4.5.b. Oxidative Spaltung von Alkenen

Bei der Oxidation von Alkenen mit einer alkalischen wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat beim Erhitzen oder mit einer Lösung von KMnO 4 in wässriger Schwefelsäure sowie bei der Oxidation von Alkenen mit einer Lösung von Chrom(VI)-oxid CrO 3 in Essigsäure oder Kaliumdichromat und Schwefelsäure wird das zunächst gebildete Glykol oxidativ zerstört. Das Endergebnis ist die Spaltung des Kohlenstoffgerüsts an der Stelle der Doppelbindung und die Bildung von Ketonen und/oder Carbonsäuren als Endprodukte, abhängig von den Substituenten an der Doppelbindung. Wenn beide Kohlenstoffatome an der Doppelbindung nur eine Alkylgruppe enthalten, ist das Endprodukt der erschöpfenden Oxidation ein Gemisch von Carbonsäuren; das an der Doppelbindung tetrasubstituierte Alken wird zu zwei Ketonen oxidiert. Monosubstituierte Alkene mit endständiger Doppelbindung werden zu Carbonsäure und Kohlendioxid gespalten.

Aufgrund der geringen Ausbeuten an Carbonsäuren und Ketonen haben die Reaktionen der erschöpfenden Oxidation von Alkenen in der klassischen Variante keine breite Anwendung gefunden und wurden bisher hauptsächlich zur Bestimmung der Struktur des Ausgangsalkens aus den Produkten der destruktiven Oxidation verwendet. Derzeit erfolgt die Oxidation von Alkenen (R-CH=CH-R und R-CH=CH 2) zu Carbonsäuren (RCOOH) mit Kaliumpermanganat oder -dichromat unter Phasentransferkatalyse. Die Ausbeuten an Carbonsäuren liegen bei über 90 %.

4.5.v. Ozonolyse von Alkenen

Die Reaktion von Alkenen mit Ozon ist die wichtigste Methode zur oxidativen Spaltung von Alkenen an der Doppelbindung. Diese Reaktion diente viele Jahrzehnte als Hauptmethode zur Bestimmung der Struktur des Ausgangskohlenwasserstoffs und fand auch Anwendung bei der Synthese verschiedener Carbonylverbindungen. Die Reaktion eines Alkens mit Ozon erfolgt durch Einleiten eines Stroms aus einem etwa 5 %igen Gemisch aus Ozon und Sauerstoff in eine Lösung des Alkens in Methylenchlorid oder Ethylacetat bei -80 °C bis 100 °C. Die Reaktion ist abgeschlossen kontrolliert durch einen Test auf freies Ozon mit Kaliumiodid. Der Mechanismus dieser einzigartigen und komplexen Reaktion wurde hauptsächlich dank der Arbeit von R. Krige aufgeklärt. Das erste Produkt der 1,3-dipolaren Cycloaddition an eine Doppelbindung ist das sogenannte Molozonid (1,2,3-Trioxolan). Dieses Addukt ist instabil und zersetzt sich spontan weiter, um den Ring zu öffnen und als Endprodukt das normale Ozonid (1,2,4-Trioxolan) zu bilden.

Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Umwandlung von Molozonid in gewöhnliches Ozonid durch den Mechanismus der Spaltung und Rekombination erfolgt. Molozonid durchläuft eine spontane Öffnung des instabilen 1,2,3-Trioxolanrings unter Bildung einer Carbonylverbindung und eines bipolaren Ions, die dann ebenfalls gemäß dem 1,3-dipolaren Cycloadditionsschema miteinander reagieren.

Das obige Schema der Umlagerung von Molozonid in ein normales Ozonid wird durch die Tatsache bestätigt, dass, wenn vor der vollständigen Bildung des Ozonids eine andere Carbonylverbindung als „Abfangjäger“ des bipolaren Ions im Reaktionsgemisch vorhanden ist, dies der Fall ist Es entsteht das sogenannte „Mischozonid“. Zum Beispiel mit der Ozonylierung cis-Stilben in Gegenwart von mit dem 18 O-Isotop markiertem Benzaldehyd; die Markierung ist Teil des Ethers und nicht der Peroxidbrücke des Ozonids:

Dieses Ergebnis stimmt gut mit der Bildung eines gemischten Ozonids bei der Rekombination eines bipolaren Ions mit markiertem Benzaldehyd überein:

Ozonide sind sehr instabile Verbindungen, die explosionsartig zerfallen. Sie werden nicht einzeln isoliert, sondern durch die Wirkung verschiedenster Regeneratoren abgebaut. Es ist zwischen reduktiver und oxidativer Spaltung zu unterscheiden. Bei der Hydrolyse zerfallen Ozonide langsam in Carbonylverbindungen und Wasserstoffperoxid. Wasserstoffperoxid oxidiert Aldehyde zu Carbonsäuren. Dabei handelt es sich um den sogenannten oxidativen Abbau von Ozoniden:

So entstehen bei der oxidativen Zersetzung von Ozoniden je nach Struktur des ursprünglichen Alkens Carbonsäuren und (oder) Ketone. Als Oxidationsmittel können Luftsauerstoff, Wasserstoffperoxid, Persäuren oder Silberhydroxid verwendet werden. In der synthetischen Praxis werden zu diesem Zweck am häufigsten Wasserstoffperoxid in Essig- oder Ameisensäure sowie Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium verwendet.

In der Praxis wird die Methode der oxidativen Zersetzung von Ozoniden hauptsächlich zur Gewinnung von Carbonsäuren eingesetzt.

Wichtiger ist die reduktive Spaltung von Ozoniden. Die am häufigsten verwendeten Reduktionsmittel sind Zink und Essigsäure, Triphenylphosphin oder Dimethylsulfid. In diesem Fall sind die Endprodukte der Ozonolyse je nach Struktur des ursprünglichen Alkens Aldehyde oder Ketone.

Aus den obigen Beispielen wird deutlich, dass ein an der Doppelbindung tetrasubstituiertes Alken während der Ozonolyse und der anschließenden reduktiven Zersetzung des Ozonids zwei Ketone bildet, während ein trisubstituiertes Alken ein Keton und einen Aldehyd ergibt. Ein disubstituiertes symmetrisches Alken erzeugt bei der Ozonolyse zwei Aldehyde, und Alkene mit einer endständigen Bindung bilden einen Aldehyd und Formaldehyd.

Eine interessante Modifikation der Ozonolyse ist eine Methode, bei der Natriumborhydrid als Ozonid-Reduktionsmittel verwendet wird. In diesem Fall sind die Endreaktionsprodukte primäre oder sekundäre Alkohole, die bei der Reduktion von Aldehyden bzw. Xtonen entstehen.

Die Ozonolyse von Alkenen ist ein komplexer, arbeitsintensiver und explosiver Prozess, der den Einsatz spezieller Geräte erfordert. Aus diesem Grund wurden andere Methoden zur oxidativen Spaltung von Alkenen zu Carbonylverbindungen und Carbonsäuren entwickelt, die die Ozonolysereaktion in der Synthesepraxis erfolgreich ersetzen.

Eine der modernen präparativen Methoden zur oxidativen Zerstörung von Alkenen wurde 1955 von R. Lemieux vorgeschlagen. Diese Methode basiert auf der Hydroxylierung von Alkenen mit Kaliumpermanganat, gefolgt von der Spaltung von vicinalem Glykol mit Natriumperiodat NaIO 4 bei pH ~ 7 8. Das Periodat selbst reagiert nicht mit dem Alken. Die Produkte dieser zweistufigen oxidativen Spaltung sind Ketone bzw. Carbonsäuren, da unter diesen Bedingungen auch Aldehyde zu Carbonsäuren oxidiert werden. Bei der Methode von Lemieux entfällt das zeitraubende Problem der Abtrennung eines der Reaktionsprodukte, Mangandioxid, da sowohl das Dioxid als auch das Manganat erneut durch Periodat zum Permanganation oxidiert werden. Dadurch können nur katalytische Mengen Kaliumpermanganat verwendet werden. Nachfolgend finden Sie einige typische Beispiele für die oxidative Spaltung von Alkenen mit der Lemieux-Methode.

