Αυτό το υλικό μπορεί να είναι δύσκολο να το κατακτήσετε μόνοι σας λόγω του μεγάλου όγκου πληροφοριών, πολλών αποχρώσεων και όλων των ειδών BUT και IF. Διαβάστε προσεκτικά!

Για τι ακριβώς θα μιλάμε;

Εκτός από την πλήρη οξείδωση (καύση), ορισμένες κατηγορίες οργανικών ενώσεων χαρακτηρίζονται από ατελείς αντιδράσεις οξείδωσης, στις οποίες μετατρέπονται σε άλλες κατηγορίες.

Υπάρχουν συγκεκριμένα οξειδωτικά μέσα για κάθε κατηγορία: CuO (για αλκοόλες), Cu(OH) 2 και OH (για αλδεΰδες) και άλλα.

Υπάρχουν όμως δύο κλασικοί οξειδωτικοί παράγοντες που, ας πούμε, είναι καθολικοί για πολλές κατηγορίες.

Αυτό είναι υπερμαγγανικό κάλιο - KMnO 4. Και διχρωμικό κάλιο (διχρωμικό) – K 2 Cr 2 O 7 . Αυτές οι ουσίες είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες λόγω του μαγγανίου στην κατάσταση οξείδωσης +7 και του χρωμίου στην κατάσταση οξείδωσης +6, αντίστοιχα.

Αντιδράσεις με αυτούς τους οξειδωτικούς παράγοντες συμβαίνουν αρκετά συχνά, αλλά πουθενά δεν υπάρχει ολοκληρωμένος οδηγός σχετικά με την αρχή που πρέπει να επιλέξετε τα προϊόντα τέτοιων αντιδράσεων.

Στην πράξη, υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την πορεία της αντίδρασης (θερμοκρασία, περιβάλλον, συγκέντρωση αντιδραστηρίων κ.λπ.). Συχνά το αποτέλεσμα είναι ένα μείγμα προϊόντων. Επομένως, είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί το προϊόν που θα σχηματιστεί.

Αλλά αυτό δεν είναι κατάλληλο για την Ενιαία Κρατική Εξέταση: δεν μπορείτε να γράψετε εκεί "ίσως αυτό, ή αυτό, ή εκείνο, ή ένα μείγμα προϊόντων". Πρέπει να υπάρχουν συγκεκριμένες λεπτομέρειες.

Οι συντάκτες των εργασιών βάζουν μια συγκεκριμένη λογική, μια συγκεκριμένη αρχή σύμφωνα με την οποία πρέπει να γραφτεί ένα συγκεκριμένο προϊόν. Δυστυχώς, δεν το μοιράστηκαν με κανέναν.

Αυτό το ζήτημα μάλλον αποφεύγεται στα περισσότερα εγχειρίδια: δύο ή τρεις αντιδράσεις δίνονται ως παράδειγμα.

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζω αυτό που μπορεί να ονομαστεί τα αποτελέσματα μιας έρευνας-ανάλυσης εργασιών Ενιαίας Κρατικής Εξέτασης. Η λογική και οι αρχές της σύνθεσης των αντιδράσεων οξείδωσης με υπερμαγγανικό και διχρωμικό άλας έχουν λυθεί με μεγάλη ακρίβεια (σύμφωνα με τα πρότυπα Ενοποιημένης Εξέτασης Πολιτείας). Καταρχάς.

Προσδιορισμός κατάστασης οξείδωσης.

Πρώτον, όταν ασχολούμαστε με αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, υπάρχει πάντα ένας οξειδωτικός και ένας αναγωγικός παράγοντας.

Ο οξειδωτικός παράγοντας είναι μαγγάνιο σε υπερμαγγανικό ή χρώμιο σε διχρωμικό, ο αναγωγικός παράγοντας είναι άτομα σε οργανική ύλη (δηλαδή, άτομα άνθρακα).

Δεν αρκεί ο προσδιορισμός των προϊόντων· η αντίδραση πρέπει να εξισωθεί. Για την εξίσωση χρησιμοποιείται παραδοσιακά η μέθοδος του ηλεκτρονικού ισοζυγίου. Για την εφαρμογή αυτής της μεθόδου, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν οι καταστάσεις οξείδωσης των αναγωγικών και οξειδωτικών παραγόντων πριν και μετά την αντίδραση.

Γνωρίζουμε τις καταστάσεις οξείδωσης των ανόργανων ουσιών από την 9η τάξη:

Αλλά μάλλον δεν παρακολούθησαν το μάθημα βιολογικών στην 9η τάξη. Επομένως, πριν μάθετε πώς να γράφετε OVR στην οργανική χημεία, πρέπει να μάθετε πώς να προσδιορίζετε την κατάσταση οξείδωσης του άνθρακα σε οργανικές ουσίες. Αυτό γίνεται λίγο διαφορετικά, διαφορετικά από ό,τι στην ανόργανη χημεία.

Ο άνθρακας έχει μέγιστη κατάσταση οξείδωσης +4 και ελάχιστη -4. Και μπορεί να παρουσιάσει οποιοδήποτε βαθμό οξείδωσης αυτού του διακένου: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4.

Πρώτα πρέπει να θυμάστε τι είναι η κατάσταση οξείδωσης.

Η κατάσταση οξείδωσης είναι το συμβατικό φορτίο που εμφανίζεται σε ένα άτομο, υποθέτοντας ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων μετατοπίζονται εξ ολοκλήρου προς το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο.

Επομένως, ο βαθμός οξείδωσης καθορίζεται από τον αριθμό των μετατοπισμένων ζευγών ηλεκτρονίων: εάν μετατοπιστεί προς ένα δεδομένο άτομο, τότε αποκτά πλεόνασμα μείον (-) φορτίο, εάν από το άτομο, τότε αποκτά περίσσεια συν (+) χρέωση. Κατ 'αρχήν, αυτή είναι όλη η θεωρία που πρέπει να γνωρίζετε για να προσδιορίσετε την κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου άνθρακα.

Για να προσδιορίσουμε την κατάσταση οξείδωσης ενός συγκεκριμένου ατόμου άνθρακα σε μια ένωση, πρέπει να εξετάσουμε ΚΑΘΕ δεσμό της και να δούμε σε ποια κατεύθυνση θα μετατοπιστεί το ζεύγος ηλεκτρονίων και τι επιπλέον φορτίο (+ ή -) θα προκύψει από αυτό στο άτομο άνθρακα.

Ας δούμε συγκεκριμένα παραδείγματα:

Στον άνθρακα τρεις δεσμοί με υδρογόνο. Άνθρακας και υδρογόνο - ποιο είναι πιο ηλεκτραρνητικό; Άνθρακας, που σημαίνει ότι κατά μήκος αυτών των τριών δεσμών το ζεύγος ηλεκτρονίων θα μετατοπιστεί προς τον άνθρακα. Ο άνθρακας παίρνει ένα αρνητικό φορτίο από κάθε υδρογόνο: αποδεικνύεται -3

Η τέταρτη σύνδεση είναι με το χλώριο. Άνθρακας και χλώριο - ποιο είναι πιο ηλεκτραρνητικό; Χλώριο, που σημαίνει ότι κατά μήκος αυτού του δεσμού το ζεύγος ηλεκτρονίων θα μετατοπιστεί προς το χλώριο. Ο άνθρακας αποκτά ένα θετικό φορτίο +1.

Στη συνέχεια, πρέπει απλώς να προσθέσετε: -3 + 1 = -2. Η κατάσταση οξείδωσης αυτού του ατόμου άνθρακα είναι -2.

Ας προσδιορίσουμε την κατάσταση οξείδωσης κάθε ατόμου άνθρακα:

Ο άνθρακας έχει τρεις δεσμούς με το υδρογόνο. Άνθρακας και υδρογόνο - ποιο είναι πιο ηλεκτραρνητικό; Άνθρακας, που σημαίνει ότι κατά μήκος αυτών των τριών δεσμών το ζεύγος ηλεκτρονίων θα μετατοπιστεί προς τον άνθρακα. Ο άνθρακας παίρνει ένα αρνητικό φορτίο από κάθε υδρογόνο: αποδεικνύεται -3

Και μια ακόμη σύνδεση με άλλο άνθρακα. Άνθρακας και άλλος άνθρακας - η ηλεκτραρνητικότητα τους είναι ίση, επομένως δεν υπάρχει μετατόπιση του ζεύγους ηλεκτρονίων (ο δεσμός δεν είναι πολικός).

Αυτό το άτομο έχει δύο δεσμούς με ένα άτομο οξυγόνου και έναν άλλο δεσμό με ένα άλλο άτομο οξυγόνου (ως μέρος της ομάδας ΟΗ). Περισσότερα ηλεκτραρνητικά άτομα οξυγόνου σε τρεις δεσμούς προσελκύουν ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από τον άνθρακα και ο άνθρακας αποκτά φορτίο +3.

Με τον τέταρτο δεσμό, ο άνθρακας συνδέεται με έναν άλλο άνθρακα, όπως έχουμε ήδη πει, κατά μήκος αυτού του δεσμού το ζεύγος ηλεκτρονίων δεν μετατοπίζεται.

Ο άνθρακας συνδέεται με τα άτομα υδρογόνου με δύο δεσμούς. Ο άνθρακας, όντας πιο ηλεκτραρνητικός, αφαιρεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για κάθε δεσμό με το υδρογόνο και αποκτά φορτίο -2.

Ένας διπλός δεσμός άνθρακα συνδέεται με ένα άτομο οξυγόνου. Το πιο ηλεκτραρνητικό οξυγόνο έλκει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του κατά μήκος κάθε δεσμού. Μαζί αποδεικνύεται ότι ο άνθρακας έχει δύο ζεύγη ηλεκτρονίων. Ο άνθρακας αποκτά φορτίο +2.

Μαζί παίρνουμε +2 -2 = 0.

Ας προσδιορίσουμε την κατάσταση οξείδωσης αυτού του ατόμου άνθρακα:

Ένας τριπλός δεσμός με ένα πιο ηλεκτραρνητικό άζωτο δίνει στον άνθρακα ένα φορτίο +3· ο δεσμός με τον άνθρακα δεν μετατοπίζει το ζεύγος ηλεκτρονίων.

Οξείδωση με υπερμαγγανικό άλας.

Τι θα γίνει με το υπερμαγγανικό;

Η αντίδραση οξειδοαναγωγής με υπερμαγγανικό μπορεί να συμβεί σε διαφορετικά περιβάλλοντα (ουδέτερο, αλκαλικό, όξινο). Και εξαρτάται από το περιβάλλον πώς ακριβώς θα προχωρήσει η αντίδραση και ποια προϊόντα θα σχηματιστούν.

Επομένως, μπορεί να κινηθεί προς τρεις κατευθύνσεις:

Το υπερμαγγανικό, ως οξειδωτικός παράγοντας, ανάγεται. Εδώ είναι τα προϊόντα της αποκατάστασής του:

1. Όξινο περιβάλλον.

Το μέσο οξινίζεται με θειικό οξύ (H 2 SO 4). Το μαγγάνιο ανάγεται σε κατάσταση οξείδωσης +2. Και τα προϊόντα ανάκτησης θα είναι:

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

1. Αλκαλικό περιβάλλον.

Για να δημιουργηθεί ένα αλκαλικό περιβάλλον, προστίθεται ένα αρκετά συμπυκνωμένο αλκάλιο (KOH). Το μαγγάνιο ανάγεται σε κατάσταση οξείδωσης +6. Προϊόντα Ανάκτησης

KMnO 4 + KOH → K 2 MnO 4 + H 2 O

1. Ουδέτερο περιβάλλον(και ελαφρώς αλκαλικό).

