Redox reakcije koje uključuju organske tvari

Sklonost organskih jedinjenja oksidaciji povezana je sa prisustvom višestruke veze, funkcionalne grupe, atomi vodika na atomu ugljika koji sadrži funkcionalnu grupu.

Sekvencijalna oksidacija organskih tvari može se predstaviti kao sljedeći lanac transformacija:

Zasićeni ugljovodonik → Nezasićeni ugljovodonik → Alkohol → Aldehid (keton) → Karboksilna kiselina →CO 2 + H 2 O

Genetski odnos između klasa organskih jedinjenja ovde je predstavljen kao niz redoks reakcija koje obezbeđuju prelazak iz jedne klase organskih jedinjenja u drugu. Upotpunjuju ga proizvodi potpune oksidacije (sagorevanja) bilo kojeg od predstavnika klasa organskih spojeva.

Ovisnost redoks sposobnosti organske tvari o njenoj strukturi:

Povećana sklonost organskih jedinjenja oksidaciji je zbog prisustva supstanci u molekuli:

višestruke veze(zato se alkeni, alkini, alkadieni tako lako oksidiraju);
određene funkcionalne grupe, koji se lako oksidiraju (--SH, -OH (fenol i alkohol), - NH 2;
aktivirane alkil grupe nalazi se pored višestrukih veza. Na primjer, propen se može oksidirati u nezasićeni aldehid akrolein s atmosferskim kisikom u prisustvu vodene pare na bizmut-molibden katalizatorima.

H 2 C═CH−CH 3 → H 2 C═CH−COH

Kao i oksidacija toluena u benzojevu kiselinu sa kalijum permanganatom u kiseloj sredini.

5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

prisustvo atoma vodika na atomu ugljika koji sadrži