Citronellol, ein Alkohol, der in Rosenöl, Geranienöl und Zitronenöl vorkommt, wird durch eine Mischung aus Kaliumpermanganat und Natriumperiodat in wässrigem Aceton bei 5–10 °C in quantitativer Ausbeute zu 6-Hydroxy-4-methylhexancarbonsäure oxidiert.

In einer anderen Variante dieser Methode werden katalytische Mengen Osmiumtetroxid anstelle von Kaliumpermanganat verwendet (Lemieux und Johnson 1956). Ein besonderer Vorteil der Kombination von OsO 4 und NaIO 4 besteht darin, dass Sie die Oxidation auf der Aldehydstufe stoppen können. Osmiumtetroxid addiert sich an die Doppelbindung eines Alkens und bildet Osmat, das durch Natriumperiodat zu Carbonylverbindungen oxidiert wird, um Osmiumtetroxid zu regenerieren.

Anstelle von Osmiumtetroxid kann auch Rutheniumtetroxid RuO 4 verwendet werden. Die oxidative Zerstörung von Alkenen nach Lemieux-Johnson führt zu den gleichen Produkten wie die Ozonolyse mit reduktiver Spaltung von Ozoniden.

In Bezug auf die moderne organische Chemie bedeutet dies, dass es sich um die Kombination OsO 4 -NaIO 4 handelt synthetisches Äquivalent Reaktionen der Ozonolyse von Alkenen mit anschließender reduktiver Spaltung. Ebenso ist die Oxidation von Alkenen mit einer Mischung aus Permanganat und Periodat das synthetische Äquivalent der Ozonolyse mit oxidativem Abbau von Ozoniden.

Somit ist die Oxidation von Alkenen nicht nur eine Reihe präparativer Methoden zur Herstellung von Alkoholen, Epoxiden, Diolen, Aldehyden, Ketonen und Carbonsäuren, sondern auch eine der möglichen Möglichkeiten, die Struktur des ursprünglichen Alkens zu bestimmen. Somit kann anhand des Ergebnisses der oxidativen Zerstörung eines Alkens die Position der Doppelbindung im Molekül und gleichzeitig das stereochemische Ergebnis bestimmt werden syn- oder Anti- Die Hydroxylierung eines Alkens ermöglicht Rückschlüsse auf seine Geometrie.

Beschreibung der Präsentation: REDOX-REAKTIONEN MIT ORGANISCHEN STOFFEN auf Folien

OXIDATIONS-REDUKTIONS-REAKTIONEN UNTER BETEILIGUNG ORGANISCHER SUBSTANZEN Kochuleva L. R., Chemielehrerin des Lyzeums Nr. 9, Orenburg

In der organischen Chemie wird Oxidation als ein Prozess definiert, bei dem eine Verbindung durch Umwandlung einer funktionellen Gruppe von einer Kategorie in eine höhere Kategorie übergeht: Alkenalkohol, Aldehyd (Keton), Carbonsäure. Die meisten Oxidationsreaktionen beinhalten die Einführung eines Sauerstoffatoms in ein Molekül oder die Bildung einer Doppelbindung mit einem vorhandenen Sauerstoffatom durch den Verlust von Wasserstoffatomen.

OXIDIERMITTEL Zur Oxidation organischer Substanzen werden üblicherweise Übergangsmetallverbindungen, Sauerstoff, Ozon, Peroxide sowie Verbindungen von Schwefel, Selen, Jod, Stickstoff und anderen verwendet. Von den Oxidationsmitteln auf Basis von Übergangsmetallen werden hauptsächlich Verbindungen von Chrom (VI) und Mangan (VII), (VI) und (IV) verwendet. Die häufigsten Chrom(VI)-Verbindungen sind eine Lösung von Kaliumdichromat K 2 Cr 2 O 7 in Schwefelsäure, eine Lösung von Chromtrioxid Cr. O 3 in verdünnter Schwefelsäure.

OXIDIERMITTEL Bei der Oxidation organischer Substanzen wird Chrom (VI) in jeder Umgebung zu Chrom (III) reduziert, die Oxidation in alkalischer Umgebung findet jedoch in der organischen Chemie keine praktische Anwendung. Kaliumpermanganat KMn. O 4 weist in verschiedenen Umgebungen unterschiedliche Oxidationseigenschaften auf, wobei die Stärke des Oxidationsmittels in einer sauren Umgebung zunimmt. Kaliummanganat K 2 Mn. O 4 und Mangan(IV)oxid Mn. O 2 zeigt nur in saurer Umgebung oxidierende Eigenschaften

ALKENE Abhängig von der Art des Oxidationsmittels und den Reaktionsbedingungen entstehen bei der Oxidation mit einer wässrigen Lösung von KMn verschiedene Produkte: zweiwertige Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren. O 4 bei Raumtemperatur wird die π-Bindung aufgebrochen und es entstehen zweiwertige Alkohole (Wagner-Reaktion): Verfärbung einer Lösung von Kaliumpermanganat – eine qualitative Reaktion zu einer Mehrfachbindung

ALKENE Oxidation von Alkenen mit einer konzentrierten Lösung von Kaliumpermanganat KMn. O 4 oder Kaliumdichromat K 2 Cr 2 O 7 in einer sauren Umgebung geht mit dem Aufbrechen nicht nur von π-, sondern auch von σ-Bindungen einher. Reaktionsprodukte - Carbonsäuren und Ketone (abhängig von der Struktur des Alkens) Verwenden Sie dies Durch die Reaktion der Oxidationsprodukte des Alkens kann die Position der Doppelbindung in seinem Molekül bestimmt werden:

ALKENE 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

ALKENE Verzweigte Alkene, die am Kohlenstoffatom einen durch eine Doppelbindung verbundenen Kohlenwasserstoffrest enthalten, bilden bei Oxidation ein Gemisch aus Carbonsäure und Keton:

ALKENE 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

ALKENE Verzweigte Alkene, die an beiden Kohlenstoffatomen Kohlenwasserstoffreste enthalten, die durch eine Doppelbindung verbunden sind, bilden bei der Oxidation eine Mischung von Ketonen:

ALKENE 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

ALKENE Durch die katalytische Oxidation von Alkenen mit Luftsauerstoff entstehen Epoxide: Unter rauen Bedingungen verbrennen Alkene an der Luft wie andere Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser: C 2 H 4 + 3 O 2 → 2 CO 2 + 2 H 2 O

ALCADIEN CH 2 =CH−CH=CH 2 Es gibt zwei endständige Doppelbindungen im oxidierten Molekül, daher werden zwei Moleküle Kohlendioxid gebildet. Das Kohlenstoffgerüst ist nicht verzweigt, daher entstehen bei der Oxidation des 2. und 3. Kohlenstoffatoms Carboxylgruppen CH 2 =CH−CH=CH2 + 4 KMn. 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

ALKINE Alkine werden leicht durch Kaliumpermanganat und Kaliumdichromat an der Stelle einer Mehrfachbindung oxidiert, wenn Alkine mit einer wässrigen Lösung von KMn behandelt werden. O 4 es verfärbt sich (qualitative Reaktion zu einer Mehrfachbindung). Wenn Acetylen mit einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat reagiert, entsteht ein Oxalsäuresalz (Kaliumoxalat):

ALKYNE Acetylen kann mit Kaliumpermanganat in neutraler Umgebung zu Kaliumoxalat oxidiert werden: 3 CH≡CH +8 KMn. O 4 → 3 KOOC – COOK +8 Mn. O 2 +2 KOH +2 H 2 O In einer sauren Umgebung verläuft die Oxidation zu Oxalsäure oder Kohlendioxid: 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

ALKINE Die Oxidation von Kaliumpermanganaten in saurer Umgebung beim Erhitzen geht mit einem Bruch der Kohlenstoffkette an der Stelle der Dreifachbindung einher und führt zur Bildung von Säuren: Dabei geht die Oxidation von Alkinen mit einer Dreifachbindung am äußersten Kohlenstoffatom einher Bedingungen durch die Bildung von Carbonsäure und CO 2:

