4.5.ბ. ალკენების ოქსიდაციური გაყოფა

ალკენების დაჟანგვის დროს კალიუმის პერმანგანატის ტუტე წყალხსნარით გაცხელებისას ან KMnO 4 ხსნარით გოგირდმჟავას წყალში, აგრეთვე ალკენების დაჟანგვის დროს ქრომის (VI) ოქსიდის CrO 3 ხსნარით ძმარმჟავაში ან. კალიუმის დიქრომატი და გოგირდის მჟავა, თავდაპირველად წარმოქმნილი გლიკოლი განიცდის ჟანგვითი განადგურებას. საბოლოო შედეგი არის ნახშირბადის ჩონჩხის გაყოფა ორმაგი ბმის ადგილზე და წარმოიქმნება კეტონები და/ან კარბოქსილის მჟავები, როგორც საბოლოო პროდუქტები, რაც დამოკიდებულია ორმაგი ბმის შემცვლელებზე. თუ ორმაგ ბმაში ნახშირბადის ორივე ატომი შეიცავს მხოლოდ ერთ ალკილის ჯგუფს, ამომწურავი დაჟანგვის საბოლოო პროდუქტი იქნება კარბოქსილის მჟავების ნაზავი; ორმაგ ბმაში ჩანაცვლებული ალკენი იჟანგება ორ კეტონამდე. მონოშემცვლელი ალკენები ტერმინალური ორმაგი კავშირით იშლება კარბოქსილის მჟავასა და ნახშირორჟანგამდე.

კარბოქსილის მჟავებისა და კეტონების დაბალი მოსავლიანობის გამო, ალკენების ამომწურავი დაჟანგვის რეაქციებმა კლასიკურ ვერსიაში ფართო გამოყენება არ ჰპოვა და ადრე ძირითადად გამოიყენებოდა საწყისი ალკენის სტრუქტურის დასადგენად დესტრუქციული დაჟანგვის პროდუქტებიდან. ამჟამად, ალკენების (R-CH=CH-R და R-CH=CH2) დაჟანგვა კარბოქსილის მჟავებამდე (RCOOH) კალიუმის პერმანგანატის ან დიქრომატის გამოყენებით ხორციელდება ფაზის გადაცემის კატალიზით. კარბოქსილის მჟავების გამოსავლიანობა 90%-ს აღემატება.

4.5.ვ. ალკენების ოზონოლიზი

ალკენების რეაქცია ოზონთან არის ყველაზე მნიშვნელოვანი მეთოდი ალკენების ჟანგვითი გახლეჩვისათვის ორმაგ ბმაზე. მრავალი ათწლეულის განმავლობაში, ეს რეაქცია იყო ძირითადი მეთოდი საწყისი ნახშირწყალბადის სტრუქტურის დასადგენად და ასევე გამოიყენებოდა სხვადასხვა კარბონილის ნაერთების სინთეზში. ალკენის რეაქცია ოზონთან ხდება ოზონისა და ჟანგბადის ~5% ნარევის დენის გადაყვანით მეთილენქლორიდში ან ეთილის აცეტატში ალკენის ხსნარში -80 0 -100 0 C. რეაქციის დასრულება არის კონტროლდება უფასო ოზონის ტესტით კალიუმის იოდიდთან ერთად. ამ უნიკალური და რთული რეაქციის მექანიზმი ჩამოყალიბდა ძირითადად რ.კრიგეს ნაშრომის წყალობით. ორმაგ ბმაში 1,3-დიპოლარული ციკლომატების პირველი პროდუქტია ეგრეთ წოდებული მოლოზონიდი (1,2,3-ტრიოქსოლანი). ეს დანამატი არასტაბილურია და შემდგომში იშლება სპონტანურად, რათა გაიხსნას რგოლი და წარმოქმნას ნორმალური ოზონიდი (1,2,4-ტრიოქსოლანი), როგორც საბოლოო პროდუქტი.

ახლა საყოველთაოდ მიღებულია, რომ მოლოზონიდის ჩვეულებრივ ოზონიდად გადაქცევა ხდება გაყოფის - რეკომბინაციის მექანიზმით. მოლოზონიდი განიცდის არასტაბილური 1,2,3-ტრიოქსოლანის რგოლის სპონტანურ გახსნას, რათა წარმოქმნას კარბონილის ნაერთი და ბიპოლარული იონი, რომლებიც შემდეგ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ასევე 1,3-დიპოლარული ციკლოდამატების სქემის მიხედვით.

მოლოზონიდის ნორმალურ ოზონიდად გადაწყობის ზემოაღნიშნული სქემა დასტურდება იმით, რომ თუ ოზონიდის სრულ წარმოქმნამდე სხვა კარბონილის ნაერთი იმყოფება სარეაქციო ნარევში, როგორც ბიპოლარული იონის „გადამწყვეტი“, მაშინ ე. - წარმოიქმნება "შერეული ოზონიდი". მაგალითად, ოზონილიზაციით ცის-სტილბენი ბენზალდეჰიდის თანდასწრებით, რომელიც ეტიკეტირებულია 18 O იზოტოპით, ეტიკეტი არის ეთერის ნაწილი და არა ოზონიდის პეროქსიდის ხიდი:

ეს შედეგი კარგად ემთხვევა შერეული ოზონიდის წარმოქმნას ბიპოლარული იონის რეკომბინაციისას ეტიკეტირებულ ბენზალდეჰიდთან:

ოზონიდები ძალიან არასტაბილური ნაერთებია, რომლებიც ფეთქებად იშლება. ისინი არ არიან იზოლირებულნი ინდივიდუალურად, მაგრამ იშლება სხვადასხვა რეგენტების მოქმედებით. აუცილებელია განასხვავოთ რედუქციური და ოქსიდაციური გახლეჩა. ჰიდროლიზის დროს ოზონიდები ნელ-ნელა იშლება კარბონილის ნაერთებად და წყალბადის ზეჟანგად. წყალბადის ზეჟანგი აჟანგებს ალდეჰიდებს კარბოქსილის მჟავებამდე. ეს არის ოზონიდების ეგრეთ წოდებული ჟანგვითი დაშლა:

ამრიგად, ოზონიდების ჟანგვითი დაშლის დროს წარმოიქმნება კარბოქსილის მჟავები და (ან) კეტონები, რაც დამოკიდებულია ორიგინალური ალკენის სტრუქტურიდან. ჰაერის ჟანგბადი, წყალბადის ზეჟანგი, ზემჟავები ან ვერცხლის ჰიდროქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჟანგვის აგენტები. ყველაზე ხშირად სინთეზურ პრაქტიკაში ამ მიზნით გამოიყენება წყალბადის ზეჟანგი ძმარმჟავაში ან ჭიანჭველა მჟავაში, ისევე როგორც წყალბადის ზეჟანგი ტუტე გარემოში.

პრაქტიკაში ოზონიდების ჟანგვითი დაშლის მეთოდი ძირითადად გამოიყენება კარბოქსილის მჟავების მისაღებად.

უფრო მნიშვნელოვანია ოზონიდების რედუქციური დაშლა. ყველაზე ხშირად გამოყენებული შემცირების აგენტებია თუთია და ძმარმჟავა, ტრიფენილფოსფინი ან დიმეთილ სულფიდი. ამ შემთხვევაში, ოზონოლიზის საბოლოო პროდუქტებია ალდეჰიდები ან კეტონები, რაც დამოკიდებულია ორიგინალური ალკენის სტრუქტურაზე.

ზემოაღნიშნული მაგალითებიდან ირკვევა, რომ ოზონოლიზის დროს ორმაგ ბმაში ჩანაცვლებული ალკენი და ოზონიდის შემდგომი რედუქციული დაშლა წარმოქმნის ორ კეტონს, ხოლო ტრიჩანაცვლებული ალკენი იძლევა კეტონს და ალდეჰიდს. ჩანაცვლებული სიმეტრიული ალკენი წარმოქმნის ორ ალდეჰიდს ოზონოლიზის დროს, ხოლო ტერმინალური ბმის მქონე ალკენები ქმნიან ალდეჰიდს და ფორმალდეჰიდს.

ოზონოლიზის საინტერესო მოდიფიკაციაა მეთოდი, სადაც ნატრიუმის ბოროჰიდრიდი გამოიყენება ოზონიდის აღმდგენი აგენტად, ამ შემთხვევაში საბოლოო რეაქციის პროდუქტებია პირველადი ან მეორადი სპირტები, რომლებიც წარმოიქმნება შესაბამისად ალდეჰიდების და ქტონების რედუქციის დროს.

ალკენების ოზონოლიზი რთული, შრომატევადი და ფეთქებადი პროცესია, რომელიც მოითხოვს სპეციალური აღჭურვილობის გამოყენებას. ამ მიზეზით, შემუშავებულია სხვა მეთოდები ალკენების ჟანგვითი გაყოფისთვის კარბონილის ნაერთებამდე და კარბოქსილის მჟავებამდე, რომლებიც წარმატებით ცვლის ოზონოლიზის რეაქციას სინთეზურ პრაქტიკაში.

ალკენების ჟანგვითი განადგურების ერთ-ერთი თანამედროვე მოსამზადებელი მეთოდი 1955 წელს შემოგვთავაზა R. Lemieux-მა. ეს მეთოდი ემყარება ალკენების ჰიდროქსილაციას კალიუმის პერმანგანატით, რასაც მოჰყვება ვიკინალური გლიკოლის დაშლა ნატრიუმის პერიოდატით NaIO 4 pH ~ 7 8-ზე. თავად პერიოდატი არ რეაგირებს ალკენთან. ამ ორსაფეხურიანი ჟანგვითი დაშლის პროდუქტებია კეტონები ან კარბოქსილის მჟავები, ვინაიდან ამ პირობებში ალდეჰიდები ასევე იჟანგება კარბოქსილის მჟავებამდე. ლემიეს მეთოდში არ წარმოიქმნება რეაქციის ერთ-ერთი პროდუქტის, მანგანუმის დიოქსიდის გამოყოფის შრომატევადი პრობლემა, რადგან დიოქსიდიც და მანგანატიც კვლავ იჟანგება პერიოდატით პერმანგანატის იონამდე. ეს საშუალებას იძლევა გამოიყენოს მხოლოდ კალიუმის პერმანგანატის კატალიზური რაოდენობა. ქვემოთ მოცემულია ალკენების ჟანგვითი დაშლის რამდენიმე ტიპიური მაგალითი ლემიეს მეთოდის გამოყენებით.

ციტრონელოლი, ალკოჰოლი, რომელიც გვხვდება ვარდის ზეთში, გერანიუმის ზეთში და ლიმონის ზეთში, იჟანგება კალიუმის პერმანგანატის და ნატრიუმის პერიოდატის ნარევით აცეტონში 5-10 0 C ტემპერატურაზე 6-ჰიდროქსი-4-მეთილჰექსანკარბოქსილის მჟავამდე რაოდენობრივი გამოსავლით.

ამ მეთოდის სხვა ვარიანტში კალიუმის პერმანგანატის ნაცვლად გამოიყენება ოსმიუმის ტეტროქსიდის კატალიზური რაოდენობა (Lemieux and Johnson 1956). OsO 4-ისა და NaIO 4-ის კომბინაციის განსაკუთრებული უპირატესობა ის არის, რომ ის საშუალებას გაძლევთ შეაჩეროთ დაჟანგვა ალდეჰიდის ეტაპზე. ოსმიუმის ტეტროქსიდი ემატება ალკენის ორმაგ კავშირს ოსმატის წარმოქმნით, რომელიც ნატრიუმის პერიოდატით იჟანგება კარბონილის ნაერთებად ოსმიუმის ტეტროქსიდის რეგენერაციისთვის.

ოსმიუმის ტეტროქსიდის ნაცვლად, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას რუთენიუმის ტეტროქსიდი RuO 4. ალკენების ჟანგვითი განადგურება Lemieux-Johnson-ის მიხედვით იწვევს იგივე პროდუქტებს, რასაც ოზონოლიზი ოზონიდების რედუქციური დაშლით.

თანამედროვე ორგანული ქიმიისთვის დამახასიათებელი თვალსაზრისით, ეს ნიშნავს, რომ კომბინაცია OsO 4 -NaIO 4 არის სინთეტიკური ექვივალენტიალკენების ოზონოლიზის რეაქციები, რასაც მოჰყვება რედუქციური გაყოფა. ანალოგიურად, ალკენების დაჟანგვა პერმანგანატის და პერიოდატის ნარევით არის ოზონოლიზის სინთეზური ექვივალენტი ოზონიდების ჟანგვითი დაშლით.

ამრიგად, ალკენების დაჟანგვა არ არის მხოლოდ ალკოჰოლური სასმელების, ეპოქსიდების, დიოლების, ალდეჰიდების, კეტონებისა და კარბოქსილის მჟავების მომზადების მოსამზადებელი მეთოდების ერთობლიობა, ის ასევე არის ორიგინალური ალკენის სტრუქტურის განსაზღვრის ერთ-ერთი შესაძლო გზა. ამრიგად, ალკენის ჟანგვითი განადგურების შედეგის მიხედვით, შეიძლება განისაზღვროს ორმაგი ბმის პოზიცია მოლეკულაში, ხოლო სტერეოქიმიური შედეგი სინ-ან საწინააღმდეგოალკენის ჰიდროქსილაცია საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ დასკვნები მისი გეომეტრიის შესახებ.

პრეზენტაციის აღწერა: სლაიდებზე ორგანული ნივთიერებების შემცველი რედოქსული რეაქციები

ორგანული ნივთიერებების მონაწილეობით დაჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები ორენბურგის მე-9 ლიცეუმის ქიმიის მასწავლებელი კოჩულევა ლ.რ.

ორგანულ ქიმიაში დაჟანგვა განისაზღვრება, როგორც პროცესი, რომლის დროსაც, ფუნქციური ჯგუფის გარდაქმნის შედეგად, ნაერთი გადადის ერთი კატეგორიიდან უფრო მაღალ კატეგორიაში: ალკენ სპირტი ალდეჰიდი (კეტონი) კარბოქსილის მჟავა. ჟანგვის რეაქციების უმეტესობა გულისხმობს ჟანგბადის ატომის მოლეკულაში შეყვანას ან ორმაგი ბმის წარმოქმნას არსებულ ჟანგბადის ატომთან წყალბადის ატომების დაკარგვით.

ოქსიდიზატორები ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება გარდამავალი ლითონის ნაერთები, ჟანგბადი, ოზონი, პეროქსიდები და გოგირდის, სელენის, იოდის, აზოტის და სხვა ნაერთები. გარდამავალ ლითონებზე დაფუძნებული ჟანგვის აგენტებიდან ძირითადად გამოიყენება ქრომის (VI) და მანგანუმის (VII), (VI) და (IV) ნაერთები. ქრომის (VI) ყველაზე გავრცელებული ნაერთებია კალიუმის დიქრომატის K 2 Cr 2 O 7 ხსნარი გოგირდის მჟავაში, ქრომის ტრიოქსიდის Cr ხსნარი. O 3 განზავებულ გოგირდმჟავაში.

ოქსიდიზატორები ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის დროს ქრომი (VI) ნებისმიერ გარემოში იკლებს ქრომამდე (III), თუმცა ტუტე გარემოში დაჟანგვა ორგანულ ქიმიაში პრაქტიკულ გამოყენებას ვერ პოულობს. კალიუმის პერმანგანატი KMn. O 4 ავლენს სხვადასხვა ჟანგვის თვისებებს სხვადასხვა გარემოში, მჟავე გარემოში მატულობს ჟანგვის აგენტის სიძლიერე. კალიუმის მანგანატი K 2 Mn. O 4 და მანგანუმის (IV) ოქსიდი Mn. O 2 ავლენს ჟანგვის თვისებებს მხოლოდ მჟავე გარემოში

ალკენები ჟანგვის ბუნებიდან და რეაქციის პირობებიდან გამომდინარე, წარმოიქმნება სხვადასხვა პროდუქტები: დიჰიდრული სპირტები, ალდეჰიდები, კეტონები, კარბოქსილის მჟავები KMn წყალხსნარით დაჟანგვის დროს. O 4 ოთახის ტემპერატურაზე, π ბმა წყდება და წარმოიქმნება დიჰიდრული სპირტები (ვაგნერის რეაქცია): კალიუმის პერმანგანატის ხსნარის გაუფერულება - ხარისხობრივი რეაქცია მრავალმხრივ კავშირზე.

ალკენები ალკენების დაჟანგვა კალიუმის პერმანგანატის კონცენტრირებული ხსნარით KMn. O 4 ან კალიუმის დიქრომატ K 2 Cr 2 O 7 მჟავე გარემოში თან ახლავს არა მხოლოდ π-, არამედ σ ობლიგაციების რღვევა რეაქციის პროდუქტები - კარბოქსილის მჟავები და კეტონები (დამოკიდებულია ალკენის აგებულებაზე) ამის გამოყენება რეაქცია, ალკენის დაჟანგვის პროდუქტები შეიძლება განისაზღვროს ორმაგი ბმის პოზიცია მის მოლეკულაში:

ალკენები 5 CH 3 –CH=CH-CH 3 +8 კმნ. 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

ალკენები განშტოებული ალკენები, რომლებიც შეიცავს ნახშირწყალბადის რადიკალს ნახშირბადის ატომში, რომელიც დაკავშირებულია ორმაგი ბმით, დაჟანგვისას ქმნიან კარბოქსილის მჟავისა და კეტონის ნარევს:

ალკენები 5 CH 3 -CH=C-CH 3 + 6 კმნ. 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

ალკენები განშტოებული ალკენები, რომლებიც შეიცავს ნახშირწყალბადის რადიკალებს ორივე ნახშირბადის ატომში, რომლებიც დაკავშირებულია ორმაგი ბმით, დაჟანგვისას ქმნიან კეტონების ნარევს:

ალკენები 5 CH 3 -C=C-CH 3 + 4 კმნ. 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

ალკენები ატმოსფერული ჟანგბადით ალკენების კატალიზური დაჟანგვის შედეგად მიიღება ეპოქსიდები: ჰაერში წვის დროს ალკენები, სხვა ნახშირწყალბადების მსგავსად, იწვება და წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი და წყალი: C 2 H 4 + 3 O 2 → 2. CO 2 + 2 H 2 O

ALCADIENE CH 2 =CH−CH=CH 2 ჟანგვის მოლეკულაში არის ორი ბოლო ორმაგი ბმა, შესაბამისად, წარმოიქმნება ნახშირორჟანგის ორი მოლეკულა. ნახშირბადის ჩონჩხი არ არის განშტოებული, ამიტომ მე-2 და მე-3 ნახშირბადის ატომების დაჟანგვისას წარმოიქმნება კარბოქსილის ჯგუფები 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

ალკინები ალკინები ადვილად იჟანგება კალიუმის პერმანგანატით და კალიუმის დიქრომატით მრავალჯერადი ბმის ადგილზე, როდესაც ალკინები დამუშავებულია KMn წყალხსნარით. O 4 იგი უფერულდება (ხარისხობრივი რეაქცია მრავალჯერადი ბმაზე) როდესაც აცეტილენი რეაგირებს კალიუმის პერმანგანატის წყალხსნართან, წარმოიქმნება ოქსილის მჟავას მარილი (კალიუმის ოქსალატი):

ALKYNE აცეტილენი შეიძლება დაჟანგდეს კალიუმის პერმანგანატით ნეიტრალურ გარემოში კალიუმის ოქსალატამდე: 3 CH≡CH +8 KMn. O 4 → 3 KOOC – საზ +8 წთ. O 2 +2 KOH +2 H 2 O მჟავე გარემოში დაჟანგვა მიმდინარეობს ოქსილის მჟავამდე ან ნახშირორჟანგამდე: 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 კმნ. O 4 +3 H 2 SO 4 =2 CO 2 + 2 Mn. SO 4 + 4 H 2 O + K 2 SO

ALKYNE კალიუმის პერმანგანატების დაჟანგვა მჟავე გარემოში გაცხელებისას თან ახლავს ნახშირბადის ჯაჭვის რღვევას სამმაგი ბმის ადგილზე და იწვევს მჟავების წარმოქმნას. კარბოქსილის მჟავისა და CO 2-ის წარმოქმნის პირობები:

ალკინი 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 კმნ. O 4+11 KOH →CH 3 საზ +K 2 CO 3 + 8 K 2 Mn. O 4 +6 H 2 O

ციკლოალკანები და ციკლოალკენები ძლიერი ჟანგვის აგენტების მოქმედებით (KMn. O 4, K 2 Cr 2 O 7 და სხვ.) ციკლოალკანები და ციკლოალკენები წარმოქმნიან ორფუძიან კარბოქსილის მჟავებს ნახშირბადის ატომების იგივე რაოდენობის მქონე: 5 C 6 H 12 + 8. . 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 ბენზოლი სტაბილურია ჟანგვის აგენტების მიმართ ოთახის ტემპერატურაზე არ რეაგირებს კალიუმის პერმანგანატის, კალიუმის დიქრომატის და სხვა ჟანგვის წყალხსნარებთან, შესაძლებელია ოზონის დაჟანგვა დიალდეჰიდის წარმოქმნით:

ARENES ბენზოლის ჰომოლოგები შედარებით ადვილად იჟანგება. გვერდითი ჯაჭვი, რომელიც განიცდის დაჟანგვას, არის მეთილის ჯგუფი ტოლუენში. მსუბუქი ჟანგვითი აგენტები (Mn. O 2) აჟანგავს მეთილის ჯგუფს ალდეჰიდის ჯგუფამდე: 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 უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტები – KMn. O4 მჟავე გარემოში ან ქრომის ნარევში, გაცხელებისას, აჟანგებს მეთილის ჯგუფს კარბოქსილის ჯგუფად: ნეიტრალურ ან ოდნავ ტუტე გარემოში წარმოიქმნება არა თავად ბენზოინის მჟავა, არამედ მისი მარილი, კალიუმის ბენზოატი:

ARENES მჟავე გარემოში 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 ნეიტრალურ გარემოში C 6 H 5 CH 3 +2 KMn. O 4 = C 6 H 5 COOK + 2 Mn. O 2 + KOH + H 2 O ტუტე გარემოში 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

არენები ძლიერი ჟანგვის აგენტების გავლენის ქვეშ (KMn. O 4 მჟავე გარემოში ან ქრომის ნარევში) გვერდითი ჯაჭვები იჟანგება სტრუქტურის მიუხედავად: ნახშირბადის ატომი პირდაპირ დაკავშირებულია ბენზოლის რგოლთან კარბოქსილის ჯგუფთან, დარჩენილი ნახშირბადი. ატომები გვერდით ჯაჭვში CO 2-მდე ნებისმიერი ჰომოლოგიური ბენზოლის დაჟანგვა ერთი გვერდითი ჯაჭვით KMn-ის გავლენით. O 4 მჟავე გარემოში ან ქრომის ნარევში იწვევს ბენზოის მჟავას წარმოქმნას:

ARENES ბენზოლის ჰომოლოგები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე გვერდით ჯაჭვს, დაჟანგვისას ქმნიან შესაბამის პოლიბაზურ არომატულ მჟავებს:

ARENES ნეიტრალურ ან ოდნავ ტუტე გარემოში, კალიუმის პერმანგანატით დაჟანგვა წარმოქმნის კარბოქსილის მჟავას მარილს და კალიუმის კარბონატს:

ARENES 5 C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12 კმნ. 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(მზარეული)2 +4 მნ. O 2 +2 KOH + 2 H 2 O

სტირინი სტირონის (ვინილბენზოლის) დაჟანგვა კალიუმის პერმანგანატის ხსნარით მჟავე და ნეიტრალურ გარემოში: 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 ოქსიდაცია ძლიერი ჟანგვის აგენტით - კალიუმის პერმანგანატით მჟავე გარემოში - იწვევს ორმაგი ბმის სრულ გაწყვეტას და ნახშირორჟანგისა და ბენზოინის მჟავას წარმოქმნას, ხოლო ხსნარი ფერს იძენს. C 6 H 5 −CH═CH 2 + 2 კმნ. 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

სპირტები პირველადი და მეორადი სპირტებისთვის ყველაზე შესაფერისი ჟანგვის აგენტებია: KMn. O 4, ქრომის ნარევი. პირველადი სპირტები, გარდა მეთანოლისა, იჟანგება ალდეჰიდებად ან კარბოქსილის მჟავებად:

სპირტები მეთანოლი იჟანგება CO 2-მდე: ეთანოლი Cl 2-ის მოქმედებით იჟანგება აცეტალდეჰიდად: მეორადი სპირტები იჟანგება კეტონებად:

ალკოჰოლური სასმელები დიჰიდრიული სპირტი, ეთილენგლიკოლი HOCH 2 –CH 2 OH, როდესაც თბება მჟავე გარემოში KMn ხსნარით. O 4 ან K 2 Cr 2 O 7 ადვილად იჟანგება ოქსილის მჟავად, ხოლო ნეიტრალურ მჟავაში კალიუმის ოქსალატამდე. 5 CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8 კმნ. 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 კმნ. O 4 → 3 KOOC – საზ +8 წთ. O 2 +2 KOH +8 H 2 O

ფენოლები ადვილად იჟანგება ბენზოლის რგოლთან დაკავშირებული ჰიდროქსო ჯგუფის არსებობის გამო. ფენოლი იჟანგება წყალბადის ზეჟანგით კატალიზატორის თანდასწრებით დიატომურ ფენოლში პიროკატექოლამდე, ქრომის ნარევით დაჟანგვისას - პარაბენზოქინონი:

ალდეჰიდები და კეტონები ალდეჰიდები ადვილად იჟანგება, ხოლო ალდეჰიდის ჯგუფი იჟანგება კარბოქსილის ჯგუფად: 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 მეთანალი იჟანგება CO 2-მდე:

ალდეჰიდები და კეტონები ხარისხობრივი რეაქციები ალდეჰიდებზე: დაჟანგვა სპილენძის(II) ჰიდროქსიდით, „ვერცხლის სარკის“ რეაქცია მარილი და არა მჟავა!

ალდეჰიდები და კეტონები კეტონები ძნელად იჟანგება; სუსტი ჟანგვითი აგენტები მათზე არ მოქმედებს. ძლიერი ჟანგვის აგენტების გავლენით კარბონილის ჯგუფის ორივე მხარეს C - C ბმები იშლება და წარმოიქმნება მჟავების (ან კეტონების) ნარევი. ნაკლები ნახშირბადის ატომებით, ვიდრე თავდაპირველ ნაერთში:

ალდეჰიდები და კეტონები კეტონის ასიმეტრიული სტრუქტურის შემთხვევაში დაჟანგვა უპირატესად წარმოებს ნაკლებად წყალბადირებული ნახშირბადის ატომიდან კარბონილის ჯგუფში (პოპოვ-ვაგნერის წესი).

ფორმის მჟავა გაჯერებულ მონოფუძე მჟავებს შორის ადვილად იჟანგება მხოლოდ ჭიანჭველა მჟავა. ეს იმის გამო ხდება, რომ ჭიანჭველა მჟავაში, კარბოქსილის ჯგუფის გარდა, შეიძლება გამოიყოს ალდეჰიდის ჯგუფიც. 5 HCOOH + 2 კმნ. O 4 + 3 H 2 SO 4 → 2 Mn. SO 4 + K 2 SO 4 + 5 CO 2 + 8 H 2 O ჭიანჭველა მჟავა რეაგირებს ვერცხლის ოქსიდის და სპილენძის (II) ჰიდროქსიდის HCOOH + 2OH → 2 Ag + (NH 4)2 CO 3 + 2 NH 3 ამიაკის ხსნართან. + H 2 O HCOOH + 2 Cu(OH) 2 CO 2 + Cu 2 O↓+ 3 H 2 O გარდა ამისა, ჭიანჭველა მჟავა იჟანგება ქლორით: HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl

უჯერი კარბოქსილის მჟავები ადვილად იჟანგება KMn წყალხსნარით. O 4 ოდნავ ტუტე გარემოში დიჰიდროქსი მჟავების და მათი მარილების წარმოქმნით: მჟავე გარემოში ნახშირბადის ჩონჩხი იშლება C=C ორმაგი ბმის ადგილზე მჟავების ნარევის წარმოქმნით:

OXALIC Acid ადვილად იჟანგება KMn-ით. O 4 მჟავე გარემოში CO 2-ზე გაცხელებისას (პერმანგანატომეტრიის მეთოდი): გაცხელებისას განიცდის დეკარბოქსილირებას (დისპროპორციულობის რეაქცია): კონცენტრირებული H 2 SO 4 გაცხელებისას, ოქსილის მჟავა და მისი მარილები (ოქსალატები) არაპროპორციულია:

ჩვენ ვწერთ რეაქციის განტოლებებს: 1) CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 2) 3) 4) 5) 16.32% (36.68%, 23.82%) Pt, X 3 X 2 Pt, მდე. კმნ. O 4 KOH X 4 ჰეპტანი KOH, ბენზოლამდე. X 1 Fe, HCl. HNO 3 H 2 SO 4 CH 3 + 4 H 2 CH 3 + 6 კმნ. O 4 + 7 KOHCOOK + 6 K 2 Mn. O 4 + 5 H 2 O COOK + KOH+ K 2 CO 3 to NO 2 + H 2 O+ HNO 3 H 2 SO 4 N H 3 C l + 3 F e C l 2 + 2 H 2 ON O 2 + 3 F e + 7 HCl

18. რედოქსის რეაქციები (გაგრძელება 2)

18.9. ორგანული ნივთიერებების შემცველი OVR

ორგანული ნივთიერებების ORR-ში არაორგანული ნივთიერებებით, ორგანული ნივთიერებები ყველაზე ხშირად აღმდგენი აგენტებია. ამრიგად, როდესაც ორგანული ნივთიერებები იწვის ჭარბი ჟანგბადით, ყოველთვის წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი და წყალი. რეაქციები უფრო რთულია ნაკლებად აქტიური ჟანგვის აგენტების გამოყენებისას. ამ განყოფილებაში განხილულია მხოლოდ ორგანული ნივთიერებების ყველაზე მნიშვნელოვანი კლასის წარმომადგენლების რეაქციები ზოგიერთ არაორგანულ ჟანგვის აგენტებთან.

ალკენები. მსუბუქი დაჟანგვის დროს ალკენები გარდაიქმნება გლიკოლებად (დიჰიდრიული სპირტები). ამ რეაქციებში შემცირებული ატომები არის ნახშირბადის ატომები, რომლებიც დაკავშირებულია ორმაგი ბმით.

რეაქცია კალიუმის პერმანგანატის ხსნართან ხდება ნეიტრალურ ან ოდნავ ტუტე გარემოში შემდეგნაირად:

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

უფრო მძიმე პირობებში, დაჟანგვა იწვევს ნახშირბადის ჯაჭვის გაწყვეტას ორმაგ ბმაზე და წარმოიქმნება ორი მჟავა (ძლიერად ტუტე გარემოში - ორი მარილი) ან მჟავა და ნახშირორჟანგი (ძლიერ ტუტე გარემოში - მარილი და კარბონატი):

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 (გათბობა)

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 (გათბობა)

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 (გათბობა)

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

გოგირდმჟავას გარემოში კალიუმის დიქრომატი ჟანგავს ალკენებს 1 და 2 რეაქციების მსგავსად.

ალკინები. ალკინები იწყებენ დაჟანგვას ოდნავ უფრო მძიმე პირობებში, ვიდრე ალკენები, ამიტომ ისინი ჩვეულებრივ ჟანგდებიან ნახშირბადის ჯაჭვის გაწყვეტით სამმაგი ბმაში. როგორც ალკანების შემთხვევაში, აქაც აღმდგენი ატომები ნახშირბადის ატომებია, რომლებიც ამ შემთხვევაში დაკავშირებულია სამმაგი ბმით. რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება მჟავები და ნახშირორჟანგი. დაჟანგვა შეიძლება განხორციელდეს კალიუმის პერმანგანატით ან დიქრომატით მჟავე გარემოში, მაგალითად:

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

ზოგჯერ შესაძლებელია შუალედური დაჟანგვის პროდუქტების იზოლირება. მოლეკულაში სამმაგი ბმის პოზიციიდან გამომდინარე, ეს არის დიკეტონები (R 1 –CO–CO–R 2) ან ალდოკეტონები (R–CO–CHO).

აცეტილენის დაჟანგვა შესაძლებელია კალიუმის პერმანგანატით ოდნავ ტუტე გარემოში კალიუმის ოქსალატამდე:

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

მჟავე გარემოში დაჟანგვა გადადის ნახშირორჟანგამდე:

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

ბენზოლის ჰომოლოგები. ბენზოლის ჰომოლოგები შეიძლება დაჟანგდეს კალიუმის პერმანგანატის ხსნარით ნეიტრალურ გარემოში კალიუმის ბენზოატამდე:

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

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 = C 6 H 5 მოხარშვა + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH (როდესაც გაცხელდება)

ამ ნივთიერებების დაჟანგვა კალიუმის დიქრომატით ან პერმანგანატით მჟავე გარემოში იწვევს ბენზოის მჟავას წარმოქმნას.

ალკოჰოლური სასმელები. პირველადი სპირტების პირდაპირი დაჟანგვის პროდუქტია ალდეჰიდები, ხოლო მეორადი სპირტების ჟანგვის პროდუქტებია კეტონები.

სპირტების დაჟანგვის დროს წარმოქმნილი ალდეჰიდები ადვილად იჟანგება მჟავებამდე, ამიტომ პირველადი სპირტების ალდეჰიდები მიიღება კალიუმის დიქრომატით დაჟანგვით მჟავე გარემოში ალდეჰიდის დუღილის წერტილში. როდესაც ალდეჰიდები აორთქლდება, მათ არ აქვთ დრო დაჟანგვისთვის.

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 (გათბობა)

ნებისმიერ გარემოში ჟანგვის აგენტის (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) სიჭარბით, პირველადი სპირტები იჟანგება კარბოქსილის მჟავებამდე ან მათ მარილებად, ხოლო მეორადი სპირტები იჟანგება კეტონებად. მესამეული სპირტები ამ პირობებში არ იჟანგება, მაგრამ მეთილის სპირტი იჟანგება ნახშირორჟანგად. ყველა რეაქცია ხდება გაცხელებისას.

დიჰიდრული სპირტი, ეთილენგლიკოლი HOCH 2 –CH 2 OH, როდესაც თბება მჟავე გარემოში KMnO 4 ან K 2 Cr 2 O 7 ხსნარით, ადვილად იჟანგება ნახშირორჟანგამდე და წყალში, მაგრამ ზოგჯერ შესაძლებელია შუალედური პროდუქტების იზოლირება. (HOCH 2 –COOH, HOOC– COOH და ა.შ.).

ალდეჰიდები. ალდეჰიდები საკმაოდ ძლიერი აღმდგენი საშუალებებია და, შესაბამისად, ადვილად იჟანგება სხვადასხვა ჟანგვითი აგენტებით, მაგალითად: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH. ყველა რეაქცია ხდება გაცხელებისას:

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

ფორმალდეჰიდი ჭარბი ჟანგვითი აგენტით იჟანგება ნახშირორჟანგად.

18.10. სხვადასხვა ნივთიერების რედოქს აქტივობის შედარება

ცნებების "დაჟანგვის ატომი" და "აღმდგენი ატომი" განმარტებებიდან გამომდინარეობს, რომ უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობაში მყოფ ატომებს აქვთ მხოლოდ ჟანგვის თვისებები. პირიქით, ყველაზე დაბალი ჟანგვის მდგომარეობაში მყოფ ატომებს აქვთ მხოლოდ შემცირების თვისებები. შუალედური ჟანგვის მდგომარეობებში მყოფი ატომები შეიძლება იყოს როგორც ჟანგვის აგენტები, ასევე აღმდგენი საშუალებები.

ამავდროულად, მხოლოდ დაჟანგვის ხარისხზე დაყრდნობით, შეუძლებელია ნივთიერებების რედოქს თვისებების ცალსახად შეფასება. მაგალითად, განვიხილოთ VA ჯგუფის ელემენტების კავშირები. აზოტის (V) და ანტიმონის (V) ნაერთები მეტ-ნაკლებად ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, ბისმუტის (V) ნაერთები ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, ხოლო ფოსფორის (V) ნაერთებს პრაქტიკულად არ აქვთ ჟანგვის თვისებები. ამ და სხვა მსგავს შემთხვევებში, მნიშვნელოვანია, რამდენად დამახასიათებელია მოცემული ჟანგვის მდგომარეობა მოცემული ელემენტისთვის, ანუ რამდენად სტაბილურია მოცემული ელემენტის ატომების შემცველი ნაერთები ამ დაჟანგვის მდგომარეობაში.

ნებისმიერი რედოქსული რეაქცია მიმდინარეობს სუსტი ჟანგვის აგენტის და სუსტი შემცირების აგენტის წარმოქმნის მიმართულებით. ზოგადად, ნებისმიერი ORR-ის წარმოშობის შესაძლებლობა, ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა რეაქცია, შეიძლება განისაზღვროს გიბსის ენერგიის ცვლილების ნიშნით. გარდა ამისა, ნივთიერებების რედოქს აქტივობის რაოდენობრივი დასადგენად გამოიყენება ჟანგვის აგენტებისა და აღმდგენი საშუალებების ელექტროქიმიური მახასიათებლები (რედოქს წყვილების სტანდარტული პოტენციალი). ამ რაოდენობრივი მახასიათებლების საფუძველზე შესაძლებელია სხვადასხვა ნივთიერების რედოქსული აქტივობის სერიის აგება. თქვენთვის ცნობილი ლითონის სტრესების სერია აგებულია ზუსტად ამ გზით. ეს სერია შესაძლებელს ხდის წყალხსნარებში ლითონების აღმდგენი თვისებების შედარებას სტანდარტულ პირობებში ( თან= 1 მოლ/ლ, თ= 298,15 K), ასევე მარტივი აკვაკაციის ჟანგვის თვისებები. თუ ამ მწკრივის ზედა მწკრივში მოათავსებთ იონებს (დაჟანგვის აგენტებს), ხოლო ქვედა რიგში ლითონის ატომებს (შემმცირებელ აგენტებს), მაშინ ამ მწკრივის მარცხენა მხარე (წყალბადამდე) ასე გამოიყურება:

ამ სერიაში იონების ჟანგვის თვისებები (ზედა ხაზი) ​​იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ, ხოლო ლითონების აღმდგენი თვისებები (ქვედა ხაზი), პირიქით, მარჯვნიდან მარცხნივ.

სხვადასხვა გარემოში რედოქს აქტივობის განსხვავებების გათვალისწინებით, შესაძლებელია მსგავსი სერიების აგება ჟანგვის აგენტებისთვის. ამრიგად, მჟავე გარემოში რეაქციებისთვის (pH = 0), მიიღება ლითონის აქტივობების სერიის "გაგრძელება" ჟანგვითი თვისებების გაზრდის მიმართულებით.

როგორც ლითონის აქტივობის სერიაში, ამ სერიაშიც ჟანგვის აგენტების ჟანგვის თვისებები (ზედა ხაზი) ​​იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ. მაგრამ, ამ სერიის გამოყენებით, შესაძლებელია შედარება შემცირების აგენტების შემცირების აქტივობა (ქვედა ხაზი) ​​მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მათი დაჟანგული ფორმა ემთხვევა ზედა ხაზზე ნაჩვენების; ამ შემთხვევაში ის ძლიერდება მარჯვნიდან მარცხნივ.

მოდით შევხედოთ რამდენიმე მაგალითს. იმის გასარკვევად, შესაძლებელია თუ არა ეს ORR, გამოვიყენებთ ზოგად წესს, რომელიც განსაზღვრავს რედოქს რეაქციების მიმართულებას (რეაქცია მიმდინარეობს სუსტი ჟანგვის აგენტის და სუსტი შემცირების აგენტის წარმოქმნის მიმართულებით).

1. შესაძლებელია თუ არა კობალტის შემცირება CoSO 4 ხსნარიდან მაგნიუმით?
მაგნიუმი უფრო ძლიერი აღმდგენი საშუალებაა ვიდრე კობალტი, ხოლო Co 2 იონები უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია ვიდრე Mg 2 იონები, შესაბამისად, შესაძლებელია.
2. შესაძლებელია თუ არა სპილენძის დაჟანგვა CuCl 2-მდე მჟავე გარემოში FeCl 3 ხსნარით?
ვინაიდან Fe 3B იონები უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია ვიდრე Cu 2 იონები, ხოლო სპილენძი უფრო ძლიერი აღმდგენი საშუალებაა ვიდრე Fe 2 იონები, ეს შესაძლებელია.
3. შესაძლებელია თუ არა FeCl 3-ის ხსნარის მიღება მარილმჟავით დამჟავებული FeCl 2 ხსნარში ჟანგბადის აფეთქებით?
როგორც ჩანს, არა, რადგან ჩვენს სერიაში ჟანგბადი არის Fe 3 იონების მარცხნივ და უფრო სუსტი ჟანგვის აგენტია, ვიდრე ეს იონები. მაგრამ წყალხსნარში ჟანგბადი თითქმის არასოდეს მცირდება H 2 O 2 - მდე; ამ შემთხვევაში, ის მცირდება H 2 O -მდე და ხდება Br 2 და MnO 2 შორის. ამიტომ, ასეთი რეაქცია შესაძლებელია, თუმცა ის საკმაოდ ნელა მიმდინარეობს (რატომ?).
4. შესაძლებელია თუ არა H 2 O 2 დაჟანგვა მჟავე გარემოში კალიუმის პერმანგანატით?
ამ შემთხვევაში, H 2 O 2 არის შემცირების აგენტი და უფრო ძლიერი აღმდგენი აგენტი ვიდრე Mn 2B იონები, ხოლო MnO 4 იონები უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, ვიდრე პეროქსიდისგან წარმოქმნილი ჟანგბადი. ამიტომ შესაძლებელია.

მსგავსი სერია, რომელიც აგებულია ORR-სთვის ტუტე გარემოში, შემდეგია:

"მჟავა" სერიისგან განსხვავებით, ამ სერიის გამოყენება შეუძლებელია ლითონის აქტივობის სერიებთან ერთად.

ელექტრონულ-იონური ბალანსის მეთოდი (ნახევრად რეაქციის მეთოდი), ინტერმოლეკულური ORR, ინტრამოლეკულური ORR, დისმუტაციური ORR (დისპროპორცია, თვითოქსიდაცია-თვითშემცირება), ORR კომუტაცია, პასივაცია.

1. ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდის გამოყენებით, შეადგინეთ განტოლებები იმ რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება, როდესაც ა) H 2 S (S, უფრო ზუსტად, S 8 ) ხსნარი ემატება გოგირდის მჟავით გამჟავებულ კალიუმის პერმანგანატის ხსნარს; ბ) KHS; გ) K 2 S; დ) H2SO3; ე) KHSO 3; ე) K 2 SO 3; ე) HNO 2; ზ) KNO 2; ი) KI (I 2); კ) FeSO 4; ლ) C 2 H 5 OH (CH 3 COOH); მ) CH 3 CHO; ო) (COOH) 2 (CO 2); ო) K 2 C 2 O 4. აქ და ქვემოთ, სადაც საჭიროა, დაჟანგვის პროდუქტები მითითებულია ხვეული ფრჩხილებში.
2. ჩამოწერეთ რეაქციების განტოლებები, რომლებიც წარმოიქმნება გოგირდის მჟავით დამჟავებული კალიუმის პერმანგანატის ხსნარში შემდეგი გაზების გავლისას: ა) C 2 H 2 (CO 2 ); ბ) C2H4 (CO2); გ) C 3 H 4 (პროპინი) (CO 2 და CH 3 COOH); დ) C 3 H 6; ე) CH 4; ე) HCHO.
3. იგივე, მაგრამ შემცირების ხსნარი ემატება კალიუმის პერმანგანატის ნეიტრალურ ხსნარს: ა) KHS; ბ) K 2 S; გ) KHSO 3; დ) K 2 SO 3; ე) KNO 2; ე) KI.
4. იგივე, მაგრამ კალიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარს ადრე ემატება კალიუმის პერმანგანატის ხსნარს: ა) K 2 S (K 2 SO 4 ); ბ) K 2 SO 3; გ) KNO 2; დ) KI (KIO 3).
5. ჩაწერეთ ხსნარში მიმდინარე შემდეგი რეაქციების განტოლებები: ა) KMnO 4 + H 2 S ...;
   ბ) KMnO 4 + HCl ...;
   გ) KMnO 4 + HBr ...;
   დ) KMnO 4 + HI ...
6. შეადგინეთ შემდეგი განტოლებები მანგანუმის დიოქსიდის ORR-სთვის:
7. გოგირდის მჟავით დამჟავებულ კალიუმის დიქრომატის ხსნარს დაემატა შემდეგი ნივთიერებების ხსნარები: ა) KHS; ბ) K 2 S; გ) HNO 2; დ) KNO 2; ე) KI; ვ) FeSO 4; ზ) CH 3 CH 2 CHO; ი) H 2 SO 3; კ) KHSO 3; ლ) K 2 SO 3. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
8. იგივე, მაგრამ ხსნარში გადის შემდეგი აირები: ა) H 2 S; ბ) SO 2.
9. ა) K 2 S (K 2 SO 4 ) ხსნარები; ბ) K 2 SO 3; გ) KNO 2; დ) KI (KIO 3). ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
10. კალიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი ემატებოდა ქრომის(III) ქლორიდის ხსნარს, სანამ თავდაპირველად წარმოქმნილი ნალექი არ დაიშალა და შემდეგ დაემატა ბრომი წყალი. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
11. იგივე, მაგრამ ბოლო სტადიაზე დაემატა კალიუმის პეროქსიდისულფატის K 2 S 2 O 8 ხსნარი, რომელიც რეაქციის დროს სულფატამდე შემცირდა.
12. ჩაწერეთ ხსნარში მიმდინარე რეაქციების განტოლებები:

ა) CrCl 2 + FeCl 3; ბ) CrSO 4 + FeCl 3; გ) CrSO 4 + H 2 SO 4 + O 2;

დ) CrSO 4 + H 2 SO 4 + MnO 2; ე) CrSO 4 + H 2 SO 4 + KMnO 4.

13. დაწერეთ განტოლებები ქრომის მყარ ტრიოქსიდსა და შემდეგ ნივთიერებებს შორის მიმდინარე რეაქციების შესახებ: ა) C; ბ) CO; გ) S (SO 2); დ) H 2 S; ე) NH 3; ე) C 2 H 5 OH (CO 2 და H 2 O); ზ) CH 3 COCH 3.
14. დაწერეთ განტოლებები იმ რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება კონცენტრირებულ აზოტმჟავას შემდეგი ნივთიერებების დამატებისას: ა) S (H 2 SO 4 ); ბ) P4 ((HPO 3) 4); გ) გრაფიტი; დ) სე; ე) I 2 (HIO 3); ვ) აგ; ზ) Cu; ი) Pb; კ) კფ; მ) FeO; მ) FeS; მ) MgO; ო) MgS; ჟ) Fe(OH) 2; გ) P 2 O 3; უ) როგორც 2 O 3 (H 3 AsO 4 ); შ) როგორც 2 S 3; ვ) Fe(NO 3) 2; x) P 4 O 10; ქ) Cu 2 S.
15. იგივე, მაგრამ შემდეგი გაზების გავლისას: ა) CO; ბ) H 2 S; გ) N 2 O; დ) NH 3; ე) არა; ვ) H 2 Se; ზ) HI.
16. რეაქციები ერთნაირად ან განსხვავებულად განვითარდება შემდეგ შემთხვევებში: ა) მაგნიუმის ნაჭერი მოთავსებულია მაღალ სინჯარაში ორი მესამედით სავსე კონცენტრირებული აზოტის მჟავით; ბ) კონცენტრირებული აზოტის მჟავას წვეთი დადგა მაგნიუმის ფირფიტის ზედაპირზე? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
17. რა განსხვავებაა კონცენტრირებული აზოტის მჟავას რეაქციას წყალბადის სულფიდის მჟავასთან და აირისებრ წყალბადის სულფიდთან? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
18. იმოქმედებს თუ არა ORR იგივე გზით, როდესაც უწყლო კრისტალური ნატრიუმის სულფიდი და მისი 0,1 M ხსნარი დაემატება აზოტის მჟავას კონცენტრირებულ ხსნარს?
19. შემდეგი ნივთიერებების ნარევი დამუშავდა კონცენტრირებული აზოტის მჟავით: Cu, Fe, Zn, Si და Cr. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები.
20. დაწერეთ განტოლებები იმ რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება აზოტმჟავას განზავებისას შემდეგი ნივთიერებების დამატებისას: ა) I 2; ბ) Mg; გ) ალ; დ) Fe; ე) FeO; ვ) FeS; ზ) Fe(OH) 2; ი) Fe(OH) 3; კ) MnS; მ) Cu 2 S; მ) CuS; მ) CuO; ო) Na 2 S cr; ჟ) Na 2 S p; გ) P 4 O 10.
21. რა პროცესები მოხდება, როდესაც ა) ამიაკი, ბ) გოგირდწყალბადი, გ) ნახშირორჟანგი აზოტის მჟავას განზავებულ ხსნარში გაივლის?
22. დაწერეთ განტოლებები იმ რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება კონცენტრირებულ გოგირდმჟავას შემდეგი ნივთიერებების დამატებისას: ა) Ag; ბ) Cu; გ) გრაფიტი; დ) HCOOH; ე) C 6 H 12 O 6; ვ) NaCl cr; ზ) C 2 H 5 OH.
23. როდესაც წყალბადის სულფიდი გადადის ცივ კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში, წარმოიქმნება S და SO 2, ცხელი კონცენტრირებული H 2 SO 4 აჟანგებს გოგირდს SO 2-მდე. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. როგორ გაგრძელდება რეაქცია ცხელ კონცენტრირებულ H 2 SO 4-სა და წყალბადის სულფიდს შორის?
24. რატომ მიიღება წყალბადის ქლორიდი კრისტალური ნატრიუმის ქლორიდის კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით დამუშავებით, მაგრამ წყალბადის ბრომიდი და წყალბადის იოდიდი ამ მეთოდით არ მიიღება?
25. ჩამოწერეთ განტოლებები იმ რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება განზავებული გოგირდმჟავას ურთიერთქმედებისას ა) Zn, ბ) Al, გ) Fe, დ) ქრომი ჟანგბადის არარსებობისას, ე) ქრომი ჰაერში.
26. დაწერეთ რეაქციის განტოლებები, რომლებიც ახასიათებენ წყალბადის ზეჟანგის რედოქს თვისებებს:

ამ რეაქციებიდან რომელშია წყალბადის ზეჟანგი ჟანგვის აგენტი და რომელ შემამცირებელ?

27. რა რეაქციები ხდება შემდეგი ნივთიერებების გაცხელებისას: ა) (NH 4) 2 CrO 4; ბ) NaNO 3; გ) CaCO 3; დ) Al(NO 3) 3; ე) Pb(NO 3) 3; ვ) AgNO 3; ზ) Hg(NO 3) 2; ი) Cu(NO 3) 2; კ) CuO; მ) NaClO 4; მ) Ca(ClO4)2; მ) Fe(NO 3) 2; ო) PCl 5; ჟ) MnCl 4; გ) H 2 C 2 O 4; ს) LiNO 3; შ) HgO; ვ) Ca(NO 3) 2; x) Fe(OH) 3; ქ) CuCl 2; თ) KClO 3; ღ) KClO 2; შ) CrO 3 ?
28. როდესაც ამონიუმის ქლორიდის და კალიუმის ნიტრატის ცხელი ხსნარები გაერთიანებულია, ხდება რეაქცია, რომელსაც თან ახლავს გაზის გამოყოფა. დაწერეთ განტოლება ამ რეაქციისთვის.
29. ჩამოწერეთ რეაქციების განტოლებები, რომლებიც წარმოიქმნება ა) ქლორის, ბ) ბრომის ორთქლის გავლისას ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ცივ ხსნარში. იგივე, მაგრამ ცხელი ხსნარის მეშვეობით.
30. კალიუმის ჰიდროქსიდის ცხელ კონცენტრირებულ ხსნართან ურთიერთქმედებისას სელენი განიცდის დისმუტაციას უახლოეს სტაბილურ ჟანგვის მდგომარეობებამდე (–II და +IV). დაწერეთ განტოლება ამ ORR-სთვის.
31. იმავე პირობებში, გოგირდი განიცდის მსგავს დისმუტაციას, მაგრამ ჭარბი გოგირდი რეაგირებს სულფიტის იონებთან და წარმოქმნის თიოსულფატის იონებს S 2 O 3 2. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. ;
32. ჩაწერეთ ა) სპილენძის ნიტრატის ხსნარის ვერცხლის ანოდით, ბ) ტყვიის ნიტრატის ხსნარის სპილენძის ანოდის ელექტროლიზური რეაქციების განტოლებები.

გამოცდილება 1. კალიუმის პერმანგანატის ოქსიდაციური თვისებები მჟავე გარემოში.კალიუმის პერმანგანატის ხსნარის 3-4 წვეთს დაუმატეთ გოგირდმჟავას განზავებული ხსნარის თანაბარი მოცულობა, შემდეგ კი ნატრიუმის სულფიტის ხსნარი გაუფერულებამდე. დაწერეთ რეაქციის განტოლება. გამოცდილება 2.კალიუმის პერმანგანატის ჟანგვის თვისებები ნეიტრალურ გარემოში.კალიუმის პერმანგანატის 3-4 წვეთს დაამატეთ 5-6 წვეთი ნატრიუმის სულფიტის ხსნარი. რა ნივთიერება გამოიყოფა ნალექის სახით? გამოცდილება 3. კალიუმის პერმანგანატის ოქსიდაციური თვისებები ტუტე გარემოში.კალიუმის პერმანგანატის 3-4 წვეთს დაუმატეთ 10 წვეთი ნატრიუმის ჰიდროქსიდის კონცენტრირებული ხსნარი და 2 წვეთი ნატრიუმის სულფიტის ხსნარი. ხსნარი უნდა გახდეს მწვანე. გამოცდილება 4. კალიუმის დიქრომატის ოქსიდაციური თვისებები მჟავე გარემოში. 6 წვეთი კალიუმის დიქრომატის ხსნარი გამჟავებათ ოთხი წვეთი განზავებული გოგირდმჟავას ხსნარით და დაამატეთ ნატრიუმის სულფიტის ხსნარი ნარევის ფერის შეცვლამდე. გამოცდილება 5. განზავებული გოგირდმჟავას ჟანგვის თვისებები.ერთ სინჯარაში მოათავსეთ თუთიის გრანულა, მეორეში კი სპილენძის ლენტის ნაჭერი. ორივე სინჯარას დაამატეთ 8-10 წვეთი განზავებული გოგირდმჟავას ხსნარი. შეადარეთ მიმდინარე მოვლენები. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! გამოცდილება 6. კონცენტრირებული გოგირდმჟავას ჟანგვის თვისებები.მე-5 ექსპერიმენტის მსგავსი, მაგრამ დაამატეთ გოგირდმჟავას კონცენტრირებული ხსნარი. აირისებრი რეაქციის პროდუქტების გამოშვების დაწყებიდან ერთი წუთის შემდეგ ტესტი მილებში შეიტანეთ ფილტრის ქაღალდის ზოლები, რომლებიც დასველებულია კალიუმის პერმანგანატის და სპილენძის სულფატის ხსნარით. ახსენით მომხდარი მოვლენები. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! გამოცდილება 7. განზავებული აზოტის მჟავას ჟანგვის თვისებები.მე-5 ექსპერიმენტის მსგავსი, მაგრამ დაამატეთ აზოტის მჟავას განზავებული ხსნარი. დააკვირდით აირისებრი რეაქციის პროდუქტების ფერის ცვლილებას. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! გამოცდილება 8. კონცენტრირებული აზოტის მჟავას ჟანგვის თვისებები.სპილენძის ლენტის ნაჭერი მოათავსეთ სინჯარაში და დაამატეთ აზოტის მჟავას კონცენტრირებული ხსნარის 10 წვეთი. ნაზად გაათბეთ, სანამ ლითონი მთლიანად არ დაიშლება. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! გამოცდილება 9. კალიუმის ნიტრიტის ჟანგვის თვისებები.კალიუმის ნიტრიტის ხსნარის 5-6 წვეთს დაუმატეთ თანაბარი მოცულობის გოგირდმჟავას განზავებული ხსნარი და 5 წვეთი კალიუმის იოდიდის ხსნარი. რა ნივთიერებები იქმნება? გამოცდილება 10. კალიუმის ნიტრიტის თვისებების შემცირება.კალიუმის პერმანგანატის ხსნარის 5-6 წვეთს დაუმატეთ თანაბარი მოცულობის გოგირდმჟავას განზავებული ხსნარი და კალიუმის ნიტრიტის ხსნარი, სანამ ნარევი მთლიანად არ გაუფერულდება. გამოცდილება 11.სპილენძის ნიტრატის თერმული დაშლა.სპილენძის ნიტრატის ტრიჰიდრატის ერთი მიკროსპატულა მოათავსეთ სინჯარაში, დაამაგრეთ სადგამში და ნაზად გაათბეთ ღია ცეცხლით. დააკვირდით დეჰიდრატაციას და მარილის შემდგომ დაშლას. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! გამოცდილება 12.ტყვიის ნიტრატის თერმული დაშლა.ჩაატარეთ იგივე პროცედურა, როგორც მე-11 ექსპერიმენტი, მოათავსეთ ტყვიის ნიტრატი სინჯარაში. ჩაატარეთ ექსპერიმენტი კვამლში! რა განსხვავებაა ამ მარილების დაშლის დროს მიმდინარე პროცესებს შორის?

ორგანული ნივთიერებების შემცველი რედოქსული რეაქციების განტოლებების შედგენა

INერთიანი სახელმწიფო გამოცდის (USE) შემოღების გამო, როგორც საშუალო სკოლის კურსდამთავრებულთა საბოლოო სერტიფიცირების ერთადერთი ფორმა და უმაღლესი სკოლების სპეციალიზებულ განათლებაზე გადასვლის გამო, საშუალო სკოლის მოსწავლეების მომზადება ქულების თვალსაზრისით ყველაზე „ძვირად“ შესასრულებლად. ქიმიაში ერთიანი სახელმწიფო საგამოცდო ტესტის „C“ ნაწილის ამოცანები სულ უფრო აქტუალური ხდება. იმისდა მიუხედავად, რომ "C" ნაწილის ხუთი ამოცანა განსხვავებულად ითვლება: არაორგანული ნივთიერებების ქიმიური თვისებები, ორგანული ნაერთების ტრანსფორმაციის ჯაჭვები, გამოთვლის პრობლემები, ყველა მათგანი, ამა თუ იმ ხარისხით, დაკავშირებულია რედოქს რეაქციებთან (ORR). . თუ თქვენ დაეუფლეთ ODD-ის თეორიის საბაზისო ცოდნას, მაშინ შეგიძლიათ სწორად შეასრულოთ პირველი და მეორე დავალება სრულად, ხოლო მესამე - ნაწილობრივ. ჩვენი აზრით, "C" ნაწილის დასრულების წარმატების მნიშვნელოვანი ნაწილი სწორედ ამაშია. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ თუ არაორგანული ქიმიის შესწავლისას მოსწავლეები საკმაოდ კარგად ართმევენ თავს დავალებებს OVR განტოლებების დაწერაზე, მაშინ ორგანული ქიმიის მსგავსი ამოცანები მათ დიდ სირთულეებს უქმნის. ამიტომ, ორგანული ქიმიის მთელი კურსის განმავლობაში სპეციალიზირებულ კლასებში, ჩვენ ვცდილობთ საშუალო სკოლის მოსწავლეებში განვავითაროთ OVR განტოლებების შედგენის უნარები.

არაორგანული და ორგანული ნაერთების შედარებითი მახასიათებლების შესწავლისას მოსწავლეებს ვაცნობთ ჟანგვის მდგომარეობის (ს.ო.) გამოყენებას (ორგანულ ქიმიაში, პირველ რიგში, ნახშირბადს) და მისი განსაზღვრის მეთოდებს:

1) საშუალო ს.ო. ნახშირბადი ორგანული ნივთიერების მოლეკულაში;

2) განმარტება ს.ო. თითოეული ნახშირბადის ატომი.

მოდით განვმარტოთ, რა შემთხვევებში ჯობია ამა თუ იმ მეთოდის გამოყენება.

სტატია გამოქვეყნდა კომპანია GEO-Engineering-ის მხარდაჭერით, რომელიც წარმოადგენს პროდუქციას ბაზარზე ProfKresla-ს ბრენდით. კომპანიის საქმიანობის სფეროა სხვადასხვა დარბაზისთვის სავარძლებისა და სკამების წარმოება, რეალიზაცია და მონტაჟი. ჩვენი თანამშრომლების მაღალი პროფესიონალიზმი და საკუთარი საწარმოო ობიექტები საშუალებას გვაძლევს სწრაფად და ეფექტურად განვახორციელოთ ნებისმიერი სირთულის პროექტები. ProfKresla-ს ბრენდის ყველა პროდუქტი, იქნება ეს თეატრის სკამები, მოსაცდელების სავარძლები თუ საგანმანათლებლო დაწესებულებების სკამები, გამოირჩევა თანამედროვე და ერგონომიული დიზაინით, ასევე მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობით, გამძლეობითა და კომფორტით. ვებსაიტზე profkresla.ru კატალოგში წარმოდგენილი პროდუქციის უზარმაზარი ასორტიმენტიდან ყოველთვის შეგიძლიათ აირჩიოთ მოდელები, რომლებიც საუკეთესოდ შეეფერება თქვენს კომპანიაში მიღებულ კორპორატიულ სტილს. თუ ჯერ კიდევ გიჭირთ არჩევანის გაკეთება, კომპანიის სპეციალისტები ყოველთვის მზად არიან მოგცენ რჩევები, დაგეხმარონ მოდელის არჩევაში, შემდეგ მოამზადონ პროექტი და განახორციელონ ყველა საჭირო გაზომვა და მონტაჟი ადგილზე.

პთემის „ალკანების“ შესწავლისას ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ ჟანგვის, წვის, ჰალოგენაციის, ნიტრაციის, დეჰიდროგენაციისა და დაშლის პროცესები განეკუთვნება რედოქს პროცესებს. ორგანული ნივთიერებების წვის და დაშლის რეაქციების განტოლებების დაწერისას უმჯობესია გამოვიყენოთ საშუალო მნიშვნელობა d.o. ნახშირბადის. Მაგალითად:

ჩვენ ყურადღებას ვაქცევთ ელექტრონების ბალანსის პირველ ნახევარს: ნახშირბადის ატომს აქვს წილადი d.o. მნიშვნელი არის 4, ამიტომ ჩვენ ვიანგარიშებთ ელექტრონების გადაცემას ამ კოეფიციენტის გამოყენებით.

სხვა შემთხვევებში, თემის "ალკანების" შესწავლისას, ჩვენ განვსაზღვრავთ d.o. ნაერთში თითოეული ნახშირბადის ატომი, ხოლო სტუდენტების ყურადღება მიიპყრო წყალბადის ატომების პირველადი, მეორადი, მესამეული ნახშირბადის ატომების ჩანაცვლების თანმიმდევრობაზე:

ამრიგად, ჩვენ მივყავართ მოსწავლეებს დასკვნამდე, რომ ჯერ ჩანაცვლების პროცესი ხდება ნახშირბადის მესამეულ ატომებში, შემდეგ მეორად ნახშირბადის ატომებში და, ბოლოს, პირველადი ნახშირბადის ატომებში.

პთემის „ალკენების“ შესწავლისას განვიხილავთ ჟანგვის პროცესებს ალკენის აგებულებისა და რეაქციის გარემოს მიხედვით.

როდესაც ალკენები იჟანგება კალიუმის პერმანგანატის KMnO 4 კონცენტრირებული ხსნარით მჟავე გარემოში (მყარი დაჟანგვა), - და - ბმები იშლება კარბოქსილის მჟავების, კეტონებისა და ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნით (IV). ეს რეაქცია გამოიყენება ორმაგი ბმის პოზიციის დასადგენად.

თუ ორმაგი ბმა არის მოლეკულის ბოლოს (მაგალითად, ბუტენ-1-ში), მაშინ დაჟანგვის ერთ-ერთი პროდუქტია ჭიანჭველა მჟავა, რომელიც ადვილად იჟანგება ნახშირორჟანგამდე და წყალში:

ხაზს ვუსვამთ იმას, რომ თუ ალკენის მოლეკულაში ნახშირბადის ატომი ორმაგ ბმაში შეიცავს ორ ნახშირბადის შემცვლელს (მაგალითად, 2-მეთილბუტენ-2 მოლეკულაში), მაშინ მისი დაჟანგვის დროს წარმოიქმნება კეტონი, რადგან ასეთი ტრანსფორმაცია ხდება. ატომი კარბოქსილის ჯგუფის ატომში შეუძლებელია C–C ბმის გაწყვეტის გარეშე, შედარებით სტაბილური ამ პირობებში:

ჩვენ განვმარტავთ, რომ თუ ალკენის მოლეკულა სიმეტრიულია და ორმაგი ბმული შეიცავს მოლეკულის შუაში, მაშინ მხოლოდ ერთი მჟავა წარმოიქმნება დაჟანგვის დროს:

გაცნობებთ, რომ ალკენების დაჟანგვის თავისებურება, რომელშიც ორმაგ ბმაში ნახშირბადის ატომები შეიცავს ორ ნახშირბადის რადიკალს, არის ორი კეტონის წარმოქმნა:

როდესაც განვიხილავთ ალკენების დაჟანგვას ნეიტრალურ ან ოდნავ ტუტე გარემოში, ჩვენ ვამახვილებთ სკოლის მოსწავლეების ყურადღებას იმაზე, რომ ასეთ პირობებში დაჟანგვას თან ახლავს დიოლების (დიჰიდრული სპირტები) წარმოქმნა და ნახშირბადის ატომებს ემატება ჰიდროქსილის ჯგუფები. რომელთა შორის იყო ორმაგი კავშირი:

INანალოგიურად განვიხილავთ აცეტილენის და მისი ჰომოლოგების დაჟანგვას, იმისდა მიხედვით, თუ რა გარემოში მიმდინარეობს პროცესი. ასე რომ, ჩვენ განვმარტავთ, რომ მჟავე გარემოში ჟანგვის პროცესს თან ახლავს კარბოქსილის მჟავების წარმოქმნა:

რეაქცია გამოიყენება ალკინების სტრუქტურის დასადგენად მათი დაჟანგვის პროდუქტების საფუძველზე:

ნეიტრალურ და ოდნავ ტუტე გარემოში აცეტილენის დაჟანგვას თან ახლავს შესაბამისი ოქსალატების (ოქსილის მჟავას მარილები) წარმოქმნა, ხოლო ჰომოლოგების დაჟანგვას თან ახლავს სამმაგი ბმის გაწყვეტა და კარბოქსილის მჟავას მარილების წარმოქმნა:

INყველა წესი პრაქტიკაში ხდება მოსწავლეებთან კონკრეტული მაგალითების გამოყენებით, რაც მათ თეორიული მასალის უკეთ ათვისებას იწვევს. ამიტომ, სხვადასხვა გარემოში არენების დაჟანგვის შესწავლისას, სტუდენტებს შეუძლიათ დამოუკიდებლად გამოთქვან ვარაუდი, რომ მჟავების წარმოქმნა მოსალოდნელია მჟავე გარემოში, მარილების კი ტუტე გარემოში. მასწავლებელს მოუწევს მხოლოდ იმის გარკვევა, თუ რომელი რეაქციის პროდუქტები იქმნება შესაბამისი არენის სტრუქტურის მიხედვით.

ჩვენ მაგალითებით ვაჩვენებთ, რომ ბენზოლის ჰომოლოგები ერთი გვერდითი ჯაჭვით (მიუხედავად მისი სიგრძისა) იჟანგება ძლიერი ჟანგვის აგენტის მიერ ნახშირბადის ატომში ბენზოლის მჟავად. როდესაც თბება, ბენზოლის ჰომოლოგები იჟანგება კალიუმის პერმანგანატის მიერ ნეიტრალურ გარემოში არომატული მჟავების კალიუმის მარილების წარმოქმნით.

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 ადუღეთ + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.

ჩვენ ხაზს ვუსვამთ იმას, რომ თუ არენის მოლეკულაში რამდენიმე გვერდითი ჯაჭვია, მაშინ მჟავე გარემოში თითოეული მათგანი იჟანგება a-ნახშირბადის ატომში კარბოქსილის ჯგუფში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება პოლიბაზური არომატული მჟავები:

პნახშირწყალბადებისთვის ORR განტოლებების შედგენის შეძენილი უნარები საშუალებას იძლევა მათი გამოყენება განყოფილების „ჟანგბადის შემცველი ნაერთების“ შესწავლისას.

ამრიგად, თემის „ალკოჰოლური სასმელების“ შესწავლისას სტუდენტები დამოუკიდებლად ადგენენ ალკოჰოლების დაჟანგვის განტოლებებს შემდეგი წესების გამოყენებით:

1) პირველადი სპირტები იჟანგება ალდეჰიდებად

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) მეორადი სპირტები იჟანგება კეტონებად

3) ჟანგვის რეაქცია არ არის დამახასიათებელი მესამეული სპირტებისთვის.

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის მოსამზადებლად მიზანშეწონილია მასწავლებელმა მიაწოდოს დამატებითი ინფორმაცია ამ თვისებებზე, რაც უდავოდ გამოადგება მოსწავლეებს.

როდესაც მეთანოლი იჟანგება კალიუმის პერმანგანატის ან კალიუმის დიქრომატის გამჟავებული ხსნარით, წარმოიქმნება CO 2; დაჟანგვის დროს პირველადი ალკოჰოლები, რეაქციის პირობებიდან გამომდინარე, შეუძლიათ შექმნან არა მხოლოდ ალდეჰიდები, არამედ მჟავები. მაგალითად, ეთანოლის დაჟანგვა კალიუმის დიქრომატით სიცივეში მთავრდება ძმარმჟავას წარმოქმნით, ხოლო გაცხელებისას აცეტალდეჰიდის წარმოქმნით:

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.

კიდევ ერთხელ შევახსენოთ სტუდენტებს გარემოს გავლენა ალკოჰოლის დაჟანგვის რეაქციების პროდუქტებზე, კერძოდ: KMnO 4-ის ცხელი ნეიტრალური ხსნარი აჟანგებს მეთანოლს კალიუმის კარბონატად, ხოლო დარჩენილ ალკოჰოლებს კი შესაბამისი კარბოქსილის მჟავების მარილებად:

თემის „ალდეჰიდები და კეტონები“ შესწავლისას მოსწავლეების ყურადღებას ვამახვილებთ იმაზე, რომ ალდეჰიდები უფრო ადვილად იჟანგება, ვიდრე ალკოჰოლები შესაბამის კარბოქსილის მჟავებად, არა მხოლოდ ძლიერი ჟანგვის აგენტების გავლენის ქვეშ (ჰაერის ჟანგბადი, KMnO 4-ის დამჟავებული ხსნარები და K 2 Cr 2 O 7), მაგრამ სუსტი გავლენის ქვეშ (ვერცხლის ოქსიდის ან სპილენძის (II) ჰიდროქსიდის ამიაკის ხსნარი):

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.

ჩვენ განსაკუთრებულ ყურადღებას ვაქცევთ მეთანალის დაჟანგვას ვერცხლის ოქსიდის ამიაკის ხსნარით, რადგან ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ამონიუმის კარბონატი და არა ჭიანჭველა მჟავა:

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

როგორც ჩვენი მრავალწლიანი გამოცდილება გვიჩვენებს, შემოთავაზებული მეთოდოლოგია საშუალო სკოლის მოსწავლეებისთვის, თუ როგორ უნდა შეადგინონ OVR განტოლებები ორგანულ ნივთიერებებთან ერთად, ზრდის მათ საბოლოო ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის შედეგებს ქიმიაში რამდენიმე ქულით.

აირჩიეთ ძირითადი ნახშირბადის ჯაჭვი მოლეკულაში. პირველ რიგში, ეს უნდა იყოს ყველაზე გრძელი. მეორეც, თუ არსებობს ორი ან მეტი თანაბარი სიგრძის ჯაჭვი, მაშინ შეირჩევა ყველაზე განშტოებული. მაგალითად, მოლეკულაში არის 2 ჯაჭვი იმავე რაოდენობის (7) C ატომებით (ხაზგასმულია ფერით):

იმ შემთხვევაში (a) ჯაჭვს აქვს 1 შემცვლელი, ხოლო (ბ)-ში - 2. ამიტომ უნდა აირჩიოთ ვარიანტი (b).

1. დანომრეთ ნახშირბადის ატომები მთავარ ჯაჭვში ისე, რომ შემცვლელებთან ასოცირებულმა C ატომებმა მიიღონ ყველაზე დაბალი რაც შეიძლება. ამიტომ ნუმერაცია იწყება ტოტთან ყველაზე ახლოს ჯაჭვის ბოლოდან. Მაგალითად:

დაასახელეთ ყველა რადიკალი (შემცვლელი), წინ მიუთითეთ რიცხვები, რომლებიც მიუთითებს მათი მდებარეობის მთავარ ჯაჭვში. თუ არსებობს რამდენიმე იდენტური შემცვლელი, მაშინ თითოეული მათგანისთვის იწერება რიცხვი (ადგილმდებარეობა) გამოყოფილი მძიმით და მათი რიცხვი მითითებულია პრეფიქსებით. დი-, სამი-, ტეტრა-, პენტა- და ა.შ. (Მაგალითად, 2,2-დიმეთილიან 2,3,3,5-ტეტრამეთილი).

მოათავსეთ ყველა შემცვლელის სახელები ანბანური თანმიმდევრობით (როგორც დადგენილია IUPAC-ის უახლესი წესებით).

დაასახელეთ ნახშირბადის ატომების ძირითადი ჯაჭვი, ე.ი. შესაბამისი ნორმალური ალკანი.

ამრიგად, განშტოებული ალკანის სახელით, ფესვი + სუფიქსი არის ნორმალური ალკანის სახელი (ბერძნული რიცხვი + სუფიქსი "an"), პრეფიქსები არის ნახშირწყალბადების რადიკალების რიცხვები და სახელები. სათაურის აგების მაგალითი:

ქიმ. ალკანების წმინდანებიალკანების კრეკინგი.კრეკინგი არის ნახშირწყალბადების თერმული დაშლის პროცესი, რომელიც ემყარება დიდი მოლეკულების ნახშირბადის ჯაჭვის გაყოფის რეაქციებს უფრო მოკლე ჯაჭვის მქონე ნაერთების წარმოქმნით. ალკანების იზომერიზაციანორმალური სტრუქტურის ალკანებს კატალიზატორების გავლენით და გაცხელებისას შეუძლიათ გარდაიქმნას განშტოებულ ალკანებად მოლეკულების შემადგენლობის შეცვლის გარეშე, ე.ი. შედიან იზომერიზაციის რეაქციებში. ეს რეაქციები მოიცავს ალკანებს, რომელთა მოლეკულები შეიცავს მინიმუმ 4 ნახშირბადის ატომს. მაგალითად, n-პენტანის იზომერიზაცია იზოპენტანად (2-მეთილბუტანად) ხდება 100°C-ზე ალუმინის ქლორიდის კატალიზატორის თანდასწრებით:

იზომერიზაციის რეაქციის საწყის მასალას და პროდუქტს აქვთ იგივე მოლეკულური ფორმულები და წარმოადგენენ სტრუქტურულ იზომერებს (ნახშირბადის ჩონჩხის იზომერიზმი).

ალკანების დეჰიდროგენაცია

როდესაც ალკანები თბება კატალიზატორების თანდასწრებით (Pt, Pd, Ni, Fe, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, ZnO), მათი კატალიზატორი დეჰიდროგენაცია- წყალბადის ატომების აბსტრაქცია C-H ობლიგაციების დაშლის გამო.

დეჰიდროგენაციის პროდუქტების სტრუქტურა დამოკიდებულია რეაქციის პირობებზე და ძირითადი ჯაჭვის სიგრძეზე საწყისი ალკანის მოლეკულაში.

1. ქვედა ალკანები, რომლებიც შეიცავს 2-დან 4-მდე ნახშირბადის ატომს ჯაჭვში, როდესაც თბება Ni-ის კატალიზატორზე, აშორებს წყალბადს. მეზობელინახშირბადის ატომები და გადაიქცევა ალკენები:

Ერთად ბუტენი-2ეს რეაქცია წარმოშობს ბუტენი-1 CH2 =CH-CH2-CH3. Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 კატალიზატორის თანდასწრებით 450-650 °C ტემპერატურაზე ნ- ასევე მიიღება ბუტანი ბუტადიენი-1,3 CH2 =CH-CH=CH2.

2. მისაღებად გამოიყენება ძირითად ჯაჭვში 4-ზე მეტი ნახშირბადის ატომის შემცველი ალკანები ციკლურიკავშირები. Ეს ხდება დეჰიდროციკლიზაცია- დეჰიდროგენაციის რეაქცია, რომელიც იწვევს ჯაჭვის დახურვას სტაბილურ ციკლში.

თუ ალკანის მოლეკულის ძირითადი ჯაჭვი შეიცავს 5 (მაგრამ არა მეტ) ნახშირბადის ატომს ( ნ-პენტანი და მისი ალკილის წარმოებულები), შემდეგ Pt კატალიზატორზე გაცხელებისას წყალბადის ატომები იშლება ნახშირბადის ჯაჭვის ბოლო ატომებიდან და იქმნება ხუთწევრიანი ციკლი (ციკლოპენტანი ან მისი წარმოებულები):

6 ან მეტი ნახშირბადის ატომის ძირითადი ჯაჭვის მქონე ალკანები ასევე განიცდიან დეჰიდროციკლიზაციას, მაგრამ ყოველთვის ქმნიან 6-წევრიან რგოლს (ციკლოჰექსანი და მისი წარმოებულები). რეაქციის პირობებში, ეს ციკლი განიცდის შემდგომ დეჰიდროგენაციას და იქცევა არომატული ნახშირწყალბადის (არენის) ენერგიულად უფრო სტაბილურ ბენზოლის რგოლში. Მაგალითად:

ეს რეაქციები საფუძვლად უდევს პროცესს რეფორმირება- ნავთობპროდუქტების გადამუშავება არენების მისაღებად ( არომატიზაციაგაჯერებული ნახშირწყალბადები) და წყალბადი. ტრანსფორმაცია n-არენაზე არსებული ალკანები იწვევს ბენზინის დეტონაციის წინააღმდეგობის გაუმჯობესებას.