Σε ουδέτερο περιβάλλον, εκτός από το υπερμαγγανικό, αντιδρά και το νερό (που γράφουμε στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης), το μαγγάνιο θα μειωθεί στο +4 (MnO 2), τα προϊόντα αναγωγής θα είναι:

KMnO 4 + H 2 O → MnO 2 + KOH

Και σε ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον (παρουσία διαλύματος ΚΟΗ χαμηλής συγκέντρωσης):

KMnO 4 + KOH → MnO 2 + H 2 O

Τι θα γίνει με την οργανική ύλη;

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβετε είναι ότι όλα ξεκινούν από το αλκοόλ! Αυτό είναι το αρχικό στάδιο της οξείδωσης. Ο άνθρακας στον οποίο συνδέεται η ομάδα υδροξυλίου υφίσταται οξείδωση.

Κατά την οξείδωση, ένα άτομο άνθρακα «αποκτά» δεσμό με το οξυγόνο. Επομένως, όταν γράφετε ένα σχήμα αντίδρασης οξείδωσης, γράψτε [O] πάνω από το βέλος:

Πρωτοταγής αλκοόλη οξειδώνεται πρώτα σε αλδεΰδη και μετά σε καρβοξυλικό οξύ:

Οξείδωση δευτερογενές αλκοόλ διακόπτεται στο δεύτερο στάδιο. Δεδομένου ότι ο άνθρακας βρίσκεται στη μέση, σχηματίζεται μια κετόνη, όχι μια αλδεΰδη (το άτομο άνθρακα στην ομάδα της κετόνης δεν μπορεί πλέον να σχηματίσει φυσικά δεσμό με την ομάδα υδροξυλίου):

Κετόνες, τριτοταγείς αλκοόλεςΚαι καρβοξυλικά οξέαδεν οξειδώνονται πλέον:

Η διαδικασία οξείδωσης είναι σταδιακά - όσο υπάρχει χώρος για οξείδωση και υπάρχουν όλες οι προϋποθέσεις για αυτό, η αντίδραση συνεχίζεται. Όλα τελειώνουν με ένα προϊόν που δεν οξειδώνεται υπό τις δεδομένες συνθήκες: μια τριτοταγή αλκοόλη, μια κετόνη ή ένα οξύ.

Αξίζει να σημειωθούν τα στάδια της οξείδωσης της μεθανόλης. Αρχικά, οξειδώνεται στην αντίστοιχη αλδεΰδη και μετά στο αντίστοιχο οξύ:

Η ιδιαιτερότητα αυτού του προϊόντος (μυρμηκικό οξύ) είναι ότι ο άνθρακας στην καρβοξυλική ομάδα είναι συνδεδεμένος με το υδρογόνο και αν κοιτάξετε προσεκτικά, θα παρατηρήσετε ότι αυτό δεν είναι τίποτα άλλο από μια ομάδα αλδεΰδης:

Και η ομάδα αλδεΰδης, όπως ανακαλύψαμε νωρίτερα, οξειδώνεται περαιτέρω σε μια καρβοξυλική ομάδα:

Αναγνωρίσατε την ουσία που προκύπτει; Ο ακαθάριστος τύπος του είναι H 2 CO 3. Αυτό είναι το ανθρακικό οξύ, το οποίο διασπάται σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2

Επομένως, η μεθανόλη, το μυρμηκικό οξύ και το μυρμηκικό οξύ (λόγω της ομάδας αλδεΰδης) οξειδώνονται σε διοξείδιο του άνθρακα.

Ήπια οξείδωση.

Η ήπια οξείδωση είναι οξείδωση χωρίς ισχυρή θέρμανση σε ουδέτερο ή ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον (γράψτε 0 πάνω από την αντίδραση ° ή 20 °) .

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι αλκοόλες δεν οξειδώνονται υπό ήπιες συνθήκες. Επομένως, εάν σχηματιστούν, τότε η οξείδωση σταματά πάνω τους. Ποιες ουσίες θα υποστούν μια ήπια αντίδραση οξείδωσης;

1. Περιέχει διπλό δεσμό C=C (αντίδραση Wagner).

Σε αυτή την περίπτωση, ο π-δεσμός σπάει και η υδροξυλική ομάδα «κάθεται» στους δεσμούς που απελευθερώνονται. Το αποτέλεσμα είναι μια διυδρική αλκοόλη:

Ας γράψουμε την αντίδραση ήπιας οξείδωσης του αιθυλενίου (αιθενίου). Ας γράψουμε τις αρχικές ουσίες και ας προβλέψουμε τα προϊόντα. Ταυτόχρονα, δεν γράφουμε ακόμα H 2 O και KOH: μπορούν να εμφανιστούν είτε στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης είτε στην αριστερή πλευρά. Και προσδιορίζουμε αμέσως τους βαθμούς οξείδωσης των ουσιών που εμπλέκονται στην αντίδραση οξειδοαναγωγής:

Ας κάνουμε μια ηλεκτρονική ισορροπία (εννοούμε ότι υπάρχουν δύο αναγωγικοί παράγοντες - δύο άτομα άνθρακα, οξειδώνονται χωριστά):

Ας ορίσουμε τους συντελεστές:

Στο τέλος πρέπει να προσθέσετε τα προϊόντα που λείπουν (H 2 O και KOH). Δεν υπάρχει αρκετό κάλιο στα δεξιά, πράγμα που σημαίνει ότι θα υπάρχουν αλκάλια στα δεξιά. Βάζουμε έναν συντελεστή μπροστά του. Δεν υπάρχει αρκετό υδρογόνο στα αριστερά, επομένως υπάρχει νερό στα αριστερά. Βάζουμε έναν συντελεστή μπροστά του:

Ας κάνουμε το ίδιο με το προπυλένιο (προπένιο):

Συχνά διοχετεύεται κυκλοαλκένιο. Μην το αφήσεις να σε ενοχλήσει. Είναι ένας κανονικός υδρογονάνθρακας με διπλό δεσμό:

Όπου κι αν είναι αυτός ο διπλός δεσμός, η οξείδωση θα προχωρήσει με τον ίδιο τρόπο:

1. Περιέχει ομάδα αλδεΰδης.

Η ομάδα αλδεΰδης είναι πιο αντιδραστική (αντιδρά πιο εύκολα) από την ομάδα αλκοόλης. Επομένως, η αλδεΰδη θα οξειδωθεί. Πριν από το οξύ:

Ας δούμε το παράδειγμα της ακεταλδεΰδης (αιθανάλης). Ας γράψουμε τα αντιδρώντα και τα προϊόντα και ας τακτοποιήσουμε τις καταστάσεις οξείδωσης. Ας σχηματίσουμε μια ισορροπία και ας βάλουμε συντελεστές μπροστά από τον αναγωγικό και τον οξειδωτικό παράγοντα:

Σε ένα ουδέτερο και ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον, η πορεία της αντίδρασης θα είναι ελαφρώς διαφορετική.

Σε ουδέτερο περιβάλλον, όπως θυμόμαστε, γράφουμε νερό στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης και αλκάλιο στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης (που σχηματίστηκε κατά την αντίδραση):

Σε αυτή την περίπτωση, ένα οξύ και ένα αλκάλιο εμφανίζονται δίπλα δίπλα σε ένα μείγμα. Εμφανίζεται εξουδετέρωση.

Δεν μπορούν να υπάρχουν δίπλα-δίπλα και να αντιδρούν, σχηματίζεται αλάτι:

Επιπλέον, αν δούμε τους συντελεστές στην εξίσωση, θα καταλάβουμε ότι υπάρχουν 3 γραμμομόρια οξέος και 2 γραμμομόρια αλκαλίου. 2 moles αλκαλίου μπορούν να εξουδετερώσουν μόνο 2 mole οξέος (σχηματίζονται 2 mole αλατιού). Και παραμένει ένα γραμμομόριο οξέος. Άρα η τελική εξίσωση θα είναι:

Σε ένα ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον, το αλκάλιο είναι σε περίσσεια - προστίθεται πριν από την αντίδραση, έτσι όλο το οξύ εξουδετερώνεται:

Παρόμοια κατάσταση προκύπτει κατά την οξείδωση της μεθανάλης. Όπως θυμόμαστε, οξειδώνεται σε διοξείδιο του άνθρακα:

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το μονοξείδιο του άνθρακα (IV) CO 2 είναι όξινο. Και θα αντιδράσει με αλκάλια. Και δεδομένου ότι το ανθρακικό οξύ είναι διβασικό, μπορούν να σχηματιστούν και ένα όξινο άλας και ένα μέσο άλας. Εξαρτάται από την αναλογία αλκαλίου και διοξειδίου του άνθρακα:

Αν το αλκάλι έχει αναλογία 2:1 προς διοξείδιο του άνθρακα, τότε το μέσο αλάτι θα είναι:

Ή μπορεί να υπάρχουν σημαντικά περισσότερα αλκάλια (πάνω από δύο φορές). Εάν υπερδιπλασιαστεί, τότε το υπόλοιπο αλκάλι θα παραμείνει:

3KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O + KOH

Αυτό θα συμβεί σε αλκαλικό περιβάλλον (όπου υπάρχει περίσσεια αλκαλίου, αφού προστίθεται στο μείγμα αντίδρασης πριν από την αντίδραση) ή σε ουδέτερο περιβάλλον, όταν σχηματίζονται πολλά αλκάλια.

Αλλά αν το αλκάλι σχετίζεται με το διοξείδιο του άνθρακα ως 1:1, τότε θα υπάρχει ένα όξινο αλάτι:

KOH + CO 2 → KHCO 3

Εάν υπάρχει περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από όσο χρειάζεται, τότε παραμένει σε περίσσεια:

KOH + 2CO 2 → KHCO 3 + CO 2

Αυτό θα συμβεί σε ένα ουδέτερο περιβάλλον εάν σχηματιστεί λίγο αλκάλιο.

Ας γράψουμε τις αρχικές ουσίες, τα προϊόντα, συντάξουμε μια ισορροπία, βάλουμε τις καταστάσεις οξείδωσης μπροστά από τον οξειδωτικό παράγοντα, τον αναγωγικό παράγοντα και τα προϊόντα που σχηματίζονται από αυτά:

Σε ουδέτερο περιβάλλον, θα σχηματιστεί ένα αλκάλιο (4KOH) στα δεξιά:

Τώρα πρέπει να καταλάβουμε τι θα σχηματιστεί κατά την αλληλεπίδραση τριών γραμμομορίων CO 2 και τεσσάρων γραμμομορίων αλκαλίου.

3CO 2 + 4KOH → 3KHCO 3 + KOH

KHCO 3 + KOH → K 2 CO 3 + H 2 O

Αποδεικνύεται λοιπόν ως εξής:

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

Επομένως, στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης γράφουμε δύο mol όξινου ανθρακικού και ένα mole ανθρακικού:

Αλλά σε ένα ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον δεν υπάρχουν τέτοια προβλήματα: λόγω του γεγονότος ότι υπάρχει περίσσεια αλκαλίου, θα σχηματιστεί ένα μέσο αλάτι:

Το ίδιο θα συμβεί κατά την οξείδωση της αλδεΰδης του οξαλικού οξέος:

Όπως και στο προηγούμενο παράδειγμα, σχηματίζεται ένα διβασικό οξύ και σύμφωνα με την εξίσωση, θα πρέπει να ληφθούν 4 moles αλκαλίου (από 4 moles υπερμαγγανικού).

Σε ουδέτερο περιβάλλον, πάλι, όλα τα αλκάλια δεν είναι αρκετά για να εξουδετερώσουν πλήρως όλο το οξύ.