ALKINE 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 COOK +K 2 CO 3 + 8 K 2 Mn. O 4 +6 H 2 O

CYCLOALKANE UND CYCLOALKENE Unter Einwirkung starker Oxidationsmittel (KMn. O 4, K 2 Cr 2 O 7 usw.) bilden Cycloalkane und Cycloalkene zweibasige Carbonsäuren mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen: 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 Stabil gegenüber Oxidationsmitteln bei Raumtemperatur. Reagiert nicht mit wässrigen Lösungen von Kaliumpermanganat, Kaliumdichromat und anderen Oxidationsmitteln. Kann mit Ozon zu Dialdehyd oxidiert werden:

ARENES Benzolhomologe oxidieren relativ leicht. Die oxidierte Seitenkette ist die Methylgruppe in Toluol. Milde Oxidationsmittel (Mn. O 2) oxidieren die Methylgruppe zu einer Aldehydgruppe: 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 Stärkere Oxidationsmittel – KMn. O 4 in einer sauren Umgebung oder einem Chromgemisch oxidiert beim Erhitzen die Methylgruppe zu einer Carboxylgruppe: In einer neutralen oder leicht alkalischen Umgebung entsteht nicht die Benzoesäure selbst, sondern ihr Salz, Kaliumbenzoat:

ARENE In einer sauren Umgebung 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 In einer neutralen Umgebung C 6 H 5 CH 3 +2 KMn. O 4 = C 6 H 5 COOK + 2 Mn. O 2 + KOH + H 2 O In einer alkalischen Umgebung 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

ARENE Unter dem Einfluss starker Oxidationsmittel (KMn. O 4 in einer sauren Umgebung oder einer Chrommischung) werden die Seitenketten unabhängig von der Struktur oxidiert: Das Kohlenstoffatom ist direkt mit dem Benzolring zu einer Carboxylgruppe verbunden, der verbleibende Kohlenstoff Atome in der Seitenkette zu CO 2 Oxidation eines beliebigen homologen Benzols mit einer Seitenkette unter dem Einfluss von KMn. O 4 in einer sauren Umgebung oder einem Chromgemisch führt zur Bildung von Benzoesäure:

ARENES Homologe von Benzol, die mehrere Seitenketten enthalten, bilden bei Oxidation die entsprechenden mehrbasigen aromatischen Säuren:

ARENES In neutraler oder leicht alkalischer Umgebung entstehen durch Oxidation mit Kaliumpermanganat ein Carbonsäuresalz und Kaliumcarbonat:

ARENE 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

STYROL Oxidation von Styrol (Vinylbenzol) mit einer Lösung von Kaliumpermanganat in einer sauren und neutralen Umgebung: 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 Oxidation mit einem starken Oxidationsmittel – Kaliumpermanganat in saurer Umgebung – führt zum vollständigen Aufbrechen der Doppelbindung und zur Bildung von Kohlendioxid und Benzoesäure, und die Lösung verfärbt sich. C 6 H 5 −CH=CH 2 + 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

ALKOHOLE Die am besten geeigneten Oxidationsmittel für primäre und sekundäre Alkohole sind: KMn. O 4, Chrommischung. Primäre Alkohole, außer Methanol, werden zu Aldehyden oder Carbonsäuren oxidiert:

ALKOHOLE Methanol wird zu CO 2 oxidiert: Ethanol wird unter Einwirkung von Cl 2 zu Acetaldehyd oxidiert: Sekundäre Alkohole werden zu Ketonen oxidiert:

ALKOHOLE Zweiwertiger Alkohol, Ethylenglykol HOCH 2 –CH 2 OH, beim Erhitzen in einer sauren Umgebung mit einer KMn-Lösung. O 4 oder K 2 Cr 2 O 7 wird leicht zu Oxalsäure und in neutraler Säure zu Kaliumoxalat oxidiert. 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 – COOK +8 Mn. O 2 +2 KOH +8 H 2 O

PHENOLE Oxidieren leicht aufgrund der Anwesenheit einer Hydroxogruppe, die an den Benzolring gebunden ist. Phenol wird mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Katalysators zum zweiatomigen Phenol Brenzkatechin oxidiert, bei Oxidation mit einer Chrommischung zu para-Benzochinon:

ALDEHYDE UND KETONE Aldehyde werden leicht oxidiert und die Aldehydgruppe wird zu einer Carboxylgruppe oxidiert: 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 Methanal wird zu CO 2 oxidiert:

ALDEHYDE UND KETONE Qualitative Reaktionen zu Aldehyden: Oxidation mit Kupfer(II)-hydroxid, „Silberspiegel“-Reaktion Salz, keine Säure!

ALDEHYDE UND KETONE Ketone sind schwer zu oxidieren; schwache Oxidationsmittel haben keinen Einfluss auf sie. Unter dem Einfluss starker Oxidationsmittel werden die C-C-Bindungen auf beiden Seiten der Carbonylgruppe aufgebrochen und es entsteht ein Gemisch aus Säuren (oder Ketonen). mit weniger Kohlenstoffatomen als in der ursprünglichen Verbindung:

ALDEHYDE UND KETONE Bei einer asymmetrischen Struktur des Ketons erfolgt die Oxidation überwiegend vom weniger hydrierten Kohlenstoffatom an der Carbonylgruppe aus (Popov-Wagner-Regel). Anhand der Oxidationsprodukte des Ketons lässt sich dessen Struktur bestimmen:

Ameisensäure Unter den gesättigten einbasigen Säuren wird nur Ameisensäure leicht oxidiert. Dies liegt daran, dass in Ameisensäure neben der Carboxylgruppe auch eine Aldehydgruppe unterschieden werden kann. 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 Ameisensäure reagiert mit einer Ammoniaklösung aus Silberoxid und Kupfer(II)-hydroxid 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 Außerdem wird Ameisensäure durch Chlor oxidiert: HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl

Ungesättigte Carbonsäuren lassen sich leicht mit einer wässrigen Lösung von KMn oxidieren. O 4 in leicht alkalischer Umgebung unter Bildung von Dihydroxysäuren und deren Salzen: In saurer Umgebung bricht das Kohlenstoffgerüst an der Stelle der C=C-Doppelbindung unter Bildung eines Säuregemisches:

OXALSÄURE Leicht oxidierbar durch KMn. O 4 in einer sauren Umgebung beim Erhitzen zu CO 2 (Permanganatometrie-Methode): Beim Erhitzen kommt es zu einer Decarboxylierung (Disproportionierungsreaktion): In Gegenwart von konzentriertem H 2 SO 4 disproportionieren Oxalsäure und ihre Salze (Oxalate) beim Erhitzen:

Wir schreiben die Reaktionsgleichungen auf: 1) CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 2) 3) 4) 5) 16,32 % (36,68 %, 23,82 %)Pt, zu X 3 X 2 Pt, zu. KMn. O 4 KOH X 4 Heptan KOH, zu Benzol. 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 zu 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 Fe + 7 HCl

18. Redoxreaktionen (Fortsetzung 2)

18.9. OVR mit organischen Substanzen

Bei der ORR organischer Substanzen mit anorganischen Substanzen sind organische Substanzen am häufigsten Reduktionsmittel. Wenn also organisches Material im Überschuss an Sauerstoff verbrennt, entstehen immer Kohlendioxid und Wasser. Bei Verwendung weniger aktiver Oxidationsmittel sind die Reaktionen komplizierter. In diesem Abschnitt werden nur die Reaktionen von Vertretern der wichtigsten Klassen organischer Substanzen mit einigen anorganischen Oxidationsmitteln besprochen.

Alkene. Bei der milden Oxidation werden Alkene in Glykole (zweiwertige Alkohole) umgewandelt. Die reduzierenden Atome in diesen Reaktionen sind durch eine Doppelbindung verbundene Kohlenstoffatome.

Die Reaktion mit einer Kaliumpermanganatlösung erfolgt in neutralem oder leicht alkalischem Medium wie folgt:

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

Unter erschwerten Bedingungen führt die Oxidation zum Bruch der Kohlenstoffkette an der Doppelbindung und zur Bildung von zwei Säuren (in einer stark alkalischen Umgebung – zwei Salze) oder einer Säure und Kohlendioxid (in einer stark alkalischen Umgebung – einem Salz und ein Carbonat):

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 (Erhitzen)

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 (Erhitzen)

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 (Erhitzen)

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

Kaliumdichromat in einem Schwefelsäuremedium oxidiert Alkene ähnlich wie die Reaktionen 1 und 2.

Alkine. Alkine beginnen unter etwas härteren Bedingungen zu oxidieren als Alkene, sodass sie normalerweise durch Aufbrechen der Kohlenstoffkette an der Dreifachbindung oxidieren. Wie bei den Alkanen handelt es sich bei den reduzierenden Atomen auch hier um Kohlenstoffatome, die in diesem Fall durch eine Dreifachbindung verbunden sind. Durch die Reaktionen entstehen Säuren und Kohlendioxid. Die Oxidation kann mit Kaliumpermanganat oder -dichromat in saurer Umgebung durchgeführt werden, zum Beispiel:

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

Manchmal ist es möglich, Zwischenoxidationsprodukte zu isolieren. Abhängig von der Position der Dreifachbindung im Molekül handelt es sich entweder um Diketone (R 1 –CO–CO–R 2) oder um Aldoketone (R–CO–CHO).

Acetylen kann mit Kaliumpermanganat in leicht alkalischem Medium zu Kaliumoxalat oxidiert werden:

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

In einer sauren Umgebung erfolgt die Oxidation zu Kohlendioxid:

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

Benzolhomologe. Benzolhomologe können mit einer Lösung von Kaliumpermanganat in neutraler Umgebung zu Kaliumbenzoat oxidiert werden:

C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 = C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2 O (beim Kochen)

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 = C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH (beim Erhitzen)

Die Oxidation dieser Stoffe mit Kaliumdichromat oder -permanganat im sauren Milieu führt zur Bildung von Benzoesäure.

Alkohole. Das direkte Oxidationsprodukt primärer Alkohole sind Aldehyde und die Oxidationsprodukte sekundärer Alkohole sind Ketone.

Bei der Oxidation von Alkoholen entstehende Aldehyde werden leicht zu Säuren oxidiert, daher werden Aldehyde aus primären Alkoholen durch Oxidation mit Kaliumdichromat in einem sauren Medium beim Siedepunkt des Aldehyds erhalten. Wenn Aldehyde verdampfen, haben sie keine Zeit zum Oxidieren.

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 (Erhitzen)

Bei einem Überschuss an Oxidationsmittel (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) in jeder Umgebung werden primäre Alkohole zu Carbonsäuren oder deren Salzen und sekundäre Alkohole zu Ketonen oxidiert. Tertiäre Alkohole oxidieren unter diesen Bedingungen nicht, Methylalkohol wird jedoch zu Kohlendioxid oxidiert. Alle Reaktionen finden beim Erhitzen statt.

Zweiwertiger Alkohol, Ethylenglykol HOCH 2 –CH 2 OH, wird beim Erhitzen in einer sauren Umgebung mit einer Lösung von KMnO 4 oder K 2 Cr 2 O 7 leicht zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert, manchmal ist es jedoch möglich, Zwischenprodukte zu isolieren (HOCH 2 –COOH, HOOC– COOH usw.).

Aldehyde. Aldehyde sind ziemlich starke Reduktionsmittel und werden daher leicht durch verschiedene Oxidationsmittel oxidiert, zum Beispiel: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH. Beim Erhitzen laufen alle Reaktionen ab:

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

Formaldehyd wird mit einem Überschuss an Oxidationsmittel zu Kohlendioxid oxidiert.

18.10. Vergleich der Redoxaktivität verschiedener Stoffe

Aus den Definitionen der Begriffe „oxidierendes Atom“ und „reduzierendes Atom“ folgt, dass Atome in der höchsten Oxidationsstufe ausschließlich oxidierende Eigenschaften haben. Im Gegensatz dazu haben Atome in der niedrigsten Oxidationsstufe nur reduzierende Eigenschaften. Atome in mittleren Oxidationsstufen können sowohl Oxidationsmittel als auch Reduktionsmittel sein.

Gleichzeitig ist es unmöglich, die Redoxeigenschaften von Stoffen allein anhand des Oxidationsgrades eindeutig zu beurteilen. Betrachten Sie als Beispiel die Verbindungen von Elementen der VA-Gruppe. Stickstoff(V)- und Antimon(V)-Verbindungen sind mehr oder weniger starke Oxidationsmittel, Wismut(V)-Verbindungen sind sehr starke Oxidationsmittel und Phosphor(V)-Verbindungen haben praktisch keine oxidierenden Eigenschaften. In diesem und anderen ähnlichen Fällen kommt es darauf an, wie charakteristisch ein bestimmter Oxidationszustand für ein bestimmtes Element ist, d. h. wie stabil die Verbindungen sind, die Atome eines bestimmten Elements in diesem Oxidationszustand enthalten.

Jede Redoxreaktion verläuft in Richtung der Bildung eines schwächeren Oxidationsmittels und eines schwächeren Reduktionsmittels. Im allgemeinen Fall kann die Möglichkeit, dass eine ORR auftritt, wie bei jeder anderen Reaktion, durch das Vorzeichen der Änderung der Gibbs-Energie bestimmt werden. Darüber hinaus werden zur Quantifizierung der Redoxaktivität von Stoffen die elektrochemischen Eigenschaften von Oxidationsmitteln und Reduktionsmitteln (Standardpotentiale von Redoxpaaren) herangezogen. Basierend auf diesen quantitativen Merkmalen ist es möglich, Redoxaktivitätsreihen verschiedener Substanzen zu konstruieren. Die Ihnen bekannte Metallspannungsreihe ist genau auf diese Weise aufgebaut. Diese Serie ermöglicht den Vergleich der reduzierenden Eigenschaften von Metallen in wässrigen Lösungen unter Standardbedingungen ( Mit= 1 mol/l, T= 298,15 K) sowie die oxidierenden Eigenschaften einfacher Aquakationen. Wenn Sie in der oberen Reihe dieser Reihe Ionen (Oxidationsmittel) und in der unteren Reihe Metallatome (Reduktionsmittel) platzieren, sieht die linke Seite dieser Reihe (vor Wasserstoff) folgendermaßen aus:

In dieser Reihe nehmen die oxidierenden Eigenschaften von Ionen (obere Zeile) von links nach rechts zu, die reduzierenden Eigenschaften von Metallen (untere Zeile) dagegen von rechts nach links.

Unter Berücksichtigung der Unterschiede in der Redoxaktivität in verschiedenen Umgebungen ist es möglich, ähnliche Reihen für Oxidationsmittel zu erstellen. Somit ergibt sich für Reaktionen im sauren Milieu (pH = 0) eine „Fortsetzung“ der Reihe der Metallaktivitäten in Richtung zunehmender oxidativer Eigenschaften

Wie in der Metallaktivitätsreihe nehmen auch in dieser Reihe die oxidierenden Eigenschaften von Oxidationsmitteln (obere Linie) von links nach rechts zu. Anhand dieser Reihe ist es jedoch nur dann möglich, die Reduktionsaktivität von Reduktionsmitteln (untere Zeile) zu vergleichen, wenn ihre oxidierte Form mit der in der oberen Zeile dargestellten übereinstimmt; in diesem Fall verstärkt es sich von rechts nach links.

Schauen wir uns ein paar Beispiele an. Um herauszufinden, ob diese ORR möglich ist, verwenden wir eine allgemeine Regel, die die Richtung von Redoxreaktionen bestimmt (Reaktionen verlaufen in Richtung der Bildung eines schwächeren Oxidationsmittels und eines schwächeren Reduktionsmittels).

1. Ist es möglich, Kobalt aus einer CoSO 4 -Lösung mit Magnesium zu reduzieren?
Magnesium ist ein stärkeres Reduktionsmittel als Kobalt, und Co 2 -Ionen sind stärkere Oxidationsmittel als Mg 2 -Ionen, daher ist es möglich.
2. Ist es möglich, Kupfer in einer sauren Umgebung mit einer Lösung von FeCl 3 zu CuCl 2 zu oxidieren?
Da Fe 3B-Ionen stärkere Oxidationsmittel als Cu 2-Ionen sind und Kupfer ein stärkeres Reduktionsmittel als Fe 2-Ionen ist, ist dies möglich.
3. Ist es möglich, eine Lösung von FeCl 3 zu erhalten, indem Sauerstoff durch eine mit Salzsäure angesäuerte Lösung von FeCl 2 geblasen wird?
Dies scheint nicht der Fall zu sein, da sich in unserer Reihe Sauerstoff links von den Fe 3 -Ionen befindet und ein schwächeres Oxidationsmittel als diese Ionen ist. In einer wässrigen Lösung wird Sauerstoff jedoch fast nie zu H 2 O 2 reduziert; in diesem Fall erfolgt die Reduktion zu H 2 O und findet zwischen Br 2 und MnO 2 statt. Daher ist eine solche Reaktion möglich, obwohl sie eher langsam verläuft (warum?).
4. Ist es möglich, H 2 O 2 in saurer Umgebung mit Kaliumpermanganat zu oxidieren?
In diesem Fall ist H 2 O 2 ein Reduktionsmittel und ein stärkeres Reduktionsmittel als Mn 2B-Ionen, und MnO 4 -Ionen sind stärkere Oxidationsmittel als der aus Peroxid gebildete Sauerstoff. Daher ist es möglich.

Eine ähnliche Reihe für ORR in alkalischem Medium sieht wie folgt aus:

Im Gegensatz zur „Säure“-Serie kann diese Serie nicht in Verbindung mit der Metallaktivitätsserie verwendet werden.

Elektronen-Ionen-Balance-Methode (Halbreaktionsmethode), intermolekulare ORR, intramolekulare ORR, Dismutations-ORR (Disproportionierung, Selbstoxidation-Selbstreduktion), ORR-Kommutierung, Passivierung.

1. Erstellen Sie mithilfe der Elektronen-Ionen-Balance-Methode Gleichungen für die Reaktionen, die auftreten, wenn a) eine H 2 S-Lösung (S, genauer gesagt S 8 ) zu einer mit Schwefelsäure angesäuerten Kaliumpermanganatlösung gegeben wird; b) KHS; c) K 2 S; d) H 2 SO 3; e) KHSO 3; e) K 2 SO 3; e) HNO 2; g) KNO 2; i) KI (I 2 ); j) FeSO 4; l) C 2 H 5 OH (CH 3 COOH); m) CH 3 CHO; n) (COOH) 2 (CO 2 ); n) K 2 C 2 O 4 . Hier und im Folgenden sind Oxidationsprodukte, soweit erforderlich, in geschweiften Klammern angegeben.
2. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die ablaufen, wenn die folgenden Gase durch eine mit Schwefelsäure angesäuerte Kaliumpermanganatlösung geleitet werden: a) C 2 H 2 (CO 2 ); b) C 2 H 4 (CO 2 ); c) C 3 H 4 (Propin) (CO 2 und CH 3 COOH); d) C 3 H 6; e) CH 4; e) HCHO.
3. Das Gleiche, jedoch wird einer neutralen Kaliumpermanganatlösung eine Reduktionsmittellösung zugesetzt: a) KHS; b) K 2 S; c) KHSO 3; d) K 2 SO 3; e) KNO 2; e) KI.
4. Das Gleiche, jedoch wird der Kaliumpermanganatlösung zuvor eine Lösung von Kaliumhydroxid zugesetzt: a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K 2 SO 3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3).
5. Schreiben Sie Gleichungen für die folgenden in Lösung ablaufenden Reaktionen auf: a) KMnO 4 + H 2 S ...;
   b) KMnO 4 + HCl ...;
   c) KMnO 4 + HBr ...;
   d) KMnO 4 + HI ...
6. Stellen Sie die folgenden Gleichungen für die ORR von Mangandioxid auf:
7. Einer mit Schwefelsäure angesäuerten Kaliumdichromatlösung wurden Lösungen folgender Stoffe zugesetzt: a) KHS; b) K 2 S; c) HNO 2; d) KNO 2; e) KI; f) FeSO 4; g) CH 3 CH 2 CHO; i) H 2 SO 3; j) KHSO 3; k) K 2 SO 3. Schreiben Sie die Gleichungen für die ablaufenden Reaktionen auf.
8. Dasselbe, jedoch werden folgende Gase durch die Lösung geleitet: a) H 2 S; b) SO 2.
9. Lösungen von a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K 2 SO 3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3). Schreiben Sie die Gleichungen für die ablaufenden Reaktionen auf.
10. Der Chrom(III)-chlorid-Lösung wurde eine Kaliumhydroxidlösung zugesetzt, bis sich der ursprünglich gebildete Niederschlag aufgelöst hatte, und dann wurde Bromwasser zugegeben. Schreiben Sie die Gleichungen für die ablaufenden Reaktionen auf.
11. Dasselbe, jedoch wurde im letzten Schritt eine Lösung von Kaliumperoxodisulfat K 2 S 2 O 8 zugegeben, die während der Reaktion zu Sulfat reduziert wurde.
12. Schreiben Sie die Gleichungen für die in der Lösung ablaufenden Reaktionen auf:

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

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

13. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die zwischen festem Chromtrioxid und den folgenden Stoffen ablaufen: a) C; b) CO; c) S (SO 2 ); d) H 2 S; e) NH 3; e) C 2 H 5 OH (CO 2 und H 2 O); g) CH 3 COCH 3 .
14. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die ablaufen, wenn die folgenden Substanzen zu konzentrierter Salpetersäure hinzugefügt werden: a) S (H 2 SO 4 ); b) P 4 ((HPO 3) 4 ); c) Graphit; 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) As 2 O 3 (H 3 AsO 4 ); y) As 2 S 3 ; f) Fe(NO 3) 2; x) P 4 O 10; v) Cu 2 S.
15. Dasselbe, jedoch beim Durchleiten folgender Gase: a) CO; b) H 2 S; c) N 2 O; d) NH 3; e) NEIN; f) H 2 Se; g) HALLO.
16. Die Reaktionen verlaufen in den folgenden Fällen gleich oder unterschiedlich: a) Ein Stück Magnesium wurde in ein hohes Reagenzglas gegeben, das zu zwei Dritteln mit konzentrierter Salpetersäure gefüllt war; b) ein Tropfen konzentrierter Salpetersäure auf die Oberfläche der Magnesiumplatte gegeben wurde? Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf.
17. Was ist der Unterschied zwischen der Reaktion von konzentrierter Salpetersäure mit Schwefelwasserstoffsäure und mit gasförmigem Schwefelwasserstoff? Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf.
18. Wird die ORR auf die gleiche Weise ablaufen, wenn wasserfreies kristallines Natriumsulfid und seine 0,1 M Lösung zu einer konzentrierten Salpetersäurelösung gegeben werden?
19. Eine Mischung folgender Stoffe wurde mit konzentrierter Salpetersäure behandelt: Cu, Fe, Zn, Si und Cr. Schreiben Sie die Gleichungen für die ablaufenden Reaktionen auf.
20. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die ablaufen, wenn der verdünnten Salpetersäure die folgenden Stoffe zugesetzt werden: 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. Welche Prozesse laufen ab, wenn a) Ammoniak, b) Schwefelwasserstoff, c) Kohlendioxid durch eine verdünnte Salpetersäurelösung geleitet werden?
22. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die ablaufen, wenn der konzentrierten Schwefelsäure die folgenden Stoffe zugesetzt werden: a) Ag; b) Cu; c) Graphit; d) HCOOH; e) C 6 H 12 O 6; f) NaCl cr; g) C 2 H 5 OH.
23. Wenn Schwefelwasserstoff durch kalte konzentrierte Schwefelsäure geleitet wird, entstehen S und SO 2, heißes konzentriertes H 2 SO 4 oxidiert Schwefel zu SO 2. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf. Wie läuft die Reaktion zwischen heißer konzentrierter H 2 SO 4 und Schwefelwasserstoff ab?
24. Warum wird Chlorwasserstoff durch die Behandlung von kristallinem Natriumchlorid mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen, Bromwasserstoff und Jodwasserstoff jedoch nicht auf diese Weise?
25. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die bei der Wechselwirkung von verdünnter Schwefelsäure mit a) Zn, b) Al, c) Fe, d) Chrom in Abwesenheit von Sauerstoff und e) Chrom in Luft ablaufen.
26. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf, die die Redoxeigenschaften von Wasserstoffperoxid charakterisieren:

Bei welcher dieser Reaktionen ist Wasserstoffperoxid ein Oxidationsmittel und bei welcher ein Reduktionsmittel?

27. Welche Reaktionen treten auf, wenn folgende Stoffe erhitzt werden: 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) NaClO 4; m) Ca(ClO 4) 2; m) Fe(NO 3) 2; n) PCl 5; p) MnCl 4; c) H 2 C 2 O 4; r) LiNO 3; y) HgO; f) Ca(NO 3) 2; x) Fe(OH) 3; v) CuCl 2; h) KClO 3; w) KClO 2; y) CrO 3 ?
28. Beim Zusammenbringen heißer Lösungen von Ammoniumchlorid und Kaliumnitrat kommt es zu einer Reaktion unter Freisetzung von Gas. Schreiben Sie eine Gleichung für diese Reaktion.
29. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen auf, die ablaufen, wenn a) Chlor- und b) Bromdampf durch eine kalte Natriumhydroxidlösung geleitet werden. Das Gleiche, aber durch eine heiße Lösung.
30. Bei der Wechselwirkung mit einer heißen konzentrierten Kaliumhydroxidlösung dismutiert Selen in die nächstgelegenen stabilen Oxidationsstufen (–II und +IV). Schreiben Sie eine Gleichung für dieses ORR.
31. Unter den gleichen Bedingungen erfährt Schwefel eine ähnliche Dismutation, aber in diesem Fall reagiert überschüssiger Schwefel mit Sulfitionen unter Bildung von Thiosulfat-Ionen S 2 O 3 2. Schreiben Sie die Gleichungen für die ablaufenden Reaktionen auf. ;
32. Schreiben Sie Gleichungen für die Elektrolysereaktionen von a) einer Kupfernitratlösung mit einer Silberanode, b) einer Bleinitratlösung mit einer Kupferanode auf.

Erleben Sie 1. Oxidative Eigenschaften von Kaliumpermanganat in saurer Umgebung. Zu 3-4 Tropfen einer Kaliumpermanganatlösung ein gleiches Volumen einer verdünnten Schwefelsäurelösung und dann eine Natriumsulfitlösung hinzufügen, bis sich die Farbe verfärbt. Schreiben Sie eine Gleichung für die Reaktion. Erfahrung 2.Oxidierende Eigenschaften von Kaliumpermanganat in neutraler Umgebung. Fügen Sie 5–6 Tropfen Natriumsulfitlösung zu 3–4 Tropfen Kaliumpermanganatlösung hinzu. Welche Substanz wurde als Niederschlag freigesetzt? Erleben Sie 3. Oxidative Eigenschaften von Kaliumpermanganat in alkalischer Umgebung. Zu 3-4 Tropfen Kaliumpermanganatlösung 10 Tropfen konzentrierte Natriumhydroxidlösung und 2 Tropfen Natriumsulfitlösung hinzufügen. Die Lösung sollte grün werden. Erleben Sie 4. Oxidative Eigenschaften von Kaliumdichromat in saurer Umgebung. 6 Tropfen Kaliumdichromatlösung mit vier Tropfen verdünnter Schwefelsäurelösung ansäuern und Natriumsulfitlösung hinzufügen, bis sich die Farbe der Mischung ändert. Erleben Sie 5. Oxidierende Eigenschaften verdünnter Schwefelsäure. Geben Sie ein Zinkgranulat in ein Reagenzglas und ein Stück Kupferband in das andere. In beide Reagenzgläser 8-10 Tropfen einer verdünnten Schwefelsäurelösung geben. Vergleichen Sie die auftretenden Phänomene. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Erleben Sie 6. Oxidierende Eigenschaften von konzentrierter Schwefelsäure.Ähnlich wie Experiment 5, jedoch mit einer konzentrierten Schwefelsäurelösung. Eine Minute nach Beginn der Freisetzung gasförmiger Reaktionsprodukte werden mit Lösungen von Kaliumpermanganat und Kupfersulfat angefeuchtete Filterpapierstreifen in die Reagenzgläser eingeführt. Erklären Sie die auftretenden Phänomene. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Erleben Sie 7. Oxidierende Eigenschaften verdünnter Salpetersäure.Ähnlich wie Experiment 5, jedoch mit einer verdünnten Salpetersäurelösung. Beobachten Sie die Farbänderung der gasförmigen Reaktionsprodukte. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Erleben Sie 8. Oxidierende Eigenschaften von konzentrierter Salpetersäure. Legen Sie ein Stück Kupferband in ein Reagenzglas und geben Sie 10 Tropfen einer konzentrierten Salpetersäurelösung hinzu. Vorsichtig erhitzen, bis sich das Metall vollständig aufgelöst hat. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Erleben Sie 9. Oxidierende Eigenschaften von Kaliumnitrit. Zu 5-6 Tropfen einer Kaliumnitritlösung ein gleiches Volumen einer verdünnten Schwefelsäurelösung und 5 Tropfen einer Kaliumjodidlösung hinzufügen. Welche Stoffe entstehen? Erleben Sie 10. Reduzierende Eigenschaften von Kaliumnitrit. Zu 5-6 Tropfen einer Kaliumpermanganatlösung ein gleiches Volumen einer verdünnten Schwefelsäurelösung und einer Kaliumnitritlösung hinzufügen, bis die Mischung vollständig verfärbt ist. Erleben Sie 11.Thermische Zersetzung von Kupfernitrat. Geben Sie einen Mikrospatel Kupfernitrat-Trihydrat in ein Reagenzglas, befestigen Sie es in einem Ständer und erhitzen Sie es vorsichtig mit einer offenen Flamme. Beobachten Sie die Dehydrierung und die anschließende Zersetzung des Salzes. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Erleben Sie 12.Thermische Zersetzung von Bleinitrat. Führen Sie das gleiche Verfahren wie in Experiment 11 durch und geben Sie Bleinitrat in ein Reagenzglas. Führen Sie das Experiment in einem Rauchhaken durch! Was ist der Unterschied zwischen den Prozessen, die bei der Zersetzung dieser Salze ablaufen?

Aufstellung von Gleichungen für Redoxreaktionen organischer Stoffe

IN Aufgrund der Einführung des Einheitlichen Staatsexamens (USE) als einziger Form der Abschlusszertifizierung von Abiturienten und des Übergangs der Oberschulen zur Fachausbildung ist die Vorbereitung der Oberstufenschüler auf die punktuell „teuersten“ Leistungen Aufgaben des Teils „C“ des Einheitlichen Staatsexamens in Chemie gewinnen zunehmend an Bedeutung. Obwohl die fünf Aufgaben von Teil „C“ als unterschiedlich betrachtet werden: chemische Eigenschaften anorganischer Stoffe, Umwandlungsketten organischer Verbindungen, Berechnungsprobleme, hängen sie alle in gewissem Maße mit Redoxreaktionen (ORR) zusammen. . Wenn Sie die Grundkenntnisse der ODD-Theorie beherrschen, können Sie die erste und zweite Aufgabe vollständig und die dritte teilweise korrekt lösen. Gerade hierin liegt unserer Meinung nach ein wesentlicher Teil des Erfolgs beim Abschluss von Teil „C“. Die Erfahrung zeigt, dass, wenn Studierende während des Studiums der anorganischen Chemie Aufgaben zum Schreiben von OVR-Gleichungen recht gut bewältigen, ähnliche Aufgaben in der organischen Chemie ihnen große Schwierigkeiten bereiten. Daher versuchen wir während des gesamten Studiums der organischen Chemie in Fachklassen, bei Gymnasiasten die Fähigkeiten zum Erstellen von OVR-Gleichungen zu entwickeln.

Bei der Untersuchung der vergleichenden Eigenschaften anorganischer und organischer Verbindungen führen wir die Studierenden in die Verwendung der Oxidationsstufe (s.o.) (in der organischen Chemie hauptsächlich Kohlenstoff) und Methoden zu ihrer Bestimmung ein:

1) Berechnung der durchschnittlichen s.o. Kohlenstoff in einem Molekül organischer Substanz;

2) Definition von s.o. jedes Kohlenstoffatom.

Lassen Sie uns klären, in welchen Fällen es besser ist, die eine oder andere Methode zu verwenden.

Der Artikel wurde mit Unterstützung der Firma GEO-Engineering veröffentlicht, die Produkte unter der Marke ProfKresla auf dem Markt vertritt. Der Tätigkeitsbereich des Unternehmens ist die Herstellung, der Verkauf und die Montage von Sesseln und Stühlen für verschiedene Säle. Die hohe Professionalität unserer Mitarbeiter und unsere eigenen Produktionsanlagen ermöglichen es uns, Projekte jeder Komplexität schnell und effizient umzusetzen. Alle Produkte der Marke ProfKresla, seien es Theaterstühle, Sitze für Wartezimmer oder Stühle für Bildungseinrichtungen, zeichnen sich durch ein modernes und ergonomisches Design sowie hohe Verschleißfestigkeit, Langlebigkeit und Komfort aus. Aus der riesigen Produktpalette, die im Katalog auf der Website profkresla.ru präsentiert wird, können Sie immer Modelle auswählen, die am besten zum Unternehmensstil Ihres Unternehmens passen. Sollten Sie dennoch Schwierigkeiten bei der Auswahl haben, stehen Ihnen die Spezialisten des Unternehmens jederzeit mit Rat und Tat zur Seite, helfen Ihnen bei der Auswahl eines Modells, bereiten dann ein Projekt vor und führen alle erforderlichen Messungen und Installationen vor Ort durch.

P Beim Studium des Themas „Alkane“ zeigen wir, dass die Prozesse Oxidation, Verbrennung, Halogenierung, Nitrierung, Dehydrierung und Zersetzung zu Redoxprozessen gehören. Beim Schreiben von Gleichungen für die Verbrennungs- und Zersetzungsreaktionen organischer Substanzen ist es besser, den Durchschnittswert von d.o. zu verwenden. Kohlenstoff. Zum Beispiel:

Wir achten auf die erste Hälfte der Elektronenbilanz: Das Kohlenstoffatom hat einen Bruchteil d.o. Der Nenner ist 4, daher berechnen wir den Elektronentransfer anhand dieses Koeffizienten.

In anderen Fällen ermitteln wir beim Studium des Themas „Alkane“ die Werte von d.o. jedes Kohlenstoffatom in der Verbindung, während die Aufmerksamkeit der Schüler auf die Reihenfolge der Substitution von Wasserstoffatomen an primären, sekundären und tertiären Kohlenstoffatomen gelenkt wird:

Daher führen wir die Schüler zu dem Schluss, dass der Substitutionsprozess zunächst an tertiären Kohlenstoffatomen, dann an sekundären Kohlenstoffatomen und schließlich an primären Kohlenstoffatomen stattfindet.

P Beim Studium des Themas „Alkene“ betrachten wir Oxidationsprozesse in Abhängigkeit von der Struktur des Alkens und der Reaktionsumgebung.

Wenn Alkene mit einer konzentrierten Lösung von Kaliumpermanganat KMnO 4 in einer sauren Umgebung oxidiert werden (harte Oxidation), werden - und - Bindungen aufgebrochen, um Carbonsäuren, Ketone und Kohlenmonoxid (IV) zu bilden. Diese Reaktion dient zur Bestimmung der Position der Doppelbindung.

Befindet sich die Doppelbindung am Ende des Moleküls (z. B. bei Buten-1), dann ist eines der Oxidationsprodukte Ameisensäure, die leicht zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert wird:

Wir betonen, dass, wenn in einem Alkenmolekül das Kohlenstoffatom an der Doppelbindung zwei Kohlenstoffsubstituenten enthält (z. B. im 2-Methylbuten-2-Molekül), bei seiner Oxidation ein Keton entsteht, da die Umwandlung eines solchen erfolgt Die Umwandlung eines Atoms in ein Carboxylgruppenatom ist ohne Aufbrechen der CC-Bindung nicht möglich und unter diesen Bedingungen relativ stabil:

Wir stellen klar, dass, wenn das Alkenmolekül symmetrisch ist und die Doppelbindung in der Mitte des Moleküls enthalten ist, bei der Oxidation nur eine Säure entsteht:

Wir informieren Sie darüber, dass ein Merkmal der Oxidation von Alkenen, bei der die Kohlenstoffatome an der Doppelbindung zwei Kohlenstoffradikale enthalten, die Bildung von zwei Ketonen ist:

Bei der Betrachtung der Oxidation von Alkenen in neutralen oder leicht alkalischen Medien lenken wir die Aufmerksamkeit von Gymnasiasten auf die Tatsache, dass die Oxidation unter solchen Bedingungen mit der Bildung von Diolen (zweiwertigen Alkoholen) einhergeht und an diese Kohlenstoffatome Hydroxylgruppen angehängt werden zwischen denen es eine Doppelbindung gab:

IN In ähnlicher Weise betrachten wir die Oxidation von Acetylen und seinen Homologen, abhängig von der Umgebung, in der der Prozess stattfindet. Wir stellen also klar, dass der Oxidationsprozess in einer sauren Umgebung mit der Bildung von Carbonsäuren einhergeht:

Die Reaktion wird verwendet, um die Struktur von Alkinen anhand ihrer Oxidationsprodukte zu bestimmen:

In neutralen und leicht alkalischen Umgebungen geht die Oxidation von Acetylen mit der Bildung der entsprechenden Oxalate (Oxalsäuresalze) einher, und die Oxidation von Homologen geht mit dem Aufbrechen der Dreifachbindung und der Bildung von Carbonsäuresalzen einher:

IN Alle Regeln werden mit den Studierenden anhand konkreter Beispiele geübt, was zu einer besseren Aneignung des theoretischen Stoffes führt. Daher können Studierende bei der Untersuchung der Oxidation von Arenen in verschiedenen Umgebungen selbstständig davon ausgehen, dass in einer sauren Umgebung mit der Bildung von Säuren und in einer alkalischen Umgebung mit der Bildung von Salzen zu rechnen ist. Der Lehrer muss lediglich klären, welche Reaktionsprodukte je nach Struktur der entsprechenden Arena entstehen.

Wir zeigen anhand von Beispielen, dass Homologe von Benzol mit einer Seitenkette (unabhängig von deren Länge) durch ein starkes Oxidationsmittel am -Kohlenstoffatom zu Benzoesäure oxidiert werden. Beim Erhitzen werden Benzolhomologe durch Kaliumpermanganat in einer neutralen Umgebung oxidiert, um Kaliumsalze aromatischer Säuren zu bilden.

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,

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

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

Wir betonen, dass bei mehreren Seitenketten in einem Arenmolekül in einer sauren Umgebung jede von ihnen am a-Kohlenstoffatom zu einer Carboxylgruppe oxidiert wird, was zur Bildung mehrbasiger aromatischer Säuren führt:

P Die erworbenen Fähigkeiten in der Erstellung von ORR-Gleichungen für Kohlenwasserstoffe ermöglichen deren Verwendung beim Studium des Abschnitts „Sauerstoffhaltige Verbindungen“.

So stellen Studierende beim Studium des Themas „Alkohole“ selbstständig Gleichungen für die Oxidation von Alkoholen nach folgenden Regeln auf:

1) Primäre Alkohole werden zu Aldehyden oxidiert

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) Sekundäre Alkohole werden zu Ketonen oxidiert

3) Die Oxidationsreaktion ist für tertiäre Alkohole nicht typisch.

Zur Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen ist es ratsam, dass der Lehrer zusätzliche Informationen zu diesen Eigenschaften bereitstellt, die für die Schüler zweifellos nützlich sein werden.

Bei der Oxidation von Methanol mit einer angesäuerten Lösung von Kaliumpermanganat oder Kaliumdichromat entsteht CO 2; primäre Alkohole können bei der Oxidation je nach Reaktionsbedingungen nicht nur Aldehyde, sondern auch Säuren bilden. Beispielsweise endet die Oxidation von Ethanol mit Kaliumdichromat in der Kälte mit der Bildung von Essigsäure und beim Erhitzen von Acetaldehyd:

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 + 11H 2 O,

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.

Erinnern wir die Schüler noch einmal an den Einfluss der Umwelt auf die Produkte von Alkoholoxidationsreaktionen, nämlich: Eine heiße neutrale Lösung von KMnO 4 oxidiert Methanol zu Kaliumcarbonat und die restlichen Alkohole zu Salzen der entsprechenden Carbonsäuren:

Beim Studium des Themas „Aldehyde und Ketone“ lenken wir die Aufmerksamkeit der Studierenden auf die Tatsache, dass Aldehyde nicht nur unter dem Einfluss starker Oxidationsmittel (Luftsauerstoff, angesäuerte Lösungen von KMnO 4 usw.) leichter als Alkohole zu den entsprechenden Carbonsäuren oxidiert werden K 2 Cr 2 O 7), aber und unter dem Einfluss von schwachem (Ammoniaklösung von Silberoxid oder Kupfer(II)-hydroxid):

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

3CH 3 –CHO + K 2 Cr 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.

Besonderes Augenmerk legen wir auf die Oxidation von Methanal mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid, weil in diesem Fall entsteht Ammoniumcarbonat, keine Ameisensäure:

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

Wie unsere langjährige Erfahrung zeigt, erhöht die vorgeschlagene Methodik, mit der Oberstufenschülern beigebracht werden soll, wie man OVR-Gleichungen mit organischen Substanzen aufstellt, ihr Abschlussergebnis im Einheitlichen Staatsexamen in Chemie um mehrere Punkte.

Wählen Sie die Hauptkohlenstoffkette im Molekül aus. Erstens muss es das längste sein. Zweitens: Wenn zwei oder mehr Ketten gleicher Länge vorhanden sind, wird die am stärksten verzweigte Kette ausgewählt. In einem Molekül gibt es beispielsweise 2 Ketten mit der gleichen Anzahl (7) an C-Atomen (farblich hervorgehoben):

Im Fall (a) hat die Kette 1 Substituenten und in (b) - 2. Daher sollten Sie Option (b) wählen.

1. Nummerieren Sie die Kohlenstoffatome in der Hauptkette so, dass die mit den Substituenten verbundenen C-Atome möglichst niedrige Nummern erhalten. Daher beginnt die Nummerierung am Ende der Kette, die der Verzweigung am nächsten liegt. Zum Beispiel:

Nennen Sie alle Reste (Substituenten) und geben Sie davor die Zahlen an, die ihre Position in der Hauptkette angeben. Bei mehreren identischen Substituenten wird für jeden von ihnen eine durch Komma getrennte Zahl (Ort) geschrieben und ihre Zahl durch Präfixe angegeben di-, drei-, Tetra-, Penta- usw. (Zum Beispiel, 2,2-Dimethyl oder 2,3,3,5-Tetramethyl).

Ordnen Sie die Namen aller Substituenten in alphabetischer Reihenfolge an (gemäß den neuesten IUPAC-Regeln).

Nennen Sie die Hauptkette der Kohlenstoffatome, d.h. das entsprechende normale Alkan.

So ist im Namen eines verzweigten Alkans die Wurzel + Suffix der Name eines normalen Alkans (griechische Zahl + Suffix „an“), die Präfixe sind Zahlen und Namen von Kohlenwasserstoffresten. Beispiel für die Titelkonstruktion:

Chem. Heilige der AlkaneCracken von Alkanen. Cracken ist ein Prozess der thermischen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen, der auf Reaktionen der Spaltung der Kohlenstoffkette großer Moleküle unter Bildung von Verbindungen mit kürzerer Kette basiert. Isomerisierung von Alkanen Alkane normaler Struktur können sich unter dem Einfluss von Katalysatoren und beim Erhitzen in verzweigte Alkane umwandeln, ohne dass sich die Zusammensetzung der Moleküle ändert, d. h. gehen Isomerisierungsreaktionen ein. An diesen Reaktionen sind Alkane beteiligt, deren Moleküle mindestens 4 Kohlenstoffatome enthalten. Beispielsweise erfolgt die Isomerisierung von n-Pentan zu Isopentan (2-Methylbutan) bei 100 °C in Gegenwart eines Aluminiumchlorid-Katalysators:

Das Ausgangsmaterial und das Produkt der Isomerisierungsreaktion haben die gleichen Summenformeln und sind Strukturisomere (Kohlenstoffgerüstisomerie).

Dehydrierung von Alkanen

Wenn Alkane in Gegenwart von Katalysatoren (Pt, Pd, Ni, Fe, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, ZnO) erhitzt werden, wirken sie katalytisch Dehydrierung– Abstraktion von Wasserstoffatomen durch Aufbrechen von C-H-Bindungen.

Die Struktur der Dehydrierungsprodukte hängt von den Reaktionsbedingungen und der Länge der Hauptkette im Ausgangsalkanmolekül ab.

1. Niederalkane mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Kette entfernen beim Erhitzen über einem Ni-Katalysator Wasserstoff aus benachbart Kohlenstoffatome und verwandeln sich in Alkene:

Zusammen mit Buten-2 Diese Reaktion erzeugt Buten-1 CH 2 =CH-CH 2 -CH 3. In Gegenwart eines Cr 2 O 3 /Al 2 O 3-Katalysators bei 450–650 °C N-Butan wird ebenfalls erhalten Butadien-1,3 CH 2 =CH-CH=CH 2.

2. Zur Gewinnung werden Alkane mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen in der Hauptkette verwendet zyklisch Verbindungen. Das passiert Dehydrocyclisierung– Dehydrierungsreaktion, die zum Verschluss der Kette in einen stabilen Kreislauf führt.

Wenn die Hauptkette eines Alkanmoleküls 5 (aber nicht mehr) Kohlenstoffatome enthält ( N-Pentan und seine Alkylderivate), dann werden beim Erhitzen über einem Pt-Katalysator Wasserstoffatome von den Endatomen der Kohlenstoffkette abgespalten und ein fünfgliedriger Zyklus gebildet (Cyclopentan oder seine Derivate):

Alkane mit einer Hauptkette aus 6 oder mehr Kohlenstoffatomen unterliegen ebenfalls einer Dehydrocyclisierung, bilden jedoch immer einen 6-gliedrigen Ring (Cyclohexan und seine Derivate). Unter Reaktionsbedingungen erfährt dieser Zyklus eine weitere Dehydrierung und wandelt sich in den energetisch stabileren Benzolring eines aromatischen Kohlenwasserstoffs (Aren) um. Zum Beispiel:

Diese Reaktionen liegen dem Prozess zugrunde reformieren– Verarbeitung von Erdölprodukten zur Gewinnung von Arenen ( Aromatisierung gesättigte Kohlenwasserstoffe) und Wasserstoff. Transformation N- Alkane in der Arena führt zu einer Verbesserung der Detonationsfestigkeit von Benzin.