ВВЕДЕНИЕ. . Окисление: Практикум / В.А. Осянин, Ю.Н. Климочкин;Самар
В. А. Осянин Ю. Н. Климочкин ОКИСЛЕНИЕ
Практикум
Самара 2006 УДК 547.057 Окисление: Практикум / В.А. Осянин, Ю.Н. Климочкин;Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2006. 90с. Рассмотрены методы окисления различных классов органических соединений. Обсуждается механизм большинства реакций окисления. Представлены характеристики основных окислителей, используемых в органическом синтезе. Приводятся методики окисления спиртов, фенолов, альдегидов, кетонов и ароматических углеводородов. Для студентов химико-технологических и химических специальностей. SBN 5-7964-0720-1 Библиогр.: 11 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государствен-ного технического университета Рецензент: канд. хим. наук А. В. Зимичев
ISBN 5-7964- Ó В. А. Осянин, Ю. Н. Климочкин, 2006 Ó Самарский государственный технический университет, 2006 ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Под окислением в органической химии понимают процессы, приводящие к обеднению соединения водородом или обогащению его кислородом. При этом происходит отнятие от молекулы электронов. Соответственно, под восстановлением понимают отрыв от органической молекулы кислорода или присоединение к ней водорода. В окислительно-восстановительных реакциях окислителями являются соединения, обладающие большим сродством к электрону (электрофилы), а восстановителями – соединения, имеющие склонность к отдаче электронов (нуклеофилы). Легкость окисления соединения возрастает вместе с ростом его нуклеофильности. При окислении органических соединений, как правило, полной передачи электронов и соответственно изменения валентности атомов углерода не происходит. Поэтому понятие степени окисления – условного заряда атома в молекуле, вычисленного, исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов – носит лишь условный, формальный характер. При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций необходимо определить восстановитель, окислитель и число отдаваемых и принимаемых электронов. Как правило, коэффициенты подбирают, используя метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций). В этом методе рассматривают переход электронов от одних атомов или ионов к другим с учетом характера среды (кислая, щелочная или нейтральная), в которой протекает реакция. Для уравнивания числа атомов кислорода и водорода вводят или молекулы воды и протоны (если среда кислая), или молекулы воды и гидроксид-ионы (если среда щелочная). Таким образом, при написании полуреакций восстановления и окисления нужно исходить из состава ионов, действительно имеющихся в растворе. Вещества малодиссоциирующие, плохо растворимые или выделяющиеся в виде газа следует писать в молекулярной форме. В качестве примера рассмотрим процесс окисления этилена разбавленным водным раствором перманганата калия. В ходе данной реакции этилен окисляется до этиленгликоля, а перманганат калия восстанавливается до диоксида марганца:
С2H4 + KMnO4 → C2H6O2 + MnO2
Полуреакция окисления: С2H4 + 2OH− − 2e →; C2H6O2 3 Окончательно имеем в ионном виде:
2MnO4¯ + 4H2O + 3C2H4 + 6OH¯ → 2MnO2 + 8OH¯ + 3C2H6O2
После проведения необходимых сокращений подобных членов, записываем уравнение в молекулярном виде:
3C2H4 + 2KMnO4 + 4 H2O = 3C2H6O2 + 2MnO2 + 2KOH.
|
Полуреакция восстановления: MnO4¯ + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH¯ 2