Τρία mole αλκαλίου πηγαίνουν στο σχηματισμό ενός όξινου άλατος, ένα mole αλκαλίου παραμένει:

3HOOC–COOH + 4KOH → 3KOOC–COOH + KOH

Και αυτό το ένα mole αλκαλίου αλληλεπιδρά με ένα mole όξινου άλατος:

KOOC–COOH + KOH → KOOC–COOK + H 2 O

Αποδεικνύεται ως εξής:

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

Τελική εξίσωση:

Σε ένα ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον, σχηματίζεται μέτριο αλάτι λόγω περίσσειας αλκαλίων:

1. Περιέχει τριπλό δεσμόντο≡ ντο.

Θυμάστε τι συνέβη κατά την ήπια οξείδωση των ενώσεων με διπλό δεσμό; Εάν δεν θυμάστε, κάντε κύλιση προς τα πίσω και θυμηθείτε.

Ο δεσμός π σπάει και η υδροξυλομάδα συνδέεται με τα άτομα άνθρακα. Είναι η ίδια αρχή εδώ. Απλά θυμηθείτε ότι ένας τριπλός δεσμός έχει δύο δεσμούς π. Πρώτα αυτό συμβαίνει κατά μήκος του πρώτου δεσμού π:

Στη συνέχεια μέσω ενός άλλου π-δεσμού:

Μια δομή στην οποία ένα άτομο άνθρακα έχει δύο ομάδες υδροξυλίου είναι εξαιρετικά ασταθής. Όταν κάτι είναι ασταθές στη χημεία, τείνει να κάνει κάτι να «πέσει». Το νερό πέφτει ως εξής:

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ομάδα καρβονυλίου.

Ας δούμε παραδείγματα:

Αιθίνη (ακετυλένιο). Ας εξετάσουμε τα στάδια οξείδωσης αυτής της ουσίας:

Αποβολή νερού:

Όπως και στο προηγούμενο παράδειγμα, υπάρχει ένα οξύ και ένα αλκάλιο σε ένα μείγμα αντίδρασης. Γίνεται εξουδετέρωση και σχηματίζεται αλάτι. Όπως μπορείτε να δείτε από τον συντελεστή υπερμαγγανικού αλκαλίου θα υπάρχουν 8 moles, δηλαδή, είναι αρκετά για να εξουδετερωθεί το οξύ. Τελική εξίσωση:

Εξετάστε την οξείδωση της βουτίνης-2:

Αποβολή νερού:

Δεν σχηματίζεται οξύ εδώ, επομένως δεν χρειάζεται να ασχοληθείτε με την εξουδετέρωση.

Εξίσωση αντίδρασης:

Αυτές οι διαφορές (μεταξύ της οξείδωσης του άνθρακα στην άκρη και στη μέση της αλυσίδας) καταδεικνύονται ξεκάθαρα από το παράδειγμα της πεντίνης:

Αποβολή νερού:

Το αποτέλεσμα είναι μια ουσία με ενδιαφέρουσα δομή:

Η ομάδα αλδεΰδης συνεχίζει να οξειδώνεται:

Ας γράψουμε τις αρχικές ουσίες, τα προϊόντα, προσδιορίσουμε τις καταστάσεις οξείδωσης, συντάξουμε μια ισορροπία, βάλουμε τους συντελεστές μπροστά από τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

Θα πρέπει να σχηματιστούν 2 moles αλκαλίου (καθώς ο συντελεστής μπροστά από το υπερμαγγανικό είναι 2), επομένως, όλο το οξύ εξουδετερώνεται:

Σοβαρή οξείδωση.

Η σκληρή οξείδωση είναι οξείδωση σε θυμώνω, εξαιρετικά αλκαλικόπεριβάλλον. Και επίσης, σε ουδέτερο (ή ελαφρώς αλκαλικό), αλλά όταν θερμαίνεται.

Σε όξινο περιβάλλον μερικές φορές θερμαίνονται επίσης. Αλλά για να συμβεί σοβαρή οξείδωση σε μη όξινο περιβάλλον, η θέρμανση είναι απαραίτητη προϋπόθεση.

Ποιες ουσίες θα υποστούν σοβαρή οξείδωση; (Πρώτον, θα αναλύσουμε μόνο σε όξινο περιβάλλον - και στη συνέχεια θα προσθέσουμε αποχρώσεις που προκύπτουν κατά την οξείδωση σε ένα έντονα αλκαλικό και ουδέτερο ή ασθενώς αλκαλικό (όταν θερμαίνεται) περιβάλλον).

Με σοβαρή οξείδωση, η διαδικασία φτάνει στο μέγιστο. Όσο υπάρχει κάτι να οξειδωθεί, η οξείδωση συνεχίζεται.

1. Αλκοόλ. Αλδεΰδες.

Ας εξετάσουμε την οξείδωση της αιθανόλης. Σταδιακά οξειδώνεται σε οξύ:

Ας γράψουμε την εξίσωση. Καταγράφουμε τις αρχικές ουσίες, τα προϊόντα της αντίδρασης οξειδοαναγωγής, μπαίνουμε στις καταστάσεις οξείδωσης και σχηματίζουμε μια ισορροπία. Ας ισοφαρίσουμε την αντίδραση:

Εάν η αντίδραση πραγματοποιηθεί στο σημείο βρασμού της αλδεΰδης, όταν σχηματιστεί, θα εξατμιστεί (πετάξει μακριά) από το μείγμα της αντίδρασης χωρίς να προλάβει να οξειδωθεί περαιτέρω. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί σε πολύ ήπιες συνθήκες (χαμηλή θερμότητα). Σε αυτή την περίπτωση, γράφουμε αλδεΰδη ως προϊόν:

Ας εξετάσουμε την οξείδωση της δευτεροταγούς αλκοόλης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της 2-προπανόλης. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η οξείδωση τερματίζεται στο δεύτερο στάδιο (σχηματισμός μιας καρβονυλικής ένωσης). Αφού σχηματίζεται μια κετόνη, η οποία δεν οξειδώνεται. Εξίσωση αντίδρασης:

Ας εξετάσουμε την οξείδωση των αλδεΰδων με χρήση αιθανάλης. Επίσης οξειδώνεται σε οξύ:

Εξίσωση αντίδρασης:

Η μεθανάλη και η μεθανόλη, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οξειδώνονται σε διοξείδιο του άνθρακα:

Μεταλλικό:

1. Περιέχει πολλαπλούς δεσμούς.

Σε αυτή την περίπτωση, η αλυσίδα σπάει στον πολλαπλό δεσμό. Και τα άτομα που το σχημάτισαν υφίστανται οξείδωση (αποκτούν δεσμό με το οξυγόνο). Οξειδώστε όσο το δυνατόν περισσότερο.

Όταν σπάσει ο διπλός δεσμός, σχηματίζονται καρβονυλικές ενώσεις από τα θραύσματα (στο παρακάτω διάγραμμα: από το ένα θραύσμα - μια αλδεΰδη, από το άλλο - μια κετόνη)

Ας δούμε την οξείδωση του πεντενίου-2:

Οξείδωση «αποκομμάτων»:

Αποδεικνύεται ότι σχηματίζονται δύο οξέα. Ας γράψουμε τα αρχικά υλικά και τα προϊόντα. Ας προσδιορίσουμε την κατάσταση οξείδωσης των ατόμων που την αλλάζουν, διαμορφώνουμε μια ισορροπία και εξισώνουμε την αντίδραση:

Κατά τη σύνταξη ενός ηλεκτρονικού ισοζυγίου, εννοούμε ότι υπάρχουν δύο αναγωγικοί παράγοντες - δύο άτομα άνθρακα και οξειδώνονται χωριστά:

Δεν σχηματίζεται πάντα οξύ. Ας εξετάσουμε, για παράδειγμα, την οξείδωση του 2-μεθυλοβουτενίου:

Εξίσωση αντίδρασης:

Απολύτως η ίδια αρχή για την οξείδωση ενώσεων με τριπλό δεσμό (μόνο η οξείδωση συμβαίνει αμέσως με το σχηματισμό ενός οξέος, χωρίς τον ενδιάμεσο σχηματισμό μιας αλδεΰδης):

Εξίσωση αντίδρασης:

Όταν ο πολλαπλός δεσμός βρίσκεται ακριβώς στη μέση, το αποτέλεσμα δεν είναι δύο προϊόντα, αλλά ένα. Δεδομένου ότι τα «σκραπ» είναι τα ίδια και οξειδώνονται στα ίδια προϊόντα:

Εξίσωση αντίδρασης:

1. Διπλό στεφανωμένο οξύ.

Υπάρχει ένα οξύ στο οποίο οι καρβοξυλομάδες (κορώνες) συνδέονται μεταξύ τους:

Αυτό είναι οξαλικό οξύ. Είναι δύσκολο για δύο κορώνες να ταιριάζουν δίπλα-δίπλα. Είναι σίγουρα σταθερό υπό κανονικές συνθήκες. Επειδή όμως έχει δύο ομάδες καρβοξυλικού οξέος συνδεδεμένες μεταξύ τους, είναι λιγότερο σταθερό από άλλα καρβοξυλικά οξέα.

Και επομένως, κάτω από ιδιαίτερα σκληρές συνθήκες, μπορεί να οξειδωθεί. Υπάρχει ένα διάλειμμα στη σύνδεση μεταξύ των "δύο κορωνών":

Εξίσωση αντίδρασης:

1. Ομόλογα βενζολίου (και τα παράγωγά τους).

Το ίδιο το βενζόλιο δεν οξειδώνεται, λόγω της αρωματικότητας που κάνει αυτή τη δομή πολύ σταθερή

Όμως τα ομόλογά του οξειδώνονται. Σε αυτή την περίπτωση, το κύκλωμα σπάει επίσης, το κύριο πράγμα είναι να γνωρίζουμε πού ακριβώς. Ισχύουν ορισμένες αρχές:

1. Ο ίδιος ο δακτύλιος βενζολίου δεν καταρρέει και παραμένει άθικτος μέχρι το τέλος, το σπάσιμο του δεσμού συμβαίνει στη ρίζα.
2. Το άτομο που συνδέεται άμεσα με τον δακτύλιο βενζολίου οξειδώνεται. Εάν μετά από αυτό η ανθρακική αλυσίδα στη ρίζα συνεχιστεί, τότε η θραύση θα συμβεί μετά από αυτήν.

Ας δούμε την οξείδωση του μεθυλβενζολίου. Εκεί, ένα άτομο άνθρακα στη ρίζα οξειδώνεται:

Εξίσωση αντίδρασης:

Ας δούμε την οξείδωση του ισοβουτυλοβενζολίου:

Εξίσωση αντίδρασης:

Ας δούμε την οξείδωση του δευτεροταγούς βουτυλοβενζολίου:

Εξίσωση αντίδρασης:

Όταν ομόλογα βενζολίου (και παράγωγα ομολόγων) οξειδώνονται με πολλές ρίζες, σχηματίζονται δύο, τρία ή περισσότερα βασικά αρωματικά οξέα. Για παράδειγμα, οξείδωση 1,2-διμεθυλβενζολίου:

Τα παράγωγα ομολόγων βενζολίου (στα οποία ο δακτύλιος βενζολίου έχει ρίζες μη υδρογονάνθρακες) οξειδώνονται με τον ίδιο τρόπο. Μια άλλη λειτουργική ομάδα στον δακτύλιο βενζολίου δεν παρεμβαίνει:

ΜΕΡΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ. Αλγόριθμος «πώς να γράψετε την αντίδραση σκληρής οξείδωσης με υπερμαγγανικό σε όξινο μέσο»:

1. Γράψτε τις αρχικές ουσίες (οργανικές ουσίες + KMnO 4 + H 2 SO 4).
2. Καταγράψτε τα προϊόντα της οργανικής οξείδωσης (ενώσεις που περιέχουν αλκοόλη, ομάδες αλδεΰδης, πολλαπλούς δεσμούς, καθώς και ομόλογα βενζολίου θα οξειδωθούν).
3. Γράψτε το γινόμενο της αναγωγής του υπερμαγγανικού (MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O).
4. Προσδιορίστε τον βαθμό οξείδωσης στους συμμετέχοντες στο OVR. Κάντε έναν ισολογισμό. Εισάγετε τους συντελεστές για τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα, καθώς και για τις ουσίες που σχηματίζονται από αυτά.
5. Στη συνέχεια, συνιστάται να υπολογίσετε πόσα θειικά ανιόντα βρίσκονται στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης και, κατά συνέπεια, να βάλετε έναν συντελεστή μπροστά από το θειικό οξύ στα αριστερά.
6. Στο τέλος βάζουμε τον συντελεστή μπροστά από το νερό.

Σοβαρή οξείδωση σε έντονα αλκαλικό περιβάλλον και ουδέτερο ή ελαφρώς αλκαλικό (όταν θερμαίνεται) περιβάλλον.

Αυτές οι αντιδράσεις είναι πολύ λιγότερο συχνές. Μπορούμε να πούμε ότι τέτοιες αντιδράσεις είναι εξωτικές. Και όπως αρμόζει σε κάθε εξωτική αντίδραση, αυτές αποδείχθηκαν οι πιο αμφιλεγόμενες.

Η σκληρή οξείδωση είναι επίσης σκληρή στην Αφρική, επομένως η οργανική ύλη οξειδώνεται με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα όξινο περιβάλλον.

Δεν θα αναλύσουμε τις αντιδράσεις για κάθε τάξη ξεχωριστά, αφού η γενική αρχή έχει ήδη αναφερθεί νωρίτερα. Ας δούμε μόνο τις αποχρώσεις.

Ιδιαίτερα αλκαλικό περιβάλλον :

Σε ένα έντονα αλκαλικό περιβάλλον, το υπερμαγγανικό ανάγεται σε κατάσταση οξείδωσης +6 (μαγγανικό κάλιο):

KMnO 4 + KOH → K 2 MnO 4 .

Σε ένα έντονα αλκαλικό περιβάλλον, υπάρχει πάντα περίσσεια αλκαλίου, επομένως θα πραγματοποιηθεί πλήρης εξουδετέρωση: εάν σχηματιστεί διοξείδιο του άνθρακα, θα υπάρξει ανθρακικό, εάν σχηματιστεί οξύ, θα υπάρξει αλάτι (αν το οξύ είναι πολυβασικό, εκεί θα είναι ένα μέτριο αλάτι).

Για παράδειγμα, οξείδωση προπενίου:

Οξείδωση αιθυλοβενζολίου:

Ελαφρώς αλκαλικό ή ουδέτερο περιβάλλον όταν θερμαίνεται :

Και εδώ πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη η πιθανότητα εξουδετέρωσης.

Εάν η οξείδωση συμβεί σε ουδέτερο περιβάλλον και σχηματιστεί μια όξινη ένωση (οξύ ή διοξείδιο του άνθρακα), τότε το προκύπτον αλκάλιο θα εξουδετερώσει αυτήν την όξινη ένωση. Αλλά δεν υπάρχει πάντα αρκετό αλκάλιο για να εξουδετερώσει πλήρως το οξύ.

Κατά την οξείδωση αλδεΰδων, για παράδειγμα, δεν αρκεί (η οξείδωση θα προχωρήσει με τον ίδιο τρόπο όπως σε ήπιες συνθήκες - η θερμοκρασία απλώς θα επιταχύνει την αντίδραση). Επομένως, σχηματίζεται και το αλάτι και το οξύ (το οποίο, χοντρικά, παραμένει σε περίσσεια).

Το συζητήσαμε όταν εξετάσαμε την ήπια οξείδωση των αλδεΰδων.

Επομένως, εάν σχηματίσετε οξύ σε ουδέτερο περιβάλλον, πρέπει να δείτε προσεκτικά εάν αρκεί για να εξουδετερώσετε όλο το οξύ. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην εξουδετέρωση των πολυβασικών οξέων.

Σε ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον, λόγω επαρκούς ποσότητας αλκαλίων, σχηματίζονται μόνο μέτρια άλατα, καθώς υπάρχει περίσσεια αλκαλίων.

Κατά κανόνα, τα αλκάλια επαρκούν για οξείδωση σε ουδέτερο περιβάλλον. Και η εξίσωση αντίδρασης τόσο σε ουδέτερα όσο και σε ασθενώς αλκαλικά μέσα θα είναι η ίδια.

Για παράδειγμα, ας δούμε την οξείδωση του αιθυλοβενζολίου:

Το αλκάλι είναι αρκετά για να εξουδετερώσει πλήρως τις προκύπτουσες όξινες ενώσεις, ακόμη και η περίσσεια θα παραμείνει:

Καταναλώνονται 3 mol αλκαλίων - 1 μένει.

Τελική εξίσωση:

Αυτή η αντίδραση σε ένα ουδέτερο και ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον θα προχωρήσει με τον ίδιο τρόπο (στο ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον στα αριστερά δεν υπάρχει αλκάλιο, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει, απλά δεν αντιδρά).

Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που περιλαμβάνουν διχρωμικό κάλιο (διχρωμικό).

Το διχρωμικό δεν έχει τόσο μεγάλη ποικιλία αντιδράσεων οργανικής οξείδωσης στην Εξέταση Ενοποιημένης Κατάστασης.

Η οξείδωση με διχρωμικό άλας πραγματοποιείται συνήθως μόνο σε όξινο περιβάλλον. Σε αυτήν την περίπτωση, το χρώμιο αποκαθίσταται στο +3. Προϊόντα ανάκτησης:

Η οξείδωση θα είναι σοβαρή. Η αντίδραση θα είναι πολύ παρόμοια με την οξείδωση με υπερμαγγανικό άλας. Οι ίδιες ουσίες που οξειδώνονται από υπερμαγγανικό σε όξινο περιβάλλον θα οξειδωθούν και θα σχηματιστούν τα ίδια προϊόντα.

Ας δούμε μερικές αντιδράσεις.

Ας εξετάσουμε την οξείδωση του αλκοόλ. Εάν η οξείδωση πραγματοποιηθεί στο σημείο βρασμού της αλδεΰδης, τότε θα αφήσει το μείγμα της αντίδρασης χωρίς να υποστεί οξείδωση:

Διαφορετικά, η αλκοόλη μπορεί να οξειδωθεί απευθείας σε οξύ.

Η αλδεΰδη που παρήχθη στην προηγούμενη αντίδραση μπορεί να «παγιδευτεί» και να αναγκαστεί να οξειδωθεί σε οξύ:

Οξείδωση κυκλοεξανόλης. Η κυκλοεξανόλη είναι μια δευτεροταγής αλκοόλη, οπότε σχηματίζεται μια κετόνη:

Εάν είναι δύσκολο να προσδιορίσετε τις καταστάσεις οξείδωσης των ατόμων άνθρακα χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο, μπορείτε να γράψετε στο προσχέδιο:

Εξίσωση αντίδρασης:

Ας εξετάσουμε την οξείδωση του κυκλοπεντενίου.

Ο διπλός δεσμός σπάει (ο κύκλος ανοίγει), τα άτομα που τον σχημάτισαν οξειδώνονται στο μέγιστο (στην περίπτωση αυτή, στην καρβοξυλική ομάδα):

Μερικά χαρακτηριστικά της οξείδωσης στην Εξέταση Ενιαίου Κράτους, με τα οποία δεν συμφωνούμε απόλυτα.

Θεωρούμε ότι αυτοί οι «κανόνες», οι αρχές και οι αντιδράσεις που θα συζητηθούν σε αυτήν την ενότητα δεν είναι απολύτως σωστές. Αντιβαίνουν όχι μόνο στην πραγματική κατάσταση των πραγμάτων (η χημεία ως επιστήμη), αλλά και στην εσωτερική λογική του σχολικού προγράμματος σπουδών και ειδικότερα στην Ενιαία Κρατική Εξέταση.

Ωστόσο, είμαστε αναγκασμένοι να παρέχουμε αυτό το υλικό ακριβώς με τη μορφή που απαιτείται από την Ενιαία Κρατική Εξέταση.

Μιλάμε συγκεκριμένα για ΣΚΛΗΡΗ οξείδωση.

Θυμάστε πώς τα ομόλογα βενζολίου και τα παράγωγά τους οξειδώνονται κάτω από σκληρές συνθήκες; Οι ρίζες τερματίζονται όλες και σχηματίζονται καρβοξυλομάδες. Τα υπολείμματα υφίστανται οξείδωση «από μόνα τους»:

Έτσι, εάν ξαφνικά εμφανιστεί μια ομάδα υδροξυλίου ή πολλαπλός δεσμός στη ρίζα, πρέπει να ξεχάσετε ότι υπάρχει ένας δακτύλιος βενζολίου εκεί. Η αντίδραση θα προχωρήσει ΜΟΝΟ μέσω αυτής της λειτουργικής ομάδας (ή πολλαπλού δεσμού).

Η λειτουργική ομάδα και ο πολλαπλός δεσμός είναι πιο σημαντικά από τον δακτύλιο βενζολίου.

Ας δούμε την οξείδωση κάθε ουσίας:

Πρώτη ουσία:

Πρέπει να αγνοήσετε το γεγονός ότι υπάρχει δακτύλιος βενζίνης. Από την άποψη της Ενιαίας Κρατικής Εξέτασης, αυτό είναι απλώς δευτερογενές αλκοόλ. Οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε κετόνες, αλλά οι κετόνες δεν οξειδώνονται περαιτέρω:

Αφήστε αυτή την ουσία να οξειδωθεί με διχρωμικό:

Δεύτερη ουσία:

Αυτή η ουσία οξειδώνεται απλώς ως ένωση με διπλό δεσμό (δεν δίνουμε σημασία στον δακτύλιο βενζολίου):

Αφήστε το να οξειδωθεί σε ουδέτερο υπερμαγγανικό όταν θερμανθεί:

Το προκύπτον αλκάλιο είναι αρκετό για να εξουδετερώσει πλήρως το διοξείδιο του άνθρακα:

2KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O

Τελική εξίσωση:

Οξείδωση της τρίτης ουσίας:

Αφήστε την οξείδωση να προχωρήσει με υπερμαγγανικό κάλιο σε όξινο περιβάλλον:

Οξείδωση της τέταρτης ουσίας:

Αφήστε το να οξειδωθεί σε πολύ αλκαλικό περιβάλλον. Η εξίσωση της αντίδρασης θα είναι:

Και τέλος, έτσι οξειδώνεται το βινυλοβενζόλιο:

Και οξειδώνεται σε βενζοϊκό οξύ, πρέπει να έχετε υπόψη σας ότι σύμφωνα με τη λογική της Ενιαίας Πολιτικής Εξέτασης, οξειδώνεται έτσι όχι επειδή είναι παράγωγο βενζολίου. Επειδή όμως περιέχει διπλό δεσμό.

συμπέρασμα.

Αυτό είναι το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζετε για τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που περιλαμβάνουν υπερμαγγανικό και διχρωμικό άλας σε οργανική ύλη.

Μην εκπλαγείτε αν ακούτε μερικά από τα σημεία που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο για πρώτη φορά. Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτό το θέμα είναι πολύ ευρύ και αμφιλεγόμενο. Και παρόλα αυτά, για κάποιο λόγο λαμβάνει πολύ λίγη προσοχή.

Όπως ίσως έχετε δει, δύο ή τρεις αντιδράσεις δεν μπορούν να εξηγήσουν όλα τα μοτίβα αυτών των αντιδράσεων. Αυτό απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση και λεπτομερείς εξηγήσεις όλων των σημείων. Δυστυχώς, στα σχολικά βιβλία και στους πόρους του Διαδικτύου το θέμα δεν καλύπτεται πλήρως ή δεν καλύπτεται καθόλου.

Προσπάθησα να εξαλείψω αυτές τις ελλείψεις και ελλείψεις και να εξετάσω αυτό το θέμα ως σύνολο, και όχι εν μέρει. Ελπίζω να τα κατάφερα.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας, ό,τι καλύτερο για εσάς! Καλή τύχη στη γνώση της χημικής επιστήμης και στην επιτυχία στις εξετάσεις!

Σύνταξη εξισώσεων οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν οργανικές ουσίες

ΣΕΛόγω της εισαγωγής της Ενιαίας Κρατικής Εξέτασης (USE) ως της μοναδικής μορφής τελικής πιστοποίησης των αποφοίτων Λυκείου και της μετάβασης των λυκείων στην εξειδικευμένη εκπαίδευση, η προετοιμασία των μαθητών Λυκείου να επιδώσουν το πιο «ακριβό» από άποψη μορίων. τα καθήκοντα του μέρους «Γ» του τεστ της Ενιαίας Κρατικής Εξέτασης στη χημεία γίνεται όλο και πιο σημαντική. Παρά το γεγονός ότι τα πέντε καθήκοντα του μέρους «Γ» θεωρούνται διαφορετικά: χημικές ιδιότητες ανόργανων ουσιών, αλυσίδες μετασχηματισμών οργανικών ενώσεων, προβλήματα υπολογισμού, όλα αυτά, στον ένα ή τον άλλο βαθμό, σχετίζονται με αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (ORR). . Εάν έχετε κατακτήσει τις βασικές γνώσεις της θεωρίας του ODD, τότε μπορείτε να ολοκληρώσετε σωστά την πρώτη και τη δεύτερη εργασία πλήρως και την τρίτη - εν μέρει. Κατά τη γνώμη μας, ένα σημαντικό μέρος της επιτυχίας της ολοκλήρωσης του μέρους «Γ» έγκειται ακριβώς σε αυτό. Η εμπειρία δείχνει ότι εάν, ενώ σπουδάζουν ανόργανη χημεία, οι μαθητές αντιμετωπίζουν αρκετά καλά τις εργασίες για τη σύνταξη εξισώσεων OVR, τότε παρόμοιες εργασίες στην οργανική χημεία τους προκαλούν μεγάλες δυσκολίες. Ως εκ τούτου, σε όλο το μάθημα της οργανικής χημείας σε εξειδικευμένα τμήματα, προσπαθούμε να αναπτύξουμε σε μαθητές Λυκείου τις δεξιότητες σύνθεσης εξισώσεων OVR.

Κατά τη μελέτη των συγκριτικών χαρακτηριστικών ανόργανων και οργανικών ενώσεων, εισάγουμε τους μαθητές στη χρήση της κατάστασης οξείδωσης (s.o.) (στην οργανική χημεία, κυρίως του άνθρακα) και τις μεθόδους για τον προσδιορισμό της:

1) υπολογισμός μέσου όρου σ.ο. άνθρακα σε ένα μόριο οργανικής ύλης·

2) ορισμός σ.ο. κάθε άτομο άνθρακα.

Ας διευκρινίσουμε σε ποιες περιπτώσεις είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τη μία ή την άλλη μέθοδο.

Το άρθρο δημοσιεύτηκε με την υποστήριξη της εταιρείας GEO-Engineering, η οποία αντιπροσωπεύει προϊόντα στην αγορά με την επωνυμία ProfKresla. Το πεδίο δραστηριότητας της εταιρείας είναι η παραγωγή, πώληση και τοποθέτηση πολυθρόνων και καρεκλών για διάφορες αίθουσες. Ο υψηλός επαγγελματισμός των εργαζομένων μας και οι δικές μας εγκαταστάσεις παραγωγής μας επιτρέπουν να υλοποιούμε γρήγορα και αποτελεσματικά έργα κάθε πολυπλοκότητας. Όλα τα προϊόντα με την επωνυμία ProfKresla, είτε πρόκειται για καρέκλες θεάτρου, καθίσματα για αίθουσες αναμονής ή καρέκλες για εκπαιδευτικά ιδρύματα, διακρίνονται από μοντέρνο και εργονομικό σχεδιασμό, καθώς και υψηλή αντοχή στη φθορά, ανθεκτικότητα και άνεση. Από την τεράστια γκάμα προϊόντων που παρουσιάζονται στον κατάλογο στον ιστότοπο profkresla.ru, μπορείτε πάντα να επιλέξετε μοντέλα που ταιριάζουν καλύτερα στο εταιρικό στυλ που υιοθετείται στην εταιρεία σας. Εάν εξακολουθείτε να δυσκολεύεστε να κάνετε μια επιλογή, οι ειδικοί της εταιρείας είναι πάντα έτοιμοι να σας δώσουν συμβουλές, να σας βοηθήσουν να αποφασίσετε για ένα μοντέλο, στη συνέχεια να προετοιμάσετε ένα έργο και να πραγματοποιήσουν όλες τις απαραίτητες μετρήσεις και εγκατάσταση επί τόπου.

ΠΌταν μελετάμε το θέμα «Αλκάνια», δείχνουμε ότι οι διαδικασίες οξείδωσης, καύσης, αλογόνωσης, νίτρωσης, αφυδρογόνωσης και αποσύνθεσης ανήκουν σε διεργασίες οξειδοαναγωγής. Όταν γράφουμε εξισώσεις για τις αντιδράσεις καύσης και αποσύνθεσης οργανικών ουσιών, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται η μέση τιμή του δ.ο. άνθρακας. Για παράδειγμα:

Προσέχουμε το πρώτο μισό της ισορροπίας ηλεκτρονίων: το άτομο άνθρακα έχει κλασματική δ.ο. ο παρονομαστής είναι 4, οπότε υπολογίζουμε τη μεταφορά ηλεκτρονίων χρησιμοποιώντας αυτόν τον συντελεστή.

Σε άλλες περιπτώσεις, κατά τη μελέτη του θέματος "Αλκάνια", προσδιορίζουμε τις τιμές του d.o. κάθε άτομο άνθρακα στην ένωση, εφιστώντας παράλληλα την προσοχή των μαθητών στην αλληλουχία αντικατάστασης των ατόμων υδρογόνου σε πρωτεύοντα, δευτερεύοντα, τριτογενή άτομα άνθρακα:

Έτσι, οδηγούμε τους μαθητές στο συμπέρασμα ότι πρώτα η διαδικασία υποκατάστασης συμβαίνει στα τριτοταγή άτομα άνθρακα, μετά στα δευτερεύοντα άτομα άνθρακα και, τέλος, στα πρωτεύοντα άτομα άνθρακα.

ΠΚατά τη μελέτη του θέματος «Αλκένια», εξετάζουμε τις διεργασίες οξείδωσης ανάλογα με τη δομή του αλκενίου και το περιβάλλον αντίδρασης.

Όταν τα αλκένια οξειδώνονται με ένα συμπυκνωμένο διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου KMnO 4 σε όξινο περιβάλλον (σκληρή οξείδωση), οι δεσμοί - και - διασπώνται για να σχηματίσουν καρβοξυλικά οξέα, κετόνες και μονοξείδιο του άνθρακα (IV). Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης του διπλού δεσμού.

Εάν ο διπλός δεσμός βρίσκεται στο τέλος του μορίου (για παράδειγμα, στο βουτένιο-1), τότε ένα από τα προϊόντα οξείδωσης είναι το μυρμηκικό οξύ, το οποίο οξειδώνεται εύκολα σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό:

Τονίζουμε ότι εάν σε ένα μόριο αλκενίου το άτομο άνθρακα στον διπλό δεσμό περιέχει δύο υποκαταστάτες άνθρακα (για παράδειγμα, στο μόριο 2-μεθυλοβουτένιο-2), τότε κατά την οξείδωσή του σχηματίζεται μια κετόνη, αφού ο μετασχηματισμός ενός τέτοιου άτομο σε άτομο καρβοξυλικής ομάδας είναι αδύνατο χωρίς σπάσιμο του δεσμού C-C, σχετικά σταθερό υπό αυτές τις συνθήκες:

Διευκρινίζουμε ότι εάν το μόριο του αλκενίου είναι συμμετρικό και ο διπλός δεσμός περιέχεται στη μέση του μορίου, τότε μόνο ένα οξύ σχηματίζεται κατά την οξείδωση:

Σας ενημερώνουμε ότι ένα χαρακτηριστικό της οξείδωσης των αλκενίων, στην οποία τα άτομα άνθρακα στον διπλό δεσμό περιέχουν δύο ρίζες άνθρακα, είναι ο σχηματισμός δύο κετονών:

Όταν εξετάζουμε την οξείδωση των αλκενίων σε ουδέτερα ή ελαφρώς αλκαλικά μέσα, εστιάζουμε την προσοχή των μαθητών γυμνασίου στο γεγονός ότι υπό τέτοιες συνθήκες η οξείδωση συνοδεύεται από το σχηματισμό διολών (διυδρικές αλκοόλες) και προστίθενται υδροξυλομάδες σε αυτά τα άτομα άνθρακα. μεταξύ των οποίων υπήρχε διπλός δεσμός:

ΣΕΜε παρόμοιο τρόπο εξετάζουμε την οξείδωση της ακετυλίνης και των ομολόγων της, ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο λαμβάνει χώρα η διαδικασία. Διευκρινίζουμε λοιπόν ότι σε όξινο περιβάλλον η διαδικασία οξείδωσης συνοδεύεται από το σχηματισμό καρβοξυλικών οξέων:

Η αντίδραση χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της δομής των αλκυνίων με βάση τα προϊόντα οξείδωσής τους:

Σε ουδέτερα και ελαφρώς αλκαλικά περιβάλλοντα, η οξείδωση του ακετυλενίου συνοδεύεται από το σχηματισμό των αντίστοιχων οξαλικών (άλατα οξαλικού οξέος) και η οξείδωση των ομολόγων συνοδεύεται από τη ρήξη του τριπλού δεσμού και το σχηματισμό αλάτων καρβοξυλικού οξέος:

ΣΕΌλοι οι κανόνες εξασκούνται με τους μαθητές χρησιμοποιώντας συγκεκριμένα παραδείγματα, γεγονός που οδηγεί στην καλύτερη αφομοίωση του θεωρητικού υλικού. Επομένως, όταν μελετούν την οξείδωση των αρενών σε διάφορα περιβάλλοντα, οι μαθητές μπορούν ανεξάρτητα να κάνουν υποθέσεις ότι ο σχηματισμός οξέων πρέπει να αναμένεται σε όξινο περιβάλλον και αλάτων σε αλκαλικό περιβάλλον. Ο δάσκαλος θα πρέπει μόνο να διευκρινίσει ποια προϊόντα αντίδρασης σχηματίζονται ανάλογα με τη δομή της αντίστοιχης αρένας.

Δείχνουμε με παραδείγματα ότι ομόλογα βενζολίου με μία πλευρική αλυσίδα (ανεξάρτητα από το μήκος του) οξειδώνονται από έναν ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα σε βενζοϊκό οξύ στο άτομο άνθρακα. Όταν θερμαίνονται, τα ομόλογα βενζολίου οξειδώνονται από υπερμαγγανικό κάλιο σε ουδέτερο περιβάλλον για να σχηματίσουν άλατα καλίου των αρωματικών οξέων.

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 ΜΑΓΕΙΡΕΤΕ + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.

Τονίζουμε ότι εάν υπάρχουν πολλές πλευρικές αλυσίδες σε ένα μόριο αρενίου, τότε σε ένα όξινο περιβάλλον καθεμία από αυτές οξειδώνεται στο άτομο α-άνθρακα σε μια καρβοξυλική ομάδα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό πολυβασικών αρωματικών οξέων:

ΠΟι αποκτηθείσες δεξιότητες στη σύνταξη εξισώσεων ORR για υδρογονάνθρακες επιτρέπουν τη χρήση τους κατά τη μελέτη της ενότητας «Ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο».

Έτσι, κατά τη μελέτη του θέματος «Οινόπνευμα», οι μαθητές συνθέτουν ανεξάρτητα εξισώσεις για την οξείδωση των αλκοολών χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους κανόνες:

1) Οι πρωτοταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε αλδεΰδες

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) οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε κετόνες

3) Η αντίδραση οξείδωσης δεν είναι τυπική για τις τριτοταγείς αλκοόλες.

Προκειμένου να προετοιμαστεί για τις εξετάσεις του Ενιαίου Κράτους, καλό είναι ο καθηγητής να παρέχει πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με αυτές τις ιδιότητες, οι οποίες αναμφίβολα θα είναι χρήσιμες για τους μαθητές.

Όταν η μεθανόλη οξειδώνεται με ένα οξινισμένο διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου ή διχρωμικού καλίου, σχηματίζεται CO 2· οι πρωτοταγείς αλκοόλες κατά την οξείδωση, ανάλογα με τις συνθήκες της αντίδρασης, μπορούν να σχηματίσουν όχι μόνο αλδεΰδες, αλλά και οξέα. Για παράδειγμα, η οξείδωση της αιθανόλης με διχρωμικό κάλιο στο κρύο τελειώνει με το σχηματισμό οξικού οξέος και όταν θερμαίνεται, ακεταλδεΰδης:

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.

Ας υπενθυμίσουμε ξανά στους μαθητές την επίδραση του περιβάλλοντος στα προϊόντα των αντιδράσεων οξείδωσης αλκοόλης, συγκεκριμένα: ένα θερμό ουδέτερο διάλυμα KMnO 4 οξειδώνει τη μεθανόλη σε ανθρακικό κάλιο και τις υπόλοιπες αλκοόλες σε άλατα των αντίστοιχων καρβοξυλικών οξέων:

Κατά τη μελέτη του θέματος «Αλδεΰδες και κετόνες», εστιάζουμε την προσοχή των μαθητών στο γεγονός ότι οι αλδεΰδες οξειδώνονται πιο εύκολα από τις αλκοόλες στα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα όχι μόνο υπό την επίδραση ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων (οξυγόνο αέρα, οξινισμένα διαλύματα KMnO 4 και K 2 Cr 2 O 7), αλλά και υπό την επίδραση ασθενούς (διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου ή υδροξειδίου του χαλκού(II):

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.

Δίνουμε ιδιαίτερη προσοχή στην οξείδωση της μεθανάλης με διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου, γιατί Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζεται ανθρακικό αμμώνιο, όχι μυρμηκικό οξύ:

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

Όπως δείχνει η πολυετής πείρα μας, η προτεινόμενη μεθοδολογία για τη διδασκαλία των μαθητών γυμνασίου πώς να συνθέτουν εξισώσεις OVR που περιλαμβάνουν οργανικές ουσίες αυξάνει το τελικό τους αποτέλεσμα της Ενιαίας Πολιτικής Εξέτασης στη χημεία κατά αρκετούς βαθμούς.

Η οξείδωση των αλκενίων με υπερμαγγανικό κάλιο σε αλκαλικό μέσο κατά τη θέρμανση (σκληρές συνθήκες) οδηγεί στην καταστροφή του ανθρακικού σκελετού τους στη θέση του διπλού δεσμού. Σε αυτή την περίπτωση, ανάλογα με τον αριθμό των αλκυλομάδων που σχετίζονται με το θραύσμα βινυλίου, μπορούν να ληφθούν δύο καρβοξυλικά οξέα, ένα οξύ και μια κετόνη ή δύο κετόνες:

Άσκηση 11.Ποιο προϊόν σχηματίζεται κατά την οξείδωση του κυκλοεξενίου (α) με αραιό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου εν ψυχρώ και (β) με πυκνό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου που ακολουθείται από οξίνιση.

Άσκηση 12.Ποια προϊόντα σχηματίζονται από το 1,2-διμεθυλκυκλοεξένιο κατά τη διάρκεια (α) της καταλυτικής υδρογόνωσης, (β) της οξείδωσης με αραιό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου στο κρύο, (γ) της οζονισμού που ακολουθείται από αναγωγική διάσπαση.

6.5. Οξείδωση αιθυλενίου σε ακεταλδεΰδη

Η οξείδωση του αιθυλενίου από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο παρουσία παλλαδίου (II) και χλωριούχου χαλκού (II) οδηγεί στο σχηματισμό ακεταλδεΰδης ( διαδικασία Wacker):

(63)

αιθανάλη (ακεταλδεΰδη)

6.6. Αιθυλενοχλωροξείδωση

Το βινυλοχλωρίδιο λαμβάνεται με οξείδωση χλωριούχου αιθυλενίου:

6.7. Οξειδωτική αμμωνόλυση

Η οξείδωση των υδρογονανθράκων με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο παρουσία αμμωνίας οδηγεί στη μετατροπή της μεθυλομάδας σε κυανό ομάδα. Αυτή η οξείδωση ονομάζεται οξειδωτική αμμωνόλυση. Το ακρυλονιτρίλιο λαμβάνεται με οξειδωτική αμμωνόλυση προπυλενίου.

ακρυλονιτρίλιο

Το υδροκυανικό οξύ λαμβάνεται με οξειδωτική αμμωνόλυση μεθανίου:

(66)

7. Υδροφορμυλίωση αλκενίων (Oxosynthesis)

Σε θερμοκρασίες από 30 έως 250 o C και πίεση 100-400 atm. παρουσία δικοβαλτοκτακαρβονυλίου, τα αλκένια προσθέτουν υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσουν αλδεΰδες. Συνήθως λαμβάνεται ένα μείγμα ισομερών:

Μηχανισμός:

1. Αφαίρεση προσδέματος

2. Προσθήκη αιθυλενίου

3. Εισαγωγή αιθυλενίου

4. Προσάρτημα συνδέτη

5. Εφαρμογή CO

6. Οξειδωτική προσθήκη υδρογόνου

7. Αναγωγική αποβολή προπανάλης

8. Προσθήκη καρβενίων και καρβενοειδών

Τα τελευταία χρόνια, μεγάλη προσοχή στην οργανική χημεία έχει δοθεί στις δισθενείς ενώσεις άνθρακα - καρβένια. Τα περισσότερα από τα καρβένια είναι ασταθή και αντιδρούν με άλλες ενώσεις αμέσως μετά το σχηματισμό τους.

8.1. Δομή καρβενίων

Το μη υποκατεστημένο καρβένιο: CH2, που ονομάζεται επίσης μεθυλένιο, μπορεί να είναι σε απλή ή τριπλή μορφή. Στην απλή μορφή του καρβενίου, δύο μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια με ζευγαρωμένα σπιν βρίσκονται στο ίδιο τροχιακό, ενώ στην τριπλή μορφή, δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια με παράλληλα σπιν βρίσκονται σε δύο τροχιακά ίσης ενέργειας. Οι διαφορετικές ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των μονών και τριπλών καρβενίων αντανακλώνται τόσο στις διαφορετικές γεωμετρίες αυτών των σωματιδίων όσο και στις διαφορετικές χημικές δραστηριότητες. Το δισθενές άτομο άνθρακα ενός απλού καρβενίου βρίσκεται στην υβριδική κατάσταση sp 2, και τα δύο ηλεκτρόνια βρίσκονται στο sp 2 -υβριδικό τροχιακό (HOMO) και το p-τροχιακό (LUMO) είναι ελεύθερο. Το τριπλό καρβένιο χαρακτηρίζεται από sp-υβριδισμό του δισθενούς άνθρακα. Σε αυτή την περίπτωση, δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε δύο ρ-τροχιακά, δηλ. το τριπλό καρβένιο είναι μια ριζική. Η γωνία H-C-H για το απλό μεθυλένιο, σύμφωνα με φασματικά δεδομένα, είναι 102-105 0, και για το τριπλό μεθυλένιο αυτή η γωνία αυξάνεται σε 135140 o. Αυτό αντιστοιχεί στην υψηλότερη σταθερότητα του τριπλού μεθυλενίου. Σύμφωνα με τους κβαντομηχανικούς υπολογισμούς, το τριπλό μεθυλένιο είναι πράγματι 10 kcal/mol πιο σταθερό από το απλό μεθυλένιο.

Οι υποκαταστάτες, ωστόσο, προκαλούν μια αλλαγή στη σχετική σταθερότητα αυτών των δύο μορφών καρβενίων. Για τα διαλκυλοκαρβένια, η τριπλή μορφή είναι επίσης πιο σταθερή από την απλή μορφή, αλλά για τα διαλογονοκαρβένια : CHal 2 και άλλα καρβένια με υποκαταστάτες που περιέχουν ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων, η θεμελιώδης κατάσταση είναι απλή. Η γωνία δεσμού C1-C-C1 για το διχλωροκαρβένιο, ίση με 106 o, είναι σε καλή συμφωνία με την απλή μορφή. Η υψηλότερη σταθερότητα της απλής μορφής των διαλογονοκαρβενίων σε σύγκριση με την τριπλή μορφή οφείλεται προφανώς στη σταθεροποίησή της λόγω του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων του ετεροατόμου

Αυτή η σταθεροποίηση της τριπλής μορφής των διαλογονοκαρβενίων είναι αδύνατη. Σύμφωνα με τους κβαντομηχανικούς υπολογισμούς, η ενέργεια της μετάπτωσης μονής-τριπλής για το διχλωροκαρβένιο είναι 13,5 Kcal/mol.

Α. Διχλωροκαρβένιο

Για τη δημιουργία διαλογονοκαρβενίων, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι που βασίζονται στην αντίδραση -απομάκρυνσης του υδραλογόνου από τα τριαλομεθάνια υπό τη δράση ισχυρών βάσεων. Αυτή η μέθοδος ήταν ιστορικά η πρώτη που παρήγαγε το πρώτο από τα καρβένια, το διχλωροκαρβένιο, ως ενδιάμεσο (J. Hine 1950). Κατά την αλληλεπίδραση με ισχυρές βάσεις από χλωροφόρμιο (το pKa του χλωροφορμίου είναι ~16), βρωμοφόρμιο (pKa = 9) και άλλα τριαλομεθάνια, σχηματίζεται ένα ανιόν το οποίο σταθεροποιείται με την απομάκρυνση του ιόντος αλογονιδίου για να σχηματίσει διαλογονοκαρβένιο. Με την αντίδραση ισχυρών βάσεων με χλωροφόρμιο, λαμβάνεται διχλωροκαρβένιο:

διχλωροκαρβένιο

Οι ενώσεις οργανολιθίου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως βάση σε ένα αδιάφορο απρωτικό περιβάλλον. Στη συνέχεια, κάτω από -100 0 C, μπορεί να ανιχνευθεί ο σχηματισμός τριχλωρομεθυλολιθίου ως ενδιάμεσου.

Χρησιμοποιώντας ισχυρές βάσεις όπως το RLi, τα καρβένια μπορούν να δημιουργηθούν από παράγωγα 1,1-διαλογόνων

Τα τελευταία χρόνια, για την παραγωγή διαλογονοκαρβενίων αντί για n-Το βουτυλολίθιο χρησιμοποιείται ευρέως ως βάση, το δις(τριμεθυλοσιλυλο)αμίδιο του νατρίου.

Αυτό απελευθερώνει ένα χημικά αδρανές σιλαζάνιο [δις(τριμεθυλοσιλυλ)αμίδιο]. Το δις(τριμεθυλοσιλυλ)αμίδιο του νατρίου, σε αντίθεση με το η-βουτυλολίθιο, μπορεί να απομονωθεί σε αδρανή ατμόσφαιρα σε ξηρή μορφή. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται συχνότερα τα αιθέρια διαλύματά του, τα οποία μπορούν να αποθηκευτούν σε θερμοκρασία δωματίου για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Το διχλωροκαρβένιο μπορεί επίσης να δημιουργηθεί με θερμική αποκαρβοξυλίωση ξηρού τριχλωροξικού νατρίου:

Μία από τις πιο προσιτές σύγχρονες μεθόδους για την παραγωγή διχλωροκαρβενίου από χλωροφόρμιο υπό τη δράση υδροξειδίου του νατρίου υπό συνθήκες κατάλυσης μεταφοράς φάσης θα συζητηθεί λεπτομερώς αργότερα.

Το διχλωροκαρβένιο συνδυάζεται με αλκένια για να δώσει διχλωροκυκλοπροπάνια. Η προσθήκη λαμβάνει χώρα στερεοειδικά - η διαμόρφωση του αρχικού αλκενίου διατηρείται στο προϊόν αντίδρασης - κυκλοπροπάνιο:

(69)

έκσταση-2-βουτένιο έκσταση-1,2-διμεθυλ-3,3-

διχλωροκυκλοπροπάνιο

(70)

cis-2-βουτένιο τσιΜε-1,2-διμεθυλ-3,3-

διχλωροκυκλοπροπάνιο

(71)

7,7-διχλωροδικυκλοεπτάνιο

Κατά την αναγωγή των 1,1-διαλογονοκυκλοπροπανίων υπό την επίδραση του λιθίου mpem-βουτυλική αλκοόλη, ψευδάργυρος σε οξικό οξύ ή νάτριο σε υγρή αμμωνία, και τα δύο άτομα αλογόνου αντικαθίστανται από υδρογόνο. Αυτή είναι μια από τις κοινές μεθόδους για την παρασκευή παραγώγων κυκλοπροπανίου.

δικυκλοεπτανίου

Πρώην. έντεκα.Συμπληρώστε τις αντιδράσεις:

(Ζ)-3-μεθυλ-2-πεντένιο μεθυλενοκυκλοεξάνιο

Απάντηση

Β. Μεθυλένιο

Το μεθυλένιο μπορεί να ληφθεί με αποσύνθεση διαζωμεθανίου. Το διαζωμεθάνιο είναι μια σχετικά ασταθής ουσία που αποσυντίθεται κατά την ακτινοβόληση σε άζωτο και μεθυλένιο.

(73)

διαζωμεθάνιο

Μεθυλένιο: CH2 κατά τη φωτόλυση του διαζωμεθανίου σχηματίζεται σε λιγότερο σταθερή μονή μορφή. Το μονό μεθυλένιο, υπό συνθήκες αντίδρασης ως αποτέλεσμα συγκρούσεων με μόρια διαζωμεθανίου ή αζώτου, χάνει γρήγορα ενέργεια και μετατρέπεται σε πιο σταθερό τριπλό μεθυλένιο.

Ένα απλό καρβένιο χαρακτηρίζεται από σύγχρονη προσθήκη στον διπλό δεσμό ενός αλκενίου με πλήρη διατήρηση της γεωμετρίας στον διπλό δεσμό (αντίδραση κυκλοπροσθήκης). Η προσθήκη της μονής μορφής του καρβενίου στον διπλό δεσμό συμβαίνει έτσι με αυστηρά στερεοειδικό τρόπο.

Αντίδραση B. Simmons-Σιδηρουργός

Μια αποτελεσματική και πειραματικά πολύ απλή μέθοδος μετατροπής αλκενίων σε παράγωγα κυκλοπροπανίου βασίζεται στην αντίδραση αλκενίων με ιωδιούχο μεθυλένιο και ένα κράμα ψευδαργύρου-χαλκού. Αυτή η αντίδραση ανακαλύφθηκε το 1958 από τους Simmons και Smith και κέρδισε αμέσως μεγάλη δημοτικότητα στη σύνθεση παραγώγων κυκλοπροπανίου. Το ενεργό είδος σε αυτή την αντίδραση δεν είναι καρβένιο : CH 2, και το καρβενοειδές είναι ιωδιούχο ψευδάργυρο IZnCH 2 I, που σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση ιωδιούχου μεθυλενίου και ενός ζεύγους ψευδαργύρου-χαλκού.

ιωδομεθυλοζινκιωδιούχο διιωδομεθάνιο

(αντιδραστήριο Simmons-Smith)

(75)

Η αντίδραση εξελίσσεται σύμφωνα με τον ακόλουθο μηχανισμό:

Η αντίδραση Simmons-Smith είναι μια πολύ βολική μέθοδος για τη μετατροπή των αλκενίων σε κυκλοπροπάνια.

Πρώην. 12.Συμπληρώστε τις αντιδράσεις:

Απάντηση

(76)

μεθυλενοκυκλοπεντανικό σπειροεπτάνιο

(77)

στυρένιο κυκλοπροπυλοβενζόλιο

Στις εργασίες της κατηγορίας C3 της Ενιαίας Πολιτικής Εξέτασης, ιδιαίτερες δυσκολίες προκαλούν οι αντιδράσεις οξείδωσης οργανικών ουσιών με υπερμαγγανικό κάλιο KMnO 4 σε όξινο περιβάλλον, οι οποίες συμβαίνουν με διακοπή της ανθρακικής αλυσίδας. Για παράδειγμα, η αντίδραση οξείδωσης του προπενίου προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση:

CH 3 – CH = CH 2 + KMnO4 + H 2 ΕΤΣΙ 4 → CH 3 COOH + CO 2 + MnSO 4 + κ 2 ΕΤΣΙ 4 + H 2 Ο.

Για να ορίσετε συντελεστές σε μιγαδικές εξισώσεις αντιδράσεων οξειδοαναγωγής όπως αυτή, η τυπική τεχνική προτείνει τη δημιουργία μιας ηλεκτρονικής ισορροπίας, αλλά μετά από μια άλλη προσπάθεια γίνεται προφανές ότι αυτό δεν είναι αρκετό. Η ρίζα του προβλήματος έγκειται στο γεγονός ότι ο συντελεστής πριν από το οξειδωτικό, που λαμβάνεται από την ηλεκτρονική ζυγαριά, πρέπει να αντικατασταθεί. Αυτό το άρθρο προσφέρει δύο μεθόδους που σας επιτρέπουν να επιλέξετε τον σωστό συντελεστή πριν από τον οξειδωτικό παράγοντα, προκειμένου τελικά να εξισωθούν όλα τα στοιχεία. Μέθοδος αντικατάστασηςγια να αντικαταστήσετε τον συντελεστή πριν από το οξειδωτικό, είναι πιο κατάλληλο για όσους μπορούν να μετρούν για μεγάλο χρονικό διάστημα και επίπονα, καθώς η διάταξη των συντελεστών με αυτόν τον τρόπο μπορεί να είναι μακρά (σε αυτό το παράδειγμα χρειάστηκαν 4 προσπάθειες). Η μέθοδος αντικατάστασης χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τη μέθοδο "TABLE", η οποία επίσης αναλύεται λεπτομερώς σε αυτό το άρθρο. Η «αλγεβρική» μέθοδοςσας επιτρέπει να αντικαταστήσετε τον συντελεστή πριν από το οξειδωτικό όχι λιγότερο απλά και αξιόπιστα, αλλά πολύ πιο γρήγορα KMnO4Ωστόσο, σε σύγκριση με τη μέθοδο υποκατάστασης, έχει στενότερο πεδίο εφαρμογής. Η "αλγεβρική" μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την αντικατάσταση του συντελεστή πριν από τον οξειδωτικό παράγοντα KMnO4στις εξισώσεις των αντιδράσεων οξείδωσης οργανικών ουσιών που συμβαίνουν με τη ρήξη της ανθρακικής αλυσίδας.

Κατεβάστε:

Προεπισκόπηση:

Για να χρησιμοποιήσετε την προεπισκόπηση, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google και συνδεθείτε σε αυτόν: https://accounts.google.com

Με θέμα: μεθοδολογικές εξελίξεις, παρουσιάσεις και σημειώσεις

Τακτοποίηση συντελεστών σε χημικές εξισώσεις

Ο δάσκαλος, όντας ο κύριος χαρακτήρας στην οργάνωση της γνωστικής δραστηριότητας των μαθητών, αναζητά συνεχώς τρόπους βελτίωσης της αποτελεσματικότητας της μάθησης. Οργάνωση αποτελεσματικής εκπαίδευσης...

Κρατικό Τεχνολογικό Ινστιτούτο Αγίας Πετρούπολης

(Πολυτεχνείο)

Τμήμα Οργανικής Χημείας Σχολή 4

Ομάδα 476

Εργασία μαθήματος

Οξείδωση αλκενίων

Μαθητής………………………………………………………Rytina A.I.

Δάσκαλος………………………………... Piterskaya Yu.L.

Αγία Πετρούπολη

Εισαγωγή

1.Εποξείδωση (αντίδραση N.A. Prilezhaev, 1909)

2.Υδροξυλίωση

2.1αντι-Υδροξυλίωση

2.2συν-Υδροξυλίωση

3. Οξειδωτική διάσπαση αλκενίων

4.Οζονόλυση

5. Οξείδωση αλκενίων παρουσία αλάτων παλλαδίου

συμπέρασμα

Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν

Εισαγωγή

Η οξείδωση είναι ένας από τους πιο σημαντικούς και συνηθισμένους μετασχηματισμούς των οργανικών ενώσεων.

Η οξείδωση στην οργανική χημεία αναφέρεται σε διαδικασίες που οδηγούν στην εξάντληση μιας ένωσης σε υδρογόνο ή στον εμπλουτισμό της σε οξυγόνο. Σε αυτή την περίπτωση, τα ηλεκτρόνια αφαιρούνται από το μόριο. Κατά συνέπεια, αναγωγή σημαίνει τον διαχωρισμό ενός μορίου οξυγόνου από ένα οργανικό μόριο ή την προσθήκη υδρογόνου σε αυτό.

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, οι οξειδωτικοί παράγοντες είναι ενώσεις που έχουν υψηλή συγγένεια με τα ηλεκτρόνια (ηλεκτρόφιλα) και οι αναγωγικοί παράγοντες είναι ενώσεις που έχουν την τάση να δίνουν ηλεκτρόνια (πυρηνόφιλα). Η ευκολία οξείδωσης μιας ένωσης αυξάνεται με την πυρηνοφιλία της.

Κατά την οξείδωση των οργανικών ενώσεων, κατά κανόνα, δεν υπάρχει πλήρης μεταφορά ηλεκτρονίων και, κατά συνέπεια, δεν υπάρχει αλλαγή στο σθένος των ατόμων άνθρακα. Επομένως, η έννοια της κατάστασης οξείδωσης - το υπό όρους φορτίο ενός ατόμου σε ένα μόριο, που υπολογίζεται με βάση την υπόθεση ότι το μόριο αποτελείται μόνο από ιόντα - είναι μόνο υπό όρους, τυπικής φύσης.

Κατά τη σύνθεση εξισώσεων για αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ο αναγωγικός παράγοντας, ο οξειδωτικός παράγοντας και ο αριθμός των ηλεκτρονίων που δίνονται και λαμβάνονται. Κατά κανόνα, οι συντελεστές επιλέγονται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ισορροπίας ηλεκτρονίων-ιόντων (μέθοδος μισής αντίδρασης).

Αυτή η μέθοδος εξετάζει τη μεταφορά ηλεκτρονίων από ένα άτομο ή ιόν σε άλλο, λαμβάνοντας υπόψη τη φύση του μέσου (όξινο, αλκαλικό ή ουδέτερο) στο οποίο συμβαίνει η αντίδραση. Για να εξισωθεί ο αριθμός των ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου, εισάγονται είτε μόρια νερού και πρωτόνια (αν το μέσο είναι όξινο), είτε μόρια νερού και ιόντα υδροξειδίου (αν το μέσο είναι αλκαλικό).

Έτσι, όταν γράφουμε ημι-αντιδράσεις αναγωγής και οξείδωσης, πρέπει να προχωρήσουμε από τη σύνθεση των ιόντων που υπάρχουν πραγματικά στο διάλυμα. Ουσίες που διαχωρίζονται ελάχιστα, είναι ελάχιστα διαλυτές ή απελευθερώνονται με τη μορφή αερίου θα πρέπει να γράφονται σε μοριακή μορφή.

Ως παράδειγμα, εξετάστε τη διαδικασία οξείδωσης του αιθυλενίου με αραιό υδατικό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου (αντίδραση Wagner). Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, το αιθυλένιο οξειδώνεται σε αιθυλενογλυκόλη και το υπερμαγγανικό κάλιο ανάγεται σε διοξείδιο του μαγγανίου. Δύο υδροξύλια προστίθενται στον διπλό δεσμό:

3C 2 H 4 + 2KMnO 4 +4H 2 O→ 3C 2 H 6 O 2 + 2MnO 2 +2KOH

Ημιαντίδραση αναγωγής: MnO 4 ¯ + 2H 2 O + 3 μι→ MnO 2 + 4OH ¯ 2

Ημιαντίδραση οξείδωσης: C 2 H 4 + 2OH − − 2 μι → C2H6O23

Τέλος έχουμε σε ιοντική μορφή:

2MnO 4 ¯ + 4H 2 O + 3C 2 H 4 + 6OH ¯ → 2MnO 2 + 8OH ¯ + 3C 2 H 6 O 2

Αφού κάνουμε τις απαραίτητες αναγωγές όμοιων όρων, γράφουμε την εξίσωση σε μοριακή μορφή:

3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4 H 2 O = 3C 2 H 6 O 2 + 2MnO 2 + 2KOH.

Χαρακτηριστικά ορισμένων οξειδωτικών παραγόντων

Οξυγόνο

Το οξυγόνο του αέρα χρησιμοποιείται ευρέως σε τεχνολογικές διεργασίες, καθώς είναι ο φθηνότερος οξειδωτικός παράγοντας. Αλλά η οξείδωση από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο είναι γεμάτη δυσκολίες που σχετίζονται με τον έλεγχο της διαδικασίας, η οποία συμβαίνει σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Η οξείδωση πραγματοποιείται συνήθως σε υψηλή θερμοκρασία παρουσία καταλυτών.

Οζο

Το όζον O 3 χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλδεΰδων και κετονών εάν είναι δύσκολο να ληφθούν με άλλα μέσα. Τις περισσότερες φορές, το όζον χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της δομής των ακόρεστων ενώσεων. Το όζον παράγεται από τη δράση μιας αθόρυβης ηλεκτρικής εκκένωσης στο οξυγόνο. Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα του οζονισμού, σε σύγκριση με τη χλωρίωση, είναι η απουσία τοξινών μετά την επεξεργασία.

Υπερμαγγανικό κάλιο

Το υπερμαγγανικό κάλιο είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος οξειδωτικός παράγοντας. Το αντιδραστήριο είναι διαλυτό στο νερό (6,0% στους 20ºС), καθώς και σε μεθανόλη, ακετόνη και οξικό οξύ. Για την οξείδωση χρησιμοποιούνται υδατικά (μερικές φορές ακετόνη) διαλύματα KMnO 4 σε ουδέτερο, όξινο ή αλκαλικό περιβάλλον. Κατά τη διεξαγωγή της διαδικασίας σε ουδέτερο περιβάλλον, προστίθενται άλατα μαγνησίου και αλουμινίου στη μάζα της αντίδρασης ή διέρχεται διοξείδιο του άνθρακα για να εξουδετερωθεί το υδροξείδιο του καλίου που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση. Η αντίδραση οξείδωσης του KMnO 4 σε όξινο περιβάλλον πραγματοποιείται συχνότερα παρουσία θειικού οξέος. Ένα αλκαλικό περιβάλλον κατά την οξείδωση δημιουργείται από το ΚΟΗ που σχηματίζεται κατά την αντίδραση ή προστίθεται αρχικά στη μάζα της αντίδρασης. Σε ελαφρώς αλκαλικά και ουδέτερα περιβάλλοντα, το KMnO 4 οξειδώνεται σύμφωνα με την εξίσωση:

KMnO4+ 3 μι+ 2H 2 O = K + + MnO 2 + 4OH ¯

σε όξινο περιβάλλον:

KMnO4+ 5 μι+ 8H + = K + + Mn 2+ + 4H 2 O

Το υπερμαγγανικό κάλιο χρησιμοποιείται για τη λήψη 1,2-διολών από αλκένια, στην οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών, αλδεΰδων και αλκυλαρενίων σε καρβοξυλικά οξέα, καθώς και για την οξειδωτική διάσπαση του σκελετού άνθρακα σε πολλαπλούς δεσμούς.

Στην πράξη, χρησιμοποιείται συνήθως μια αρκετά μεγάλη περίσσεια (πάνω από 100%) KMnO 4. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι υπό κανονικές συνθήκες το KMnO 4 αποσυντίθεται μερικώς σε διοξείδιο του μαγγανίου με την απελευθέρωση O 2 . Αποσυντίθεται εκρηκτικά με πυκνό H 2 SO 4 όταν θερμαίνεται παρουσία αναγωγικών παραγόντων. εκρηκτικά είναι και τα μείγματα υπερμαγγανικού καλίου με οργανικές ουσίες.

Υπεροξέα

Το υπεροξικό και το περφορμικό οξύ παρασκευάζονται με αντίδραση 25-90% υπεροξειδίου του υδρογόνου με το αντίστοιχο καρβοξυλικό οξύ σύμφωνα με την ακόλουθη αντίδραση:

RCOOH + H 2 O 2 = RCOOOH + H 2 O

Στην περίπτωση του οξικού οξέος, αυτή η ισορροπία επιτυγχάνεται σχετικά αργά και για να επιταχυνθεί ο σχηματισμός υπεροξέος, συνήθως προστίθεται θειικό οξύ ως καταλύτης. Το μυρμηκικό οξύ είναι αρκετά ισχυρό από μόνο του για να εξασφαλίσει ταχεία ισορροπία.

Το υπερτριφθοροξικό οξύ, που λαμβάνεται σε μίγμα με τριφθοροξικό οξύ με την αντίδραση τριφθοροξικού ανυδρίτη με 90% υπεροξείδιο του υδρογόνου, είναι ένας ακόμη ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας. Το υπεροξικό οξύ μπορεί να παρασκευαστεί με παρόμοιο τρόπο από οξικό ανυδρίτη και υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Ιδιαίτερα δημοφιλές είναι δύσκολο Μ-Το χλωροϋπερβενζοϊκό οξύ, καθώς είναι σχετικά ασφαλές στον χειρισμό, είναι αρκετά σταθερό και μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η οξείδωση συμβαίνει λόγω της απελευθέρωσης ενός ατόμου οξυγόνου:

RCOOOH = RCOOH + [O]

Τα υπεροξέα χρησιμοποιούνται για τη λήψη εποξειδίων από αλκένια, καθώς και λακτόνων από αλεικυκλικές κετόνες.

Υπεροξείδιο του υδρογόνου

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα άχρωμο υγρό που αναμιγνύεται με νερό, αιθανόλη και διαιθυλαιθέρα. Ένα διάλυμα 30% Η 2 Ο 2 ονομάζεται υπερυδρόλη. Το εξαιρετικά συμπυκνωμένο φάρμακο μπορεί να αντιδράσει εκρηκτικά με οργανικές ουσίες. Κατά την αποθήκευση, αποσυντίθεται σε οξυγόνο και νερό. Η σταθερότητα του υπεροξειδίου του υδρογόνου αυξάνεται με την αραίωση. Για την οξείδωση, χρησιμοποιούνται υδατικά διαλύματα διαφόρων συγκεντρώσεων (από 3 έως 90%) σε ουδέτερα, όξινα ή αλκαλικά μέσα.

H 2 O 2 = H 2 O + [O]

Με τη δράση αυτού του αντιδραστηρίου σε α,β-ακόρεστες καρβονυλικές ενώσεις σε αλκαλικό μέσο, ​​λαμβάνονται οι αντίστοιχες εποξειδικές αλδεΰδες και κετόνες και συντίθενται υπεροξέα με οξείδωση καρβοξυλικών οξέων σε όξινο μέσο. Διάλυμα 30% Η 2 Ο 2 σε οξικό οξύ οξειδώνει τα αλκένια σε 1,2-διόλες. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιείται: για την παραγωγή οργανικών και ανόργανων υπεροξειδίων, υπερβορικού και υπερανθρακικού Na. ως οξειδωτικός παράγοντας στα καύσιμα πυραύλων. στην παραγωγή εποξειδίων, υδροκινόνης, πυροκατεχίνης, αιθυλενογλυκόλης, γλυκερίνης, επιταχυντών βουλκανισμού της ομάδας thiuram κ.λπ. για λευκαντικά έλαια, λίπη, γούνα, δέρμα, υφαντικές ύλες, χαρτί. για τον καθαρισμό ημιαγωγών υλικών γερμανίου και πυριτίου. ως απολυμαντικό για την εξουδετέρωση των οικιακών και βιομηχανικών λυμάτων. στην ιατρική? ως πηγή O 2 σε υποβρύχια. Το H 2 O 2 είναι μέρος του αντιδραστηρίου Fenton (Fe 2 + + H 2 O 2), το οποίο χρησιμοποιείται ως πηγή ελεύθερων ριζών ΟΗ στην οργανική σύνθεση.

Τετροξείδια του ρουθηνίου και του οσμίου

Το τετροξείδιο του οσμίου OsO 4 είναι μια λευκή έως υποκίτρινη σκόνη με σ.τ. 40,6ºС; τ. δέμα 131,2ºС. Εξαχνώνεται ήδη σε θερμοκρασία δωματίου, διαλυτό στο νερό (7,47 g σε 100 ml στους 25ºС), CCl 4 (250 g σε 100 g διαλύτη στους 20ºС). Παρουσία οργανικών ενώσεων γίνεται μαύρο λόγω αναγωγής σε OsO 2.

Το RuO 4 είναι ένα χρυσοκίτρινο πρίσμα με mp. 25,4ºС, εξαχνώνεται αισθητά σε θερμοκρασία δωματίου. Μέτρια διαλυτό στο νερό (2,03 g σε 100 ml στους 20ºС), πολύ διαλυτό σε CCl 4. Ένας ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας από το OsO4. Πάνω από 100ºС εκρήγνυται. Όπως το τετροξείδιο του οσμίου, είναι πολύ τοξικό και ακριβό.

Αυτοί οι οξειδωτικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται για την οξείδωση αλκενίων σε α-γλυκόλες υπό ήπιες συνθήκες.