Oksidimi i homologëve të benzenit me permanganat kaliumi në një mjedis acid. Vetitë fiziko-kimike të toluenit, ekuacionet e reaksionit

Tolueni është një lëng pa ngjyrë me një erë specifike. Tolueni është më i lehtë se uji dhe nuk tretet në të, por tretet lehtësisht tretës organikë– alkool, eter, aceton. Tolueni është një tretës i mirë për shumë substanca organike. Ajo digjet me një flakë tymi për shkak të përmbajtjes së lartë të karbonit të molekulës së saj.

Vetitë fizike të toluenit janë paraqitur në tabelë.

Tabela. Vetitë fizike të toluenit.

Vetitë kimike të toluenit

I. Reaksioni i oksidimit.

1. Djegia (flaka e tymosjes):

2C 6 H 5 CH 3 + 16O 2 t→ 14CO 2 + 8H 2 O + Q

2. Tolueni oksidohet nga permanganati i kaliumit (permanganati i kaliumit zbardhet):

A) në një mjedis acid në acid benzoik

Kur tolueni ekspozohet ndaj permanganatit të kaliumit dhe agjentëve të tjerë të fortë oksidues, zinxhirët anësor oksidohen. Pavarësisht se sa kompleks është zinxhiri i zëvendësuesit, ai shkatërrohet, me përjashtim të atomit të karbonit a, i cili oksidohet në një grup karboksil. Tolueni jep acid benzoik:

B) në kripërat neutrale dhe pak alkaline ndaj acidit benzoik

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + KOH + 2MnO 2 + H 2 O

II. REAKSIONET E SHTESËS

1. Halogjenimi

ME 6 N 5 CH 3 + Vg 2  ME 6 N 5 CH 2 Vg + NVg

C 6 H 5 CH 3 + Cl 2 h ν →C 6 H 5 CH 2 Cl+HCl

2. Hidrogjenizimi

C6H5CH3 + 3H2 t , Pt ose Ni→C 6 H 11 CH 3 (metilcikloheksan)

III. REAKSIONET E ZËVENDËSIMIT– mekanizmi jonik (më e lehtë se alkanet)

1. Halogjenimi -

Vetitë kimike të radikaleve alkil janë të ngjashme me alkanet. Atomet e hidrogjenit në to zëvendësohen me halogjen nga një mekanizëm radikal i lirë. Prandaj, në mungesë të një katalizatori, pas ngrohjes ose rrezatimit UV, ndodh një reaksion zëvendësimi radikal në zinxhirin 4 anësor. Ndikimi i unazës së benzenit në zëvendësuesit e alkilit çon në faktin se atomi i hidrogjenit në atomin e karbonit i lidhur drejtpërdrejt me unazën e benzenit (atomi a-karbon) zëvendësohet gjithmonë.

C6H5-CH3 + Cl2 h ν → C 6 H 5 -CH 2 -Cl + HCl

në prani të një katalizatori

C6H5-CH3 +Cl2 AlCl 3 → (përzierje orta, çift derivatesh) +HCl

2. Nitrimi (me acid nitrik)

C6H5-CH3 + 3HO-NO 2 t , H 2 KËSHTU QË 4 → CH 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O

2,4,6-trinitrotoluen (tol, TNT)

Përdorimi i toluenit.

Tolueni C 6 H 5 – CH 3 – tretës, i përdorur në prodhimin e ngjyrave, medicinale dhe eksplozivëve(TNT (Tol), ose 2,4,6-trinitrotoluen TNT).

2.2. Të qenit në natyrë

Tolueni u përftua për herë të parë nga distilimi i rrëshirës së pishës në 1835 nga Peltier P., dhe më vonë u izolua nga balsami Tolu (rrëshirë nga lëvorja e pemës Myraxylo, që rritet në Amerikën Qendrore). Kjo substancë u emërua pas qytetit të Tolu (Kolumbi).

2.3. Burimet antropogjene të toluenit që hyjnë në biosferë.

Burimet kryesore janë distilimi i qymyrit dhe një sërë procesesh petrokimike, në veçanti reformimi katalitik, distilimi i naftës së papërpunuar dhe alkilimi i hidrokarbureve aromatike më të ulëta. Hidrokarburet policiklike janë të pranishme në tymin që përmbahet në atmosferën e qyteteve.

Burimi i ndotjes së ajrit mund të jetë industria metalurgjike dhe automjetet.

Niveli i sfondit të toluenit në atmosferë është 0,75 μg/m 3 (0,00075 mg/m 3).

Gjithashtu, burimet kryesore të toluenit në mjedisiështë prodhimi kimik i lëndëve plasëse, rrëshirave epokside, llaqeve dhe bojrave etj.

18. Reaksionet redoks (vazhdim 2)

18.9. OVR që përfshin substanca organike

Në OVR çështje organike Me ato inorganike, substancat organike janë më së shpeshti agjentë reduktues. Kështu, kur lënda organike digjet në oksigjen të tepërt, ajo gjithmonë prodhon dioksid karboni dhe uji. Reaksionet janë më të ndërlikuara kur përdoren agjentë oksidues më pak aktivë. Ky seksion diskuton vetëm reagimet e përfaqësuesve të klasave më të rëndësishme të substancave organike me disa agjentë oksidues inorganik.

Alkenet. Gjatë oksidimit të butë, alkenet shndërrohen në glikole (alkoolet dihidrike). Atomet reduktuese në këto reaksione janë atome karboni të lidhur me një lidhje të dyfishtë.

Reagimi me një zgjidhje të permanganatit të kaliumit ndodh në një mjedis neutral ose pak alkalik në mënyrën e mëposhtme:

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

Në kushte më të rënda, oksidimi çon në këputjen e zinxhirit të karbonit në lidhjen e dyfishtë dhe formimin e dy acideve (në një mjedis fort alkalik - dy kripëra) ose një acidi dhe dioksidi të karbonit (në një mjedis fort alkalik - një kripë dhe një karbonat):

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

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

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 (ngrohje)

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

Dikromati i kaliumit në një mjedis acid sulfurik oksidon alkenet në mënyrë të ngjashme me reaksionet 1 dhe 2.

Alkinet. Alkinet fillojnë të oksidohen në kushte pak më të rënda se alkenet, kështu që ato zakonisht oksidohen duke thyer zinxhirin e karbonit në lidhjen e trefishtë. Ashtu si në rastin e alkaneve, atomet reduktuese këtu janë atomet e karbonit të lidhur në këtë rast lidhje e trefishtë. Si rezultat i reaksioneve, formohen acide dhe dioksid karboni. Oksidimi mund të kryhet me permanganat kaliumi ose dikromat në një mjedis acid, për shembull:

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

Ndonjëherë është e mundur të izolohen produktet e ndërmjetme të oksidimit. Në varësi të pozicionit të lidhjes së trefishtë në molekulë, këto janë ose diketone (R1-CO-CO-R2) ose aldoketone (R-CO-CHO).

Acetileni mund të oksidohet me permanganat kaliumi në një mjedis pak alkalik ndaj oksalatit të kaliumit:

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

Në një mjedis acid, oksidimi vazhdon në dioksid karboni:

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

Homologët e benzenit. Homologët e benzenit mund të oksidohen me një zgjidhje të permanganatit të kaliumit në një mjedis neutral ndaj benzoatit të kaliumit:

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

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 = C 6 H 5 GATU + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH (kur nxehet)

Oksidimi i këtyre substancave me dikromat kaliumi ose permanganat në një mjedis acid, çon në formimin e acidit benzoik.

Alkoolet. Produkti i drejtpërdrejtë i oksidimit të alkooleve primare janë aldehidet, dhe produktet e oksidimit të alkooleve dytësore janë ketonet.

Aldehidet e formuara gjatë oksidimit të alkooleve oksidohen lehtësisht në acide, prandaj aldehidet nga alkoolet primare fitohen nga oksidimi me dikromat kaliumi në një mjedis acid në pikën e vlimit të aldehidit. Kur aldehidet avullojnë, ato nuk kanë kohë të oksidohen.

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 (ngrohje)

Me një tepricë të agjentit oksidues (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) në çdo mjedis, alkoolet primare oksidohen në acidet karboksilike ose kripërat e tyre, dhe ato dytësore - te ketonet. Alkoolet terciare nuk oksidohen në këto kushte, por alkooli metil oksidohet në dioksid karboni. Të gjitha reagimet ndodhin kur nxehen.

Alkooli diatomik, etilen glikol HOCH 2 – CH 2 OH, kur nxehet në një mjedis acid me një tretësirë ​​të KMnO 4 ose K 2 Cr 2 O 7, oksidohet lehtësisht në dioksid karboni dhe ujë, por ndonjëherë është e mundur të izolohen produktet e ndërmjetme (HOCH 2 –COOH, HOOC– COOH, etj.).

Aldehidet. Aldehidet janë agjentë reduktues mjaft të fortë, dhe për këtë arsye oksidohen lehtësisht nga agjentë të ndryshëm oksidues, për shembull: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH. Të gjitha reagimet ndodhin kur nxehen:

3CH 3 CHO + 2KMnO 4 = CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 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

Formaldehidi me një tepricë të agjentit oksidues oksidohet në dioksid karboni.

18.10. Krahasimi i aktivitetit redoks të substancave të ndryshme

Nga përkufizimet e koncepteve "atom oksidues" dhe "atom reduktues" rrjedh se atomet në gjendjen më të lartë të oksidimit kanë vetëm veti oksiduese. Përkundrazi, atomet në gjendjen më të ulët të oksidimit kanë vetëm veti reduktuese. Atomet në gjendje të ndërmjetme oksidimi mund të jenë edhe agjentë oksidues edhe agjentë reduktues.

Në të njëjtën kohë, bazuar vetëm në shkallën e oksidimit, është e pamundur të vlerësohen pa mëdyshje vetitë redoks të substancave. Si shembull, merrni parasysh lidhjet e elementeve të grupit VA. Komponimet e azotit (V) dhe antimonit (V) janë pak a shumë agjentë të fortë oksidues Komponimet e bismutit (V) janë agjentë oksidues shumë të fortë dhe komponimet e fosforit (V) praktikisht nuk kanë veti oksiduese. Në këtë dhe në raste të tjera të ngjashme, ka rëndësi se sa këtë shkallë oksidimi është tipik për të këtij elementi, pra sa të qëndrueshme janë përbërjet që përmbajnë atome të një elementi të caktuar në këtë gjendje oksidimi.

Çdo reaksion redoks vazhdon në drejtim të formimit të një agjenti oksidues më të dobët dhe një agjenti reduktues më të dobët. NË rast i përgjithshëm mundësia e shfaqjes së ndonjë ORR, si çdo reaksion tjetër, mund të përcaktohet nga shenja e ndryshimit të energjisë Gibbs. Përveç kësaj, për të përcaktuar sasinë e aktivitetit redoks të substancave, përdoren karakteristikat elektrokimike të agjentëve oksidues dhe agjentëve reduktues (potencialet standarde të çifteve redoks). Bazuar në këto karakteristika sasiore, është e mundur të ndërtohen seri të aktivitetit redoks të substancave të ndryshme. Seria e sforcimeve metalike të njohura për ju është ndërtuar pikërisht në këtë mënyrë. Kjo seri bën të mundur krahasimin e vetive reduktuese të metaleve në tretësirat ujore në kushte standarde ( Me= 1 mol/l, T= 298,15 K), si dhe vetitë oksiduese të akuakacioneve të thjeshta. Nëse vendosni jonet (agjentët oksidues) në rreshtin e sipërm të kësaj rreshti dhe atomet metalike (agjentët reduktues) në rreshtin e poshtëm, atëherë ana e majtë e kësaj rreshti (para hidrogjenit) do të duket kështu:

Në këtë seri, vetitë oksiduese të joneve (vija e sipërme) rriten nga e majta në të djathtë, dhe vetitë reduktuese të metaleve (vija e poshtme), përkundrazi, nga e djathta në të majtë.

Duke pasur parasysh ndryshimet në aktivitetin redoks në mjedise të ndryshme, është e mundur të ndërtohen seri të ngjashme për agjentët oksidues. Kështu, për reaksionet në një mjedis acid (pH = 0), fitohet një "vazhdim" i serisë së aktiviteteve metalike në drejtim të rritjes së vetive oksiduese.

Ashtu si në serinë e aktivitetit metalik, në këtë seri vetitë oksiduese të agjentëve oksidues (linja e sipërme) rriten nga e majta në të djathtë. Por, duke përdorur këtë seri, krahasoni aktivitetin reduktues të agjentëve reduktues ( fundi) është e mundur vetëm nëse forma e tyre e oksiduar përkon me atë të treguar në vijën e sipërme; në këtë rast intensifikohet nga e djathta në të majtë.

Le të shohim disa shembuj. Për të zbuluar nëse kjo ORR është e mundur, ne do të përdorim një rregull të përgjithshëm që përcakton drejtimin e reaksioneve redoks (reaksionet vazhdojnë në drejtim të formimit të një agjenti oksidues më të dobët dhe një agjenti reduktues më të dobët).

1. A është e mundur të reduktohet kobalti nga një tretësirë ​​CoSO 4 me magnez?
Magnezi është një agjent reduktues më i fortë se kobalti, dhe jonet e Co 2 janë agjentë oksidues më të fortë se jonet Mg 2, prandaj është e mundur.
2. A është e mundur të oksidohet bakri në CuCl 2 në një mjedis acid me një tretësirë ​​të FeCl 3?
Meqenëse jonet Fe 3B janë agjentë oksidues më të fortë se jonet Cu 2, dhe bakri është një agjent reduktues më i fortë se jonet Fe 2, është e mundur.
3. A është e mundur të merret një tretësirë ​​e FeCl 3 duke fryrë oksigjen përmes një tretësire të FeCl 2 të acidifikuar me acid klorhidrik?
Nuk duket, pasi në serinë tonë oksigjeni është në të majtë të joneve Fe 3 dhe është një agjent oksidues më i dobët se këta jone. Por në tretësirë ​​ujore oksigjeni pothuajse nuk reduktohet kurrë në H 2 O 2 , në këtë rast ai reduktohet në H 2 O dhe zhvillohet midis Br 2 dhe MnO 2 . Prandaj, një reagim i tillë është i mundur, megjithëse vazhdon mjaft ngadalë (pse?).
4. A është e mundur të oksidohet H 2 O 2 në një mjedis acid me permanganat kaliumi?
Në këtë rast, H 2 O 2 është një agjent reduktues dhe një agjent reduktues më i fortë se jonet Mn 2B, dhe jonet MnO 4 janë agjentë oksidues më të fortë se oksigjeni i formuar nga peroksidi. Prandaj, është e mundur.

Një seri e ngjashme e ndërtuar për ORR në një mjedis alkalik është si më poshtë:

Ndryshe nga seria "acid", kjo seri nuk mund të përdoret në lidhje me serinë e aktivitetit metalik.

Metoda e ekuilibrit të elektroneve (metoda e gjysmëreaksionit), ORR ndërmolekulare, ORR intramolekulare, dismutimi ORR (disproporcioni, vetëoksidimi-vetëreduktimi), komutimi ORR, pasivimi.

1. Duke përdorur metodën e bilancit elektron-jon, hartoni ekuacione për reaksionet që ndodhin kur një tretësirë ​​e permanganat kaliumit të acidifikuar me acid sulfurik a) i shtohet tretësirë ​​H 2 S (S, më saktë, S 8); b) KHS; c) K 2 S; d) H2SO3; e) KHSO 3; e) K2SO3; e) HNO 2; g) KNO 2; i) KI (I 2 ); j) FeSO 4; l) C2H5OH (CH3COOH); m) CH3 CHO; n) (COOH) 2 (CO2); n) K 2 C 2 O 4 . Këtu dhe më poshtë, kur është e nevojshme, produktet e oksidimit tregohen në kllapa kaçurrelë.
2. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin kur gazrat e mëposhtëm kalojnë nëpër një tretësirë ​​të permanganat kaliumi të acidifikuar me acid sulfurik: a) C 2 H 2 (CO 2 ); b) C2H4 (CO2); c) C3H4 (propin) (CO2 dhe CH3COOH); d) C3H6; e) CH4; e) HCHO.
3. E njëjta zgjidhje, por një solucion reduktues i shtohet një tretësire neutrale të permanganatit të kaliumit: a) KHS; b) K 2 S; c) KHSO 3; d) K2SO3; e) KNO 2; e) KI.
4. E njëjta gjë, por tretësira e hidroksidit të kaliumit i shtohet më parë tretësirës së permanganatit të kaliumit: a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K2SO3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3).
5. Krijoni ekuacione reagimet e mëposhtme që rrjedh në tretësirë: a) KMnO 4 + H 2 S ...;
   b) KMnO 4 + HCl ...;
   c) KMnO 4 + HBr ...;
   d) KMnO 4 + HI ...
6. Bëni ekuacionet e mëposhtme për ORR të dioksidit të manganit:
7. Tretësirave të substancave të mëposhtme u shtuan në një tretësirë ​​të dikromatit të kaliumit të acidifikuar me acid sulfurik: a) KHS; b) K 2 S; c) HNO 2; d) KNO 2; e) KI; f) FeSO 4; g) CH 3 CH 2 CHO; i) H2SO3; j) KHSO 3; k) K 2 SO 3. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin.
8. Njësoj, por përmes tretësirës kalojnë gazrat e mëposhtëm: a) H 2 S; b) SO 2.
9. Tretësira të a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K2SO3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3). Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin.
10. Një tretësirë ​​e hidroksidit të kaliumit iu shtua tretësirës së klorurit të kromit (III) derisa precipitati i formuar fillimisht u tret dhe më pas u shtua ujë me brom. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin.
11. E njëjta gjë, por në vazhdim fazën e fundit u shtua një tretësirë ​​e peroksodisulfatit të kaliumit K 2 S 2 O 8, e cila gjatë reaksionit u reduktua në sulfat.
12. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin në zgjidhje:

a) CrCl2 + FeCl3; b) CrSO4 + FeCl3; c) CrSO4 + H2SO4 + O2;

d) CrSO4 + H2SO4 + MnO2; e) CrSO 4 + H 2 SO 4 + KMnO 4.

13. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin ndërmjet trioksidit të ngurtë të kromit dhe substancave të mëposhtme: a) C; b) CO; c) S (SO2); d) H2S; e) NH 3; e) C2H5OH (CO2 dhe H2O); g) CH 3 COCH 3 .
14. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin kur acidit nitrik të koncentruar i shtohen substancat e mëposhtme: a) S (H 2 SO 4 ); b) P4 ((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) P 2 O 3; t) Si 2O3 (H3AsO4); y) Si 2 S 3; f) Fe(NO 3) 2; x) P4O10; v) Cu 2 S.
15. E njëjta gjë, por kur kalojnë gazrat e mëposhtëm: a) CO; b) H2S; c) N2O; d) NH 3; e) JO; f) H2Se; g) HI.
16. Reagimet do të vazhdojnë njësoj apo ndryshe? rastet e mëposhtme: a) një copë magnezi u vendos në një epruvetë të gjatë dy të tretat e mbushur me acid nitrik të koncentruar; b) një pikë e përqendruar acid nitrik? Shkruani ekuacionet e reaksionit.
17. Cili është ndryshimi midis reaksionit të acidit nitrik të koncentruar me acid hidrosulfid dhe me sulfur hidrogjeni të gaztë? Shkruani ekuacionet e reaksionit.
18. A do të vazhdojë ORR në të njëjtën mënyrë kur sulfid natriumi kristalor anhidrik dhe tretësira e tij 0.1 M i shtohen një tretësire të koncentruar të acidit nitrik?
19. Një përzierje e substancave të mëposhtme u trajtua me acid nitrik të koncentruar: Cu, Fe, Zn, Si dhe Cr. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin.
20. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin kur për hollimin e acidit nitrik shtohen substancat e mëposhtme: a) I 2 ; b) Mg; c) Al; d) Fe; e) FeO; f) FeS; g) Fe(OH) 2; i) Fe(OH) 3; j) MnS; l) Cu 2 S; l) CuS; m) CuO; n) Na 2 S cr; p) Na 2 S p; c) P 4 O 10 .
21. Cilat procese do të ndodhin kur a) amoniaku, b) sulfidi i hidrogjenit, c) dioksidi i karbonit kalohet përmes një tretësire të holluar të acidit nitrik?
22. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin kur acidit sulfurik të koncentruar i shtohen substancat e mëposhtme: a) Ag; b) Cu; c) grafit; d) HCOOH; e) C6H12O6; f) NaCl cr; g) C 2 H 5 OH.
23. Kur sulfuri i hidrogjenit kalohet përmes acidit sulfurik të përqendruar të ftohtë, formohen S dhe SO 2, H 2 SO 4 i koncentruar i nxehtë oksidon squfurin në SO 2. Shkruani ekuacionet e reaksionit. Si do të vazhdojë reaksioni ndërmjet H 2 SO 4 të përqendruar të nxehtë dhe sulfurit të hidrogjenit?
24. Pse kloruri i hidrogjenit përftohet duke trajtuar klorurin kristalor të natriumit me acid sulfurik të koncentruar, por hidrogjeni dhe jodidi i hidrogjenit nuk përftohen me këtë metodë?
25. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin gjatë bashkëveprimit të acidit sulfurik të holluar me a) Zn, b) Al, c) Fe, d) kromin në mungesë të oksigjenit, e) kromin në ajër.
26. Shkruani ekuacionet e reagimit që karakterizojnë vetitë redoks të peroksidit të hidrogjenit:

Në cilin nga këto reaksione peroksidi i hidrogjenit është një agjent oksidues dhe në cilin është një agjent reduktues?

27. Çfarë reaksionesh ndodhin kur nxehen substancat e mëposhtme: a) (NH 4) 2 CrO 4; b) NaNO 3; c) CaCO 3; d) Al(NO 3) 3; e) Pb(NO 3) 3; f) AgNO 3; g) Hg(NO 3) 2; i) Cu(NO 3) 2; j) CuO; l) NaClO4; m) Ca(ClO4)2; m) Fe(NO 3) 2; n) PCl 5; p) MnCl4; c) H2C2O4; r) LiNO 3; y) HgO; f) Ca(NO 3) 2; x) Fe(OH) 3; v) CuCl2; h) KClO 3; w) KClO 2; y) CrO 3 ?
28. Kur kombinohen tretësirat e nxehta të klorurit të amonit dhe nitratit të kaliumit, ndodh një reaksion i shoqëruar me lëshimin e gazit. Shkruani një ekuacion për këtë reaksion.
29. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin kur a) klori, b) avulli i bromit kalon nëpër një tretësirë ​​të ftohtë të hidroksidit të natriumit. E njëjta gjë, por përmes një zgjidhjeje të nxehtë.
30. Kur ndërvepron me një tretësirë ​​të nxehtë të koncentruar të hidroksidit të kaliumit, seleni pëson shpërbërje në gjendjet më të afërta të oksidimit të qëndrueshëm (–II dhe +IV). Shkruani një ekuacion për këtë ORR.
31. Në të njëjtat kushte, squfuri pëson një dismutacion të ngjashëm, por squfuri i tepërt reagon me jonet sulfite për të formuar jone tiosulfate S 2 O 3 2. Shkruani ekuacionet për reaksionet që ndodhin. ;
32. Shkruani ekuacionet për reaksionet e elektrolizës së a) një tretësirë ​​të nitratit të bakrit me një anodë argjendi, b) një tretësirë ​​të nitratit të plumbit me një anodë bakri.

Ky material mund të jetë i vështirë për t'u zotëruar. vete studim, për shkak të sasisë së madhe të informacionit, shumë nuancave, lloj-lloj POR dhe IF. Lexo me kujdes!

Për çfarë saktësisht do të flasim?

Përveç oksidimit të plotë (djegisë), disa klasa të përbërjeve organike karakterizohen nga reaksione oksidimi jo i plotë, dhe ato kthehen në klasa të tjera.

Ekzistojnë agjentë oksidues specifikë për secilën klasë: CuO (për alkoolet), Cu(OH) 2 dhe OH (për aldehidet) dhe të tjerë.

Por ka dy agjentë oksidues klasikë që, si të thuash, janë universalë për shumë klasa.

Ky është permanganat kaliumi - KMnO 4. Dhe bikromat i kaliumit (dikromati) – K 2 Cr 2 O 7 . Këto substanca janë agjentë të fortë oksidues për shkak të manganit në gjendje oksidimi +7, dhe kromit në gjendje oksidimi +6, përkatësisht.

Reaksionet me këta agjentë oksidues ndodhin mjaft shpesh, por askund nuk ka një udhëzues gjithëpërfshirës se cili parim duhet të zgjidhni produktet e reaksioneve të tilla.

Në praktikë ka shumë faktorë që ndikojnë në rrjedhën e reaksionit (temperatura, mjedisi, përqendrimi i reagentëve etj.). Shpesh rezultati është një përzierje e produkteve. Prandaj, është pothuajse e pamundur të parashikohet produkti që do të formohet.

Por kjo nuk është e përshtatshme për Provimin e Unifikuar të Shtetit: nuk mund të shkruani atje "ndoshta kjo, ose kjo, ose ajo, ose një përzierje produktesh". Duhet të ketë specifika.

Shkrimtarët e detyrave vendosin një logjikë të caktuar, një parim të caktuar sipas të cilit duhet të shkruhet një produkt i caktuar. Fatkeqësisht, ata nuk e ndanë atë me askënd.

Kjo çështje më tepër shmanget në shumicën e manualeve: si shembull jepen dy ose tre reagime.

Në këtë artikull unë paraqes atë që mund të quhet rezultatet e një kërkim-analizë të detyrave të Provimit të Unifikuar të Shtetit. Logjika dhe parimet e kompozimit të reaksioneve të oksidimit me permanganat dhe dikromat janë zgjidhur mjaft saktë (në përputhje me standardet e provimit të unifikuar të shtetit). Gjërat e para në fillim.

Përcaktimi i gjendjes së oksidimit.

Së pari, kur kemi të bëjmë me reaksionet redoks, ka gjithmonë një agjent oksidues dhe një agjent reduktues.

Agjenti oksidues është mangani në permanganat ose kromi në dikromat, agjenti reduktues është atomet në lëndën organike (domethënë atomet e karbonit).

Nuk mjafton të përcaktohen produktet, reagimi duhet të barazohet. Për barazimin, tradicionalisht përdoret metoda e bilancit elektronik. Për të zbatuar këtë metodë, është e nevojshme të përcaktohen gjendjet e oksidimit të agjentëve reduktues dhe agjentëve oksidues para dhe pas reaksionit.

U substancave inorganike Ne i njohim gjendjet e oksidimit që nga klasa e 9-të:

Por ata ndoshta nuk e morën klasën organike në klasën e 9-të. Prandaj, përpara se të mësoni se si të shkruani OVR në kimi organike, ju duhet të mësoni se si të përcaktoni shkallën e oksidimit të karbonit në substancat organike. Kjo bëhet pak më ndryshe, ndryshe nga kimia inorganike.

Karboni ka një gjendje maksimale oksidimi +4 dhe një minimum prej -4. Dhe mund të shfaqë çdo shkallë oksidimi të këtij hendeku: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4.

Së pari ju duhet të mbani mend se çfarë është një gjendje oksidimi.

Gjendja e oksidimit është ngarkesa konvencionale që shfaqet në një atom, duke supozuar se çiftet e elektroneve janë zhvendosur tërësisht drejt atomit më elektronegativ.

Prandaj, gjendja e oksidimit përcaktohet nga numri i çifteve të elektroneve të zhvendosura: nëse zhvendoset në në një atom të caktuar, atëherë ai fiton një ngarkesë të tepërt minus (-) nëse nga një atom, atëherë fiton një ngarkesë të tepërt plus (+). Në parim, kjo është e gjithë teoria që duhet të dini për të përcaktuar gjendjen e oksidimit të një atomi karboni.

Për të përcaktuar gjendjen e oksidimit të një atomi të veçantë karboni në një përbërje, duhet të marrim parasysh CDO nga lidhjet e tij dhe të shohim se në cilin drejtim do të zhvendoset çifti elektronik dhe çfarë ngarkese të tepërt (+ ose -) do të lindë nga kjo në atomin e karbonit.

Le ta zgjidhim shembuj specifikë:

Në karbon tre lidhje me hidrogjenin. Karboni dhe hidrogjeni - cili është më elektronegativ? Karboni, që do të thotë se përgjatë këtyre tre lidhjeve çifti elektronik do të zhvendoset drejt karbonit. Karboni merr një hidrogjen nga secili ngarkesë negative: rezulton -3

Lidhja e katërt është me klorin. Karboni dhe klori - cili është më elektronegativ? Klori, që do të thotë se përgjatë kësaj lidhjeje çifti elektronik do të zhvendoset drejt klorit. Karboni ka një ngarkesë pozitive +1.

Pastaj, ju vetëm duhet të shtoni: -3 + 1 = -2. Gjendja e oksidimit të këtij atomi karboni është -2.

Le të përcaktojmë gjendjen e oksidimit të secilit atom karboni:

Karboni ka tre lidhje me hidrogjenin. Karboni dhe hidrogjeni - cili është më elektronegativ? Karboni, që do të thotë se përgjatë këtyre tre lidhjeve çifti elektronik do të zhvendoset drejt karbonit. Karboni heq një ngarkesë negative nga çdo hidrogjen: rezulton -3

Dhe një lidhje më shumë me një karbon tjetër. Karboni dhe karboni tjetër - elektronegativitetet e tyre janë të barabarta, pra zhvendosjet çift ​​elektronik nuk ndodh (lidhja nuk është polare).

Ky atom ka dy lidhje me një atom oksigjeni dhe një lidhje tjetër me një atom tjetër oksigjeni (si pjesë e grupit OH). Më shumë atome elektronegative të oksigjenit në tre lidhje tërheqin një çift elektronik nga karboni, dhe karboni fiton një ngarkesë prej +3.

Me lidhjen e katërt, karboni lidhet me një karbon tjetër, siç kemi thënë tashmë, përgjatë kësaj lidhjeje çifti elektronik nuk zhvendoset.

Karboni është i lidhur me atomet e hidrogjenit me dy lidhje. Karboni, duke qenë më elektronegativ, heq një palë elektrone për secilën lidhje me hidrogjenin dhe fiton një ngarkesë prej -2.

Një lidhje e dyfishtë e karbonit është e lidhur me një atom oksigjeni. Oksigjeni më elektronegativ tërheq një palë elektrone drejt vetes përgjatë secilës lidhje. Së bashku rezulton se karboni ka dy çifte elektronesh. Karboni fiton një ngarkesë prej +2.

Së bashku marrim +2 -2 = 0.

Le të përcaktojmë gjendjen e oksidimit të këtij atomi karboni:

Një lidhje e trefishtë me një azot më elektronegativ i jep karbonit një ngarkesë prej +3 lidhja me karbonin nuk e zhvendos çiftin elektronik.

Oksidimi me permanganat.

Çfarë do të ndodhë me permanganatin?

Reaksioni redoks me permanganat mund të ndodhë në mjedise të ndryshme (neutrale, alkaline, acidike). Dhe varet nga mjedisi saktësisht se si do të vazhdojë reagimi dhe cilat produkte do të formohen.

Prandaj, mund të shkojë në tre drejtime:

Permanganati, duke qenë një agjent oksidues, zvogëlohet. Këtu janë produktet e restaurimit të tij:

1. Mjedis acid.

Mjeti acidifikohet me acid sulfurik (H 2 SO 4). Mangani reduktohet në gjendje oksidimi +2. Dhe produktet e rikuperimit do të jenë:

KMnO 4 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

1. Mjedisi alkalik.

Për të krijuar një mjedis alkalik, shtohet një alkali mjaft i koncentruar (KOH). Mangani reduktohet në gjendje oksidimi +6. Produktet e Rimëkëmbjes

KMnO 4 + KOH → K 2 MnO 4 + H 2 O

1. Mjedisi neutral(dhe pak alkaline).

Në një mjedis neutral, përveç permanganatit, reagon edhe uji (të cilin e shkruajmë në anën e majtë të ekuacionit), mangani do të reduktohet në +4 (MnO 2), produktet e reduktimit do të jenë:

KMnO 4 + H 2 O → MnO 2 + KOH

Dhe në një mjedis pak alkalik (në prani të një zgjidhjeje me përqendrim të ulët KOH):

KMnO 4 + KOH → MnO 2 + H 2 O

Çfarë do të ndodhë me lëndën organike?

Gjëja e parë që duhet të kuptoni është se gjithçka fillon me alkoolin! Kjo faza fillestare oksidimi. Karboni me të cilin është ngjitur grupi hidroksil i nënshtrohet oksidimit.

Gjatë oksidimit, një atom karboni "përvetëson" një lidhje me oksigjenin. Prandaj, kur shkruani një skemë reaksioni oksidimi, shkruani [O] sipër shigjetës:

Alkooli primar oksidohet fillimisht në një aldehid, pastaj në një acid karboksilik:

Oksidimi alkool dytësor shkëputet në fazën e dytë. Meqenëse karboni është në mes, formohet një keton, jo një aldehid (atomi i karbonit në grupin e ketonit nuk mund të formojë më fizikisht një lidhje me grupin hidroksil):

Ketonet, alkoolet terciare Dhe acidet karboksilike nuk oksidohet më:

Procesi i oksidimit është hap pas hapi - për sa kohë që ka vend për oksidim dhe ekzistojnë të gjitha kushtet për këtë, reagimi vazhdon. Gjithçka përfundon me një produkt që nuk oksidohet në kushtet e dhëna: një alkool terciar, një keton ose një acid.

Vlen të përmendet fazat e oksidimit të metanolit. Së pari, oksidohet në aldehidin përkatës, pastaj në acidin përkatës:

E veçanta e këtij produkti (acidi formik) është se karboni në grupin karboksil është i lidhur me hidrogjenin, dhe nëse shikoni nga afër, do të vini re se ky nuk është asgjë më shumë se një grup aldehidi:

Dhe grupi aldehid, siç zbuluam më herët, oksidohet më tej në një grup karboksil:

A e keni njohur substancën që rezulton? Formula e saj bruto është H 2 CO 3. Kjo acid karbonik, i cili zbërthehet në dioksid karboni dhe ujë:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2

Prandaj, metanoli, formaldehidi dhe acid formik(për shkak të grupit aldehid) oksidohen në dioksid karboni.

Oksidim i lehtë.

Oksidimi i lehtë është oksidimi pa ngrohje të fortë në një mjedis neutral ose pak alkalik (shkruani 0 sipër reaksionit ° ose 20 °) .

Është e rëndësishme të mbani mend se alkoolet nuk oksidohen në kushte të buta. Prandaj, nëse ato formohen, atëherë oksidimi ndalon mbi to. Cilat substanca do t'i nënshtrohen një reaksioni të lehtë oksidimi?

1. Që përmban lidhje e dyfishtë C=C (reaksioni i Wagnerit).

Në këtë rast, lidhja π prishet dhe grupi hidroksil "ulet" në lidhjet e lëshuara. Rezultati është një alkool dihidrik:

Le të shkruajmë reaksionin e oksidimit të lehtë të etilenit (etenit). Le ta shkruajmë materialet fillestare dhe parashikojnë produktet. Në të njëjtën kohë, ne nuk shkruajmë ende H 2 O dhe KOH: ato mund të shfaqen ose në anën e djathtë të ekuacionit ose në të majtë. Dhe ne përcaktojmë menjëherë shkallët e oksidimit të substancave të përfshira në reaksionin redoks:

Le të bëjmë një bilanc elektronik (domethënë se ka dy agjentë reduktues - dy atome karboni, ato oksidohen veçmas):

Le të vendosim koeficientët:

Në fund ju duhet të shtoni produktet që mungojnë (H 2 O dhe KOH). Nuk ka mjaft kalium në të djathtë, që do të thotë se do të ketë alkali në të djathtë. Para saj vendosim një koeficient. Nuk ka hidrogjen të mjaftueshëm në të majtë, kështu që ka ujë në të majtë. Ne vendosim një koeficient përpara tij:

Le të bëjmë të njëjtën gjë me propilenin (propenin):

Cikloalkeni shpesh futet brenda. Mos lejoni që t'ju shqetësojë. Është një hidrokarbur i rregullt me ​​një lidhje të dyfishtë:

Kudo që të jetë kjo lidhje e dyfishtë, oksidimi do të vazhdojë në të njëjtën mënyrë:

1. Përmban një grup aldehidi.

Grupi aldehid është më reaktiv (reagon më lehtë) se grupi i alkoolit. Prandaj, aldehidi do të oksidohet. Para acidit:

Le të shohim shembullin e acetaldehidit (etanal). Le të shkruajmë reaktantët dhe produktet dhe të rregullojmë gjendjet e oksidimit. Le të hartojmë një bilanc dhe të vendosim koeficientët përpara agjentit reduktues dhe agjentit oksidues:

Në një mjedis neutral dhe pak alkalik, rrjedha e reagimit do të jetë paksa e ndryshme.

Në një mjedis neutral, siç kujtojmë, ne shkruajmë ujin në anën e majtë të ekuacionit dhe alkalin në anën e djathtë të ekuacionit (i formuar gjatë reagimit):

Në këtë rast, një acid dhe një alkali shfaqen krah për krah në një përzierje. Neutralizimi ndodh.

Ata nuk mund të ekzistojnë krah për krah dhe të reagojnë, kripa formohet:

Për më tepër, nëse shohim koeficientët në ekuacion, do të kuptojmë se ka 3 mol acid dhe 2 mol alkali. 2 mol alkali mund të neutralizojnë vetëm 2 mol acid (formohen 2 mol kripë). Dhe mbetet një mol acid. Pra, ekuacioni përfundimtar do të jetë:

Në një mjedis pak alkalik, alkali është i tepërt - shtohet para reagimit, kështu që i gjithë acidi neutralizohet:

Një situatë e ngjashme lind gjatë oksidimit të metanalit. Siç kujtojmë, oksidohet në dioksid karboni:

Duhet të kihet parasysh se monoksidi i karbonit (IV) CO 2 është acid. Dhe do të reagojë me alkali. Dhe meqenëse acidi karbonik është dybazik, mund të formohet një kripë acide dhe një kripë mesatare. Varet nga raporti midis alkalit dhe dioksidit të karbonit:

Nëse alkali ka një raport 2:1 me dioksidin e karbonit, atëherë do të jetë kripë mesatare:

Ose mund të ketë dukshëm më shumë alkali (më shumë se dy herë). Nëse është më shumë se dyfishuar, atëherë pjesa e mbetur e alkalit do të mbetet:

3KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O + KOH

Kjo do të ndodhë në një mjedis alkalik (ku ka një tepricë të alkalit, pasi i shtohet përzierjes së reaksionit para reagimit) ose në një mjedis neutral, kur formohet shumë alkali.

Por nëse alkali lidhet me dioksidin e karbonit si 1:1, atëherë do të ketë një kripë acide:

KOH + CO 2 → KHCO 3

Nëse ka më shumë dioksid karboni sesa nevojitet, atëherë ai mbetet i tepërt:

KOH + 2CO 2 → KHCO 3 + CO 2

Kjo do të ndodhë në një mjedis neutral nëse formohet pak alkali.

Le të shkruajmë substancat fillestare, produktet, të hartojmë një bilanc, të vendosim gjendjet e oksidimit përpara agjentit oksidues, agjentit reduktues dhe produkteve që formohen prej tyre:

Në një mjedis neutral, një alkali (4KOH) do të formohet në të djathtë:

Tani duhet të kuptojmë se çfarë do të formohet gjatë bashkëveprimit të tre moleve CO 2 dhe katër moleve të alkalit.

3CO 2 + 4KOH → 3KHCO 3 + KOH

KHCO 3 + KOH → K 2 CO 3 + H 2 O

Pra, rezulton kështu:

3CO 2 + 4KOH → 2KHCO 3 + K 2 CO 3 + H 2 O

Prandaj, në anën e djathtë të ekuacionit shkruajmë dy mol bikarbonat dhe një mol karbonat:

Por në një mjedis të dobët alkalik nuk ka probleme të tilla: për shkak të faktit se ka një tepricë të alkalit, do të formohet një kripë mesatare:

E njëjta gjë do të ndodhë gjatë oksidimit të aldehidit të acidit oksalik:

Ashtu si në shembullin e mëparshëm, formohet një acid dibazik dhe sipas ekuacionit duhet të fitohen 4 mol alkali (pasi 4 mol permanganat).

Në një mjedis neutral, përsëri, i gjithë alkali nuk është i mjaftueshëm për të neutralizuar plotësisht të gjithë acidin.

Tre mol alkali përdoren për të formuar kripë e thartë, mbetet një mol alkali:

3HOOC–COOH + 4KOH → 3KOOC–COOH + KOH

Dhe ky një mol alkali hyn në ndërveprim me një mol kripë acidi:

KOOC–COOH + KOH → KOOC–COOK + H 2 O

Rezulton kështu:

3HOOC–COOH + 4KOH → 2KOOC–COOH + KOOC–COOK + H 2 O

Ekuacioni përfundimtar:

Në një mjedis pak alkalik, kripa mesatare formohet për shkak të alkalit të tepërt:

1. Përmban një lidhje të trefishtëC≡ C.

Mos harroni se çfarë ndodhi gjatë oksidimit të butë të përbërjeve me një lidhje të dyfishtë? Nëse nuk ju kujtohet, lëvizni prapa dhe mbani mend.

Lidhja π prishet dhe grupi hidroksil lidhet me atomet e karbonit. Këtu është i njëjti parim. Vetëm mos harroni se një lidhje e trefishtë ka dy lidhje π. Së pari kjo ndodh përgjatë lidhjes së parë π:

Pastaj nëpërmjet një lidhjeje tjetër π:

Një strukturë në të cilën një atom karboni ka dy grupe hidroksil është jashtëzakonisht e paqëndrueshme. Kur diçka është e paqëndrueshme në kimi, ajo tenton të bëjë që diçka "të bjerë". Uji bie, si kjo:

Kjo rezulton në një grup karbonil.

Le të shohim shembuj:

Etina (acetileni). Le të shqyrtojmë fazat e oksidimit të kësaj substance:

Eliminimi i ujit:

Ashtu si në shembullin e mëparshëm, ekziston një acid dhe alkali në një përzierje reaksioni. Ndodh neutralizimi dhe krijohet kripa. Siç mund ta shihni nga koeficienti i permanganatit alkali do të ketë 8 mole, domethënë është mjaft e mjaftueshme për të neutralizuar acidin. Ekuacioni përfundimtar:

Merrni parasysh oksidimin e butinës-2:

Eliminimi i ujit:

Asnjë acid nuk formohet këtu, kështu që nuk ka nevojë të shqetësoheni me neutralizimin.

Ekuacioni i reagimit:

Këto dallime (midis oksidimit të karbonit në skaj dhe në mes të zinxhirit) tregohen qartë nga shembulli i pentinës:

Eliminimi i ujit:

Rezultati është një substancë me një strukturë interesante:

Grupi aldehid vazhdon të oksidohet:

Le të shkruajmë substancat fillestare, produktet, të përcaktojmë gjendjet e oksidimit, të hartojmë një bilanc, të vendosim koeficientët përpara agjentit oksidues dhe agjentit reduktues:

Duhet të formohen 2 mol alkali (pasi koeficienti përballë permanganatit është 2), prandaj, i gjithë acidi neutralizohet:

Oksidim i rëndë.

Oksidimi i fortë është oksidimi në i thartë, shumë alkaline mjedisi. Dhe gjithashtu, në neutral (ose pak alkalik), por kur nxehet.

Në një mjedis acid, ato gjithashtu nxehen ndonjëherë. Por që oksidimi i rëndë të ndodhë në një mjedis jo acid, ngrohja është një parakusht.

Cilat substanca do t'i nënshtrohen oksidimit të rëndë? (Së pari, ne do të analizojmë vetëm në një mjedis acid - dhe më pas do të shtojmë nuancat që lindin gjatë oksidimit në një mjedis fort alkalik dhe neutral ose pak alkalik (kur nxehet).

Me oksidim të rëndë, procesi shkon në maksimum. Për sa kohë që ka diçka për të oksiduar, oksidimi vazhdon.

1. Alkoolet. Aldehidet.

Le të shqyrtojmë oksidimin e etanolit. Ai gradualisht oksidohet në acid:

Le të shkruajmë ekuacionin. Ne shkruajmë substancat fillestare, produktet e reaksionit redoks, hyjmë në gjendjet e oksidimit dhe hartojmë një bilanc. Le të barazojmë reagimin:

Nëse reaksioni kryhet në pikën e vlimit të aldehidit, kur të formohet, ai do të avullojë (fluturojë larg) nga përzierja e reaksionit pa pasur kohë të oksidohet më tej. I njëjti efekt mund të arrihet në kushte shumë të buta ( nxehtësi e ulët). Në këtë rast, ne shkruajmë aldehidin si produkt:

Le të shqyrtojmë oksidimin e alkoolit dytësor duke përdorur shembullin e 2-propanolit. Siç është përmendur tashmë, oksidimi përfundon në fazën e dytë (formimi i një përbërjeje karbonil). Meqenëse formohet një keton, i cili nuk oksidohet. Ekuacioni i reagimit:

Le të shqyrtojmë oksidimin e aldehideve duke përdorur etanal. Ai gjithashtu oksidohet në acid:

Ekuacioni i reagimit:

Metanali dhe metanoli, siç u përmend më herët, oksidohen në dioksid karboni:

Metali:

1. Përmban lidhje të shumta.

Në këtë rast, zinxhiri prishet në lidhjen e shumëfishtë. Dhe atomet që e formuan atë i nënshtrohen oksidimit (ata fitojnë një lidhje me oksigjenin). Oksidohen sa më shumë.

Kur lidhja e dyfishtë prishet, përbërësit karbonil formohen nga fragmentet (në diagramin më poshtë: nga një fragment - një aldehid, nga tjetri - një keton)

Le të shohim oksidimin e pentenit-2:

Oksidimi i "skrapeve":

Rezulton se formohen dy acide. Le të shkruajmë materialet dhe produktet fillestare. Le të përcaktojmë gjendjen e oksidimit të atomeve që e ndryshojnë atë, të hartojmë një ekuilibër dhe të barazojmë reagimin:

Kur përpiloni një bilanc elektronik, nënkuptojmë se ekzistojnë dy agjentë reduktues - dy atome karboni, dhe ato oksidohen veçmas:

Acidi nuk do të formohet gjithmonë. Le të shqyrtojmë, për shembull, oksidimin e 2-metilbutenit:

Ekuacioni i reagimit:

Absolutisht i njëjti parim për oksidimin e komponimeve me lidhje e trefishtë(vetëm oksidimi ndodh menjëherë me formimin e acidit, pa arsimi i mesëm aldehide):

Ekuacioni i reagimit:

Kur lidhja e shumëfishtë ndodhet saktësisht në mes, rezultati nuk është dy produkte, por një. Meqenëse "skrapet" janë të njëjta dhe ato oksidohen në të njëjtat produkte:

Ekuacioni i reagimit:

1. Acid i dyfishtë i kurorëzuar.

Ekziston një acid në të cilin grupet karboksil (kurorat) janë të lidhura me njëri-tjetrin:

Ky është acid oksalik. Është e vështirë që dy kurora të kalojnë krah për krah. Sigurisht që është i qëndrueshëm në kushte normale. Por për shkak se ka dy grupe karboksilike të lidhura me njëri-tjetrin, është më pak i qëndrueshëm se acidet e tjera karboksilike.

Dhe për këtë arsye, në kushte veçanërisht të vështira, mund të oksidohet. Ekziston një ndërprerje në lidhjen midis "dy kurorave":

Ekuacioni i reagimit:

1. Homologët e benzenit (dhe derivatet e tyre).

Vetë benzeni nuk oksidohet, për faktin se aromatikiteti e bën këtë strukturë shumë të qëndrueshme

Por homologët e tij oksidohen. Në këtë rast, qarku gjithashtu prishet, gjëja kryesore është të dini se ku saktësisht. Disa parime zbatohen:

1. Vetë unaza e benzenit nuk shembet dhe mbetet e paprekur deri në fund, prishja e lidhjes ndodh në radikal.
2. Atomi i lidhur drejtpërdrejt me unazën e benzenit oksidohet. Nëse pas saj zinxhir karboni në radikal vazhdon - atëherë hendeku do të ndodhë pas tij.

Le të shohim oksidimin e metilbenzenit. Atje, një atom karboni në radikal oksidohet:

Ekuacioni i reagimit:

Le të shohim oksidimin e izobutilbenzenit:

Ekuacioni i reagimit:

Le të shohim oksidimin e sec-butilbenzenit:

Ekuacioni i reagimit:

Kur homologët e benzenit (dhe derivatet e homologëve) oksidohen me disa radikale, formohen dy, tre ose më shumë acide aromatike bazë. Për shembull, oksidimi i 1,2-dimetilbenzenit:

Derivatet e homologëve të benzenit (në të cilat unaza e benzenit ka radikale jo hidrokarbure) oksidohen në të njëjtën mënyrë. Një grup tjetër funksional në unazën e benzenit nuk ndërhyn:

Nëntotali. Algoritmi "si të shkruhet reagimi i oksidimit të fortë me permanganat në një mjedis acid":

1. Shkruani substancat fillestare (organike + KMnO 4 + H 2 SO 4).
2. Shkruani produktet e oksidimit organik (përbërjet që përmbajnë alkool, grupe aldehide, lidhje të shumta, si dhe homologë të benzenit do të oksidohen).
3. Shkruani produktin e reduktimit të permanganatit (MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O).
4. Përcaktoni shkallën e oksidimit në pjesëmarrësit në OVR. Bëni një bilanc. Shënoni koeficientët për agjentin oksidues dhe reduktues, si dhe për substancat që formohen prej tyre.
5. Pastaj rekomandohet të llogarisni sa anione sulfate janë në anën e djathtë të ekuacionit, dhe në përputhje me rrethanat të vendosni një koeficient përpara acidit sulfurik në të majtë.
6. Në fund vendosim koeficientin përpara ujit.

Oksidim i rëndë në një mjedis shumë alkalik dhe një mjedis neutral ose pak alkalik (kur nxehet).

Këto reagime janë shumë më pak të zakonshme. Mund të themi se reagime të tilla janë ekzotike. Dhe siç i ka hije çdo reagimi ekzotik, këto rezultuan të ishin më të diskutueshmet.

Oksidimi i fortë është gjithashtu i vështirë në Afrikë, kështu që lënda organike oksidohet në të njëjtën mënyrë si në një mjedis acid.

Ne nuk do të analizojmë reagimet për secilën klasë veç e veç, pasi parim i përgjithshëm tashmë të deklaruara më herët. Le të shohim vetëm nuancat.

Mjedis shumë alkalik :

Në një mjedis shumë alkalik, permanganati reduktohet në gjendjen e oksidimit +6 (manganat kaliumi):

KMnO 4 + KOH → K 2 MnO 4 .

Në një mjedis fort alkalik, ka gjithmonë një tepricë të alkalit, kështu që do të bëhet neutralizimi i plotë: nëse formohet dioksidi i karbonit, do të ketë karbonat, nëse formohet një acid, do të ketë kripë (nëse acidi është polibazik, atje do të jetë një kripë mesatare).

Për shembull, oksidimi i propenit:

Oksidimi i etilbenzenit:

Mjedis pak alkalik ose neutral kur nxehet :

Edhe këtu gjithmonë duhet të merret parasysh mundësia e neutralizimit.

Nëse oksidimi ndodh në një mjedis neutral dhe formohet një përbërje acidike (acid ose dioksid karboni), atëherë alkali që rezulton do ta neutralizojë këtë përbërje acidike. Por nuk ka gjithmonë alkali të mjaftueshëm për të neutralizuar plotësisht acidin.

Kur oksidohen aldehidet, për shembull, nuk mjafton (oksidimi do të vazhdojë në të njëjtën mënyrë si në kushte të buta - temperatura thjesht do të përshpejtojë reagimin). Prandaj, formohen si kripa ashtu edhe acidi (i cili, përafërsisht, mbetet i tepërt).

Ne e diskutuam këtë kur shikuam oksidimin e butë të aldehideve.

Prandaj, nëse formoni acid në një mjedis neutral, duhet të shihni me kujdes nëse është e mjaftueshme për të neutralizuar të gjithë acidin. Vëmendje e veçantë duhet kushtuar vëmendje neutralizimit të acideve polibazike.

Në një mjedis të dobët alkalik, për shkak të një sasie të mjaftueshme të alkalit, formohen vetëm kripëra mesatare, pasi ka një tepricë të alkalit.

Si rregull, alkali është i mjaftueshëm për oksidim në një mjedis neutral. Dhe ekuacioni i reagimit si në media neutrale ashtu edhe në ato pak alkaline do të jetë i njëjtë.

Për shembull, le të shohim oksidimin e etilbenzenit:

Alkali është mjaft i mjaftueshëm për të neutralizuar plotësisht atë që rezulton komponimet acide, madje do të ketë diçka të mbetur:

Konsumohen 3 mol alkali - 1 ka mbetur.

Ekuacioni përfundimtar:

Ky reagim në një mjedis neutral dhe pak alkalik do të vazhdojë në të njëjtën mënyrë (në mjedisin e dobët alkalik në të majtë nuk ka alkali, por kjo nuk do të thotë se nuk ekziston, thjesht nuk reagon).

Reaksionet redoks që përfshijnë dikromat (dikromat) kaliumi.

Bikromati nuk e ka këtë shumëllojshmëri e madhe reaksionet e oksidimit organik në Provimin e Shtetit të Unifikuar.

Oksidimi me dikromat zakonisht kryhet vetëm në një mjedis acid. Në këtë rast, kromi rikthehet në +3. Produktet e rikuperimit:

Oksidimi do të jetë i rëndë. Reagimi do të jetë shumë i ngjashëm me oksidimin me permanganat. Të njëjtat substanca që oksidohen nga permanganati në një mjedis acid do të oksidohen dhe do të formohen të njëjtat produkte.

Le të shohim disa reagime.

Le të shqyrtojmë oksidimin e alkoolit. Nëse oksidimi kryhet në pikën e vlimit të aldehidit, atëherë ai do të largohet nga përzierja e reaksionit pa iu nënshtruar oksidimit:

NË ndryshe, alkooli mund të oksidohet drejtpërdrejt në acid.

Aldehidi i prodhuar në reaksionin e mëparshëm mund të "bllokohet" dhe të detyrohet të oksidohet në një acid:

Oksidimi i cikloheksanolit. Cikloheksanoli është një alkool dytësor, kështu që formohet një keton:

Nëse është e vështirë të përcaktohen gjendjet e oksidimit të atomeve të karbonit duke përdorur këtë formulë, mund të shkruani në draft:

Ekuacioni i reagimit:

Le të shqyrtojmë oksidimin e ciklopentenit.

Lidhja e dyfishtë prishet (cikli hapet), atomet që e formuan atë oksidohen në maksimum (në këtë rast, në grupin karboksil):

Disa veçori të oksidimit në Provimin e Unifikuar të Shtetit, me të cilat nuk pajtohemi plotësisht.

Ne i konsiderojmë ato "rregulla", parime dhe reagime që do të diskutohen në këtë pjesë si jo plotësisht të sakta. Ato kundërshtojnë jo vetëm gjendjen reale të punëve (kimia si shkencë), por edhe logjikën e brendshme. kurrikula shkollore dhe Provimin e Unifikuar të Shtetit në veçanti.

Por sidoqoftë, ne jemi të detyruar ta sigurojmë këtë material pikërisht në formën që kërkon Provimi i Unifikuar i Shtetit.

Po flasim konkretisht për oksidimin HARD.

Mos harroni se si homologët e benzenit dhe derivatet e tyre oksidohen në kushte të vështira? Radikalët janë të gjithë të përfunduar dhe grupet karboksil formohen. Mbetjet i nënshtrohen oksidimit "vetëvetiu":

Pra, nëse papritmas një grup hidroksil ose një lidhje e shumëfishtë shfaqet në radikal, duhet të harroni se atje ka një unazë benzeni. Reagimi do të pasojë VETËM këtë grupi funksional(ose lidhje të shumëfishta).

Grupi funksional dhe lidhja e shumëfishtë janë më të rëndësishme se unaza e benzenit.

Le të shohim oksidimin e secilës substancë:

Substanca e parë:

Ju duhet të injoroni faktin se ekziston një unazë benzeni. Nga pikëpamja e Provimit të Unifikuar të Shtetit, ky është vetëm alkool dytësor. Alkoolet dytësore oksidohen në ketone, por ketonet nuk oksidohen më tej:

Lëreni këtë substancë të oksidohet me dikromat:

Substanca e dytë:

Kjo substancë oksidohet thjesht si një përbërje me një lidhje të dyfishtë (ne nuk i kushtojmë vëmendje unazës së benzenit):

Lëreni të oksidohet në permanganat neutral kur nxehet:

Alkali që rezulton është i mjaftueshëm për të neutralizuar plotësisht dioksidin e karbonit:

2KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O

Ekuacioni përfundimtar:

Oksidimi i substancës së tretë:

Lëreni oksidimin të vazhdojë me permanganat kaliumi në një mjedis acid:

Oksidimi i substancës së katërt:

Lëreni të oksidohet në një mjedis shumë alkalik. Ekuacioni i reagimit do të jetë:

Dhe së fundi, kështu oksidohet vinilbenzeni:

Dhe oksidohet në acid benzoik, duhet të keni parasysh që sipas logjikës së Provimit të Shtetit të Bashkuar, oksidohet në këtë mënyrë jo sepse është derivat i benzenit. Por sepse përmban një lidhje të dyfishtë.

konkluzioni.

Kjo është gjithçka që duhet të dini për reaksionet redoks që përfshijnë permanganat dhe dikromat në lëndën organike.

Mos u habitni nëse po dëgjoni disa nga pikat e përshkruara në këtë artikull për herë të parë. Siç u përmend tashmë, kjo temë është shumë e gjerë dhe e diskutueshme. Dhe pavarësisht kësaj, për disa arsye ajo merr shumë pak vëmendje.

Siç mund ta keni parë, dy ose tre reagime nuk mund të shpjegojnë të gjitha modelet e këtyre reagimeve. Kjo kërkon një qasje të integruar dhe shpjegim i detajuar të gjitha momentet. Fatkeqësisht, në tekstet shkollore dhe në burimet e internetit tema nuk mbulohet plotësisht ose nuk mbulohet fare.

Unë u përpoqa t'i eliminoj këto të meta dhe të meta dhe ta konsideroj këtë temë në tërësi, dhe jo pjesërisht. Shpresoj se kam pasur sukses.

Faleminderit për vëmendjen tuaj, gjithë të mirat për ju! Suksese në zotërimin e shkencave kimike dhe dhënien e provimeve!

Tolueni është metilbenzen, i cili është një lëng pa ngjyrë që i përket klasës së areneve, të cilat janë komponime organike me një sistem aromatik në përbërjen e tyre.

Karakteristika kryesore e kësaj substance mund të konsiderohet aroma e saj specifike. Megjithatë, kjo nuk është e vetmja tipar dallues» substancat. Tolueni ka shumë veti dhe karakteristika, dhe për të gjitha ia vlen të flasim shkurtimisht.

Pak histori

Vetitë kimike të toluenit filluan të studiohen pak më pak se 200 vjet më parë, kur u mor për herë të parë. Substanca u zbulua në 1835 nga farmacisti dhe kimisti francez Pierre Joseph Pelletier. Shkencëtari mori toluen duke distiluar rrëshirën e pishës.

Dhe tre vjet më vonë, fizikani francez Henri Saint-Clair Deville u izolua këtë substancë nga një balsam që ai solli nga qyteti kolumbian i Tolu. Për nder të kësaj pije, në fakt, përbërja mori emrin e saj.

Informacion i pergjithshem

Çfarë mund të thuhet për karakteristikat dhe vetitë kimike të toluenit? Substanca është një lëng i lëvizshëm i paqëndrueshëm me një erë të fortë. Ka një efekt të lehtë narkotik. Reagon me sasi e pakufizuar hidrokarburet, ndërvepron me të thjeshta dhe esteret, me alkoole. Nuk përzihet me ujë.

Karakteristikat janë si më poshtë:

• Substanca përcaktohet me formulën C 7 H 8.
• E tij masë molare e barabartë me 92.14 g/mol.
• Dendësia është 0,86694 g/cm³.
• Pikat e shkrirjes dhe të vlimit janë përkatësisht −95℃ dhe 110.6℃.
• Nxehtësia specifike avullimi është 364 kJ/kg.
• Temperatura kritike tranzicioni fazor e barabartë me 320 °C.

Kjo substancë është gjithashtu e ndezshme. Digjet me një flakë tymi.

Vetitë themelore kimike

Tolueni është një substancë që karakterizohet nga reaksionet e zëvendësimit elektrofilik. Ato ndodhin në të ashtuquajturën unazë aromatike, e cila shfaq stabilitet anormalisht të lartë. Këto reaksione ndodhin kryesisht në pozicione para- dhe orto-në lidhje me grupin metil -CH3.

Reaksionet e ozonolizës dhe shtimit (hidrogjenizimi) lidhen me vetitë kimike të toluenit. Nën ndikimin e agjentëve të caktuar oksidues, grupi metil bëhet karboksil. Më shpesh, për këtë përdoret një zgjidhje alkaline e permanganatit të kaliumit ose acidit nitrik jo të koncentruar.

Vlen gjithashtu të përmendet se tolueni është i aftë për djegie spontane. Kjo kërkon një temperaturë prej 535 °C. Blici ndodh në 4 °C.

Formimi i acidit benzoik

Aftësia e substancës në diskutim për të marrë pjesë në këtë proces është gjithashtu për shkak të vetive të saj kimike. Tolueni, duke reaguar me agjentë të fortë oksidues, formon acidin karboksilik benzoik monobazik më të thjeshtë, i cili i përket serisë aromatike. Formula e tij është C 6 H 5 COOH.

Acidi ka formën e kristaleve të bardha që janë lehtësisht të tretshëm në eter dietil, kloroform dhe etanol. Përftohet përmes reaksioneve të mëposhtme:

• Tolueni dhe permanganati i kaliumit reagojnë në një mjedis acid. Formula është si më poshtë: 5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O.
• Tolueni dhe permanganati i kaliumit ndërveprojnë në një mjedis neutral. Formula është: C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 SOOC + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.
• Tolueni reagon në dritë me halogjenët, agjentë oksidues energjikë. Ndodh sipas formulës: C 6 H 5 CH 3 + X 2 → C 6 H 5 CH 2 X + HX.

Acidi benzoik i përftuar si rezultat i këtyre reaksioneve përdoret në shumë fusha. Përdoret kryesisht për prodhimin e reagentëve - klorur benzoil, plastifikues benzoate, fenol.

Përdoret edhe për konservim. Aditivët E213, E212, E211 DHE E210 janë bërë posaçërisht në bazë të acidit benzoik. Bllokon enzimat dhe ngadalëson metabolizmin, duke penguar rritjen e majave, mykut dhe baktereve.

Acidi benzoik përdoret gjithashtu në mjekësi për të trajtuar sëmundjet e lëkurës, dhe si një ekspektorant.

Marrja e substancës

Duke demonstruar Vetitë kimike toluen, ekuacionet e reagimit të paraqitura më sipër nuk janë të gjitha ato që do të doja të merrja në konsideratë. Është e rëndësishme të flasim për procesin e marrjes së kësaj substance.

Tolueni është një produkt i përpunimit industrial të fraksioneve të naftës së benzinës. Kjo quhet edhe reformim katalitik. Substanca izolohet me nxjerrje selektive, pas së cilës kryhet korrigjimi - përzierja ndahet përmes nxehtësisë së kundërt dhe transferimit të masës midis lëngut dhe avullit.

shpeshherë këtë proces zëvendësohet nga dehidrogjenizimi katalitik i heptanit. Është një alkan organik me formulën CH 3 (CH 2) 5 CH 3. Dehidrogjenimi ndodh përmes metilcikloheksanit - një cikloalkan me formulën C 7 H 14. Është një hidrokarbur monociklik në të cilin një atom hidrogjeni zëvendësohet nga një grup metil.

Tolueni pastrohet në të njëjtën mënyrë si benzeni. Por nëse përdoret acid sulfurik, duhet të keni parasysh që kjo substancë sulfonohet më lehtë. Kjo do të thotë se gjatë pastrimit të toluenit është e nevojshme të ruhet më shumë temperaturë të ulët. Nën 30°C për të qenë të saktë.

Tolueni dhe benzeni

Meqenëse të dy substancat janë të ngjashme, ia vlen të krahasohen vetitë kimike. Benzeni dhe tolueni të dy i nënshtrohen reaksioneve të zëvendësimit. Sidoqoftë, shpejtësia e tyre është e ndryshme. Për shkak se grupi metil në molekulën e toluenit ndikon në unazën aromatike, ai reagon më shpejt.

Por benzeni, nga ana tjetër, shfaq rezistencë ndaj oksidimit. Kështu, për shembull, kur ekspozohet ndaj permanganatit të kaliumit, asgjë nuk ndodh. Por tolueni në këtë reagim formon acid benzoik, siç u përmend më herët.

Në të njëjtën kohë, dihet se hidrokarburet e ngopura nuk reagojnë me një zgjidhje të permanganatit të kaliumit. Pra, oksidimi i toluenit shpjegohet me ndikimin që ushtron unaza e benzenit në grupin metil. Kjo deklaratë vërtetuar nga teoria e Butlerov. Në përputhje me të, atomet dhe grupet e tyre në molekula ushtrojnë ndikim të ndërsjellë.

Reagimi Friedel-Crafts

Është thënë shumë më lart për formulën dhe vetitë kimike të toluenit. Por ende nuk është përmendur se është mjaft e mundur të merret kjo substancë nga benzeni nëse kryeni reaksionin Friedel-Crafts. Ky është emri i metodës së acilimit dhe alkilimit komponimet aromatike duke përdorur katalizatorë acidë. Këto përfshijnë trifluorid bor (BF 3), klorur zinku (ZnCl 2), alumin (AlCl 3) dhe hekur (FeCI 3).

Por në rastin e toluenit, mund të përdoret vetëm një katalizator. Dhe është tribromidi i hekurit, i cili është një dështim kompleks lidhje binare me natyrë inorganike me formulën FeBr 3. Dhe reagimi duket kështu: C 6 H 6 + CH 3 Br à FeBr 3 C 6 H 5 CH 3 + HBr. Pra, jo vetëm që benzeni dhe tolueni kombinojnë vetitë kimike, por edhe aftësinë për të marrë një substancë nga tjetra.

Rrezik zjarri

Është e pamundur të mos përmendet kur flasim për kimikatet dhe vetitë fizike toluen Në fund të fundit, kjo është një substancë shumë e ndezshme.

I përket klasës 3.1 të lëngjeve të ndezshme. Kjo kategori përfshin gjithashtu karburantin dizel, naftën e gazit dhe përbërjet shpërthyese të desensibilizuara.

Nuk duhet të lejohet të ndodhë pranë toluenit zjarr i hapur, pirja e duhanit, shkëndija Edhe një përzierje e avujve të kësaj substance me ajrin është shpërthyese. Nëse kryhen operacione kullimi dhe ngarkimi, atëherë respektoni rregullat për mbrojtjen kundër elektriciteti statik bëhet e një rëndësie të madhe.

Ambientet e prodhimit të destinuara për punë në lidhje me toluenin janë të pajisura me ventilim të furnizimit dhe shkarkimit, dhe pajisjet janë të pajisura me thithje. Ndalohet përdorimi i mjeteve që mund të prodhojnë shkëndijë pas goditjes. Dhe nëse një substancë ndizet, atëherë duhet të shuhet vetëm me ujë të spërkatur imët, shkumë ajri-mekanike ose kimike. Tolueni i derdhur neutralizohet me rërë.

Rrezik për njerëzit

Karakteristikat dhe vetitë kimike të toluenit përcaktojnë toksicitetin e tij. Siç u përmend tashmë, avujt e tij kanë ndikimi narkotik. Është veçanërisht e fortë në përqëndrime të ngritura. Një person që thith avullin përjeton halucinacione të rënda. Pak njerëz e dinë, por deri në vitin 1998 kjo substancë ishte pjesë e ngjitësit Moment. Kjo është arsyeja pse ajo ishte kaq e popullarizuar në mesin e abuzuesve të substancave.

Përqendrimet e larta të kësaj substance ndikojnë negativisht edhe në sistemin nervor, mukozën e syve dhe lëkurën. Funksioni i hematopoiezës është i dëmtuar, pasi tolueni është një helm shumë toksik. Për shkak të kësaj, mund të shfaqen sëmundje të tilla si hipoksia dhe cianoza.

Ekziston edhe një koncept i abuzimit me substanca toluenike. Ajo gjithashtu ka një efekt kancerogjen. Në fund të fundit, avulli, duke hyrë në trupin e njeriut përmes lëkurës ose sistemit të frymëmarrjes, ndikon në sistemin nervor. Ndonjëherë këto procese nuk mund të kthehen mbrapsht.

Përveç kësaj, avujt mund të shkaktojnë frenim dhe prishjen e funksionimit të sistemit vestibular. Prandaj, njerëzit që punojnë me këtë substancë punojnë në zona të ajrosura mirë, gjithmonë nën tërheqje dhe përdorin doreza speciale gome.

Aplikacion

Për të përfunduar temën e vetive fiziko-kimike të toluenit, ia vlen të merren parasysh fushat në të cilat kjo substancë është e përfshirë në mënyrë aktive.

Ky përbërës është gjithashtu një tretës efektiv për shumë polimere (substanca amorfe kristalore me molekulare të lartë). Dhe shpesh shtohet në përbërjen e tretësve komercialë për bojëra dhe llaqe, dhe disa ilaçe medicinale. Ky përbërës është i aplikueshëm edhe në prodhimin e eksplozivëve. Me shtimin e tij, prodhohen trinitrotoluen dhe TNT.

Barazimi i reaksioneve redoks që përfshijnë substanca organike duke përdorur metodën e bilancit elektronik.

Reaksionet e oksidimit të substancave organike gjenden shpesh në një kurs bazë të kimisë. Në të njëjtën kohë, regjistrimi i tyre zakonisht paraqitet në formën e diagrameve të thjeshta, disa prej të cilave vetëm japin ide e pergjithshme në lidhje me shndërrimet e substancave të klasave të ndryshme në njëra-tjetrën, pa marrë parasysh kushtet specifike të procesit (për shembull, reaksionet mjedisore), të cilat ndikojnë në përbërjen e produkteve të reaksionit. Ndërkohë, Kërkesat e Provimit të Unifikuar të Shtetit në kimi në pjesën C janë të tilla që bëhet e nevojshme të shkruhet ekuacioni i reaksionit me një grup të caktuar koeficientësh. Ky punim ofron rekomandime mbi metodologjinë për hartimin e ekuacioneve të tilla.

Për të përshkruar reaksionet redoks përdoren dy metoda: metoda e ekuacioneve elektron-jonike dhe metoda e bilancit elektronik. Pa u ndalur në të parën, vërejmë se metoda e bilancit elektronik studiohet në një lëndë bazë të kimisë në shkollë dhe për rrjedhojë është mjaft e zbatueshme për vazhdimin e studimit të lëndës.

Ekuacionet e bilancit elektronik kryesisht përshkruajnë proceset e oksidimit dhe reduktimit të atomeve. Për më tepër, faktorë të veçantë tregojnë koeficientët përpara formulave të substancave që përmbajnë atome që kanë marrë pjesë në proceset e oksidimit dhe reduktimit. Kjo, nga ana tjetër, ju lejon të gjeni koeficientët e mbetur.

Shembull 1. Oksidimi i toluenit me permanganat kaliumi në një mjedis acid.

C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = ...

Dihet se radikalet anësore metil të areneve zakonisht oksidohen në karboksil, kështu që në këtë rast formohet acidi benzoik. Permanganati i kaliumit në një mjedis acid reduktohet në katione mangani të ngarkuar dyfish. Duke pasur parasysh praninë e një mjedisi të acidit sulfurik, produktet do të jenë sulfat mangani (II) dhe sulfat kaliumi. Përveç kësaj, oksidimi në një mjedis acid prodhon ujë. Tani skema e reagimit duket si kjo:

C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = C 6 H 5 COOH + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Diagrami tregon se gjendja e atomit të karbonit në radikalin metil, si dhe atomi i manganit, ndryshon. Gjendjet e oksidimit të manganit përcaktohen nga Rregulla të përgjithshme llogaritjet: në permanganat kalium +7, në sulfat mangan +2. Gjendja e oksidimit të një atomi karboni mund të përcaktohet lehtësisht bazuar në formulat strukturore radikal metil dhe karboksil. Për ta bërë këtë, ne duhet të marrim parasysh zhvendosjen në densitetin e elektroneve bazuar në faktin se për sa i përket elektronegativitetit, karboni zë një pozicion të ndërmjetëm midis hidrogjenit dhe oksigjenit, dhe Lidhja S-S konsiderohen zyrtarisht jopolare. Në radikalin metil, atomi i karbonit tërheq tre elektrone nga tre atome hidrogjeni, kështu që gjendja e tij e oksidimit është -3. Në karboksil, atomi i karbonit i dhuron dy elektrone atomit të oksigjenit të karbonilit dhe një elektron atomit të oksigjenit hidroksil, kështu që gjendja e oksidimit të atomit të karbonit është +3.

Ekuacioni i bilancit elektronik:

Mn +7 + 5e = Mn +2 6

C -3 – 6e = C +3 5

Para formulave të substancave që përmbajnë mangan, kërkohet një koeficient prej 6, dhe para formulave të toluenit dhe acidit benzoik - 5.

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + H 2 O

Dhe numri i atomeve të squfurit:

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

Aktiv fazën përfundimtare para formulës së ujit nevojitet një koeficient, i cili mund të nxirret duke zgjedhur numrin e atomeve të hidrogjenit ose oksigjenit:

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

Shembulli 2. Reaksioni “Pasqyrë argjendi”.

Shumica burimet letrare tregojnë se aldehidet në këto reaksione oksidohen në acidet karboksilike përkatëse. Në këtë rast, agjenti oksidues është një tretësirë ​​amoniaku e oksidit të argjendit (I) - Ag. 2 O amm.zgjidhje Në realitet, reaksioni ndodh në një mjedis alkaline amoniaku, kështu që duhet të formohet një kripë amoniumi ose CO. 2 në rast të oksidimit të formaldehidit.

Merrni parasysh oksidimin acetaldehidi Reagenti Tollens:

CH 3 CHO + Ag(NH 3 ) 2 OH = ...

Në këtë rast, produkti i oksidimit do të jetë acetat i amonit, dhe produkti i reduktimit do të jetë argjendi:

CH 3 CHO + Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + Ag + ...

Atomi i karbonit i grupit karbonil i nënshtrohet oksidimit. Sipas strukturës së karbonilit, atomi i karbonit i jep dy elektrone atomit të oksigjenit dhe merr një elektron nga atomi i hidrogjenit, d.m.th. Gjendja e oksidimit të karbonit është +1. Në grupin karboksil të acetatit të amonit, atomi i karbonit dhuron tre elektrone në atomet e oksigjenit dhe ka një gjendje oksidimi +3. Ekuacioni i bilancit elektronik:

C +1 – 2e = C +3 1

Ag +1 + 1e = Ag 0 2

Le të vendosim koeficientët përpara formulave të substancave që përmbajnë atome karboni dhe argjendi:

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + …

Nga katër molekulat e amoniakut në anën e majtë të ekuacionit, një do të marrë pjesë në formimin e kripës, dhe tre të tjerat lirohen në formë të lirë. Gjithashtu, produktet e reagimit do të përmbajnë ujë, koeficienti përpara formulës së të cilit mund të gjendet me përzgjedhjen (1):

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O

Si përfundim, vërejmë se mënyrë alternative përshkrimet e ORR - metoda e ekuacioneve elektron-jonike - pavarësisht avantazheve të saj, ajo kërkon shtesë koha e shkollës për studim dhe praktikë, e cila, si rregull, është jashtëzakonisht e kufizuar. Megjithatë metodë e njohur bilanci elektronik, kur përdoret si duhet, çon në rezultatet e kërkuara.