem színeződik. Írd fel a reakció egyenletét! Tapasztalat 2.A kálium-permanganát oxidáló tulajdonságai semleges környezetben. Adjunk 5-6 csepp nátrium-szulfit oldatot 3-4 csepp kálium-permanganát oldathoz. Milyen anyag szabadult fel csapadékként? Tapasztalat 3. A kálium-permanganát oxidatív tulajdonságai lúgos környezetben. 3-4 csepp kálium-permanganát oldathoz adjunk 10 csepp tömény nátrium-hidroxid oldatot és 2 csepp nátrium-szulfit oldatot. Az oldatnak zöldre kell váltania. Tapasztalat 4. A kálium-dikromát oxidatív tulajdonságai savas környezetben. 6 csepp kálium-dikromát oldatot megsavanyítunk négy csepp híg kénsavoldattal, és adjunk hozzá nátrium-szulfit oldatot, amíg a keverék színe meg nem változik. Tapasztalat 5. A hígított kénsav oxidáló tulajdonságai. Az egyik kémcsőbe helyezzen cinkgranulátumot, a másikba pedig egy darab rézszalagot. Adjunk 8-10 csepp hígított kénsavoldatot mindkét kémcsőbe. Hasonlítsa össze a fellépő jelenségeket! A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Tapasztalat 6. A tömény kénsav oxidáló tulajdonságai. Hasonló az 5. kísérlethez, de adjunk hozzá tömény kénsavat. Egy perccel a gáznemű reakciótermékek felszabadulásának megkezdése után tegyünk a kémcsövekbe kálium-permanganát- és réz-szulfát-oldattal megnedvesített szűrőpapírcsíkokat. Magyarázza meg a fellépő jelenségeket! A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Tapasztalat 7. A híg salétromsav oxidáló tulajdonságai. Hasonló az 5. kísérlethez, de adjunk hozzá híg salétromsavoldatot. Figyeljük meg a gáznemű reakciótermékek színváltozását! A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Tapasztalat 8. A tömény salétromsav oxidáló tulajdonságai. Tegyünk egy darab rézszalagot egy kémcsőbe, és adjunk hozzá 10 csepp tömény salétromsavoldatot. Óvatosan melegítse, amíg a fém teljesen fel nem oldódik. A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Tapasztalat 9. A kálium-nitrit oxidáló tulajdonságai. 5-6 csepp kálium-nitrit oldathoz adjunk egyenlő térfogatú híg kénsavoldatot és 5 csepp kálium-jodid oldatot. Milyen anyagok képződnek? Tapasztalat 10. A kálium-nitrit redukáló tulajdonságai. 5-6 csepp kálium-permanganát oldathoz adjunk egyenlő térfogatú híg kénsavoldatot és kálium-nitrit oldatot, amíg a keverék teljesen elszíneződik. Tapasztalat 11.A réz-nitrát termikus bomlása. Tegyünk egy mikrospatulát réz-nitrát-trihidrátból egy kémcsőbe, rögzítsük állványra, és óvatosan melegítsük nyílt lángon. Figyelje meg a kiszáradást és a só későbbi bomlását. A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Tapasztalat 12.Az ólom-nitrát termikus bomlása. Hajtsa végre ugyanazt az eljárást, mint a 11. kísérletben, helyezzen ólom-nitrátot egy kémcsőbe. A KÍSÉRLETET VÉGREHAJTJÁK FÜSTHOROBAN! Mi a különbség ezeknek a sóknak a bomlása során fellépő folyamatok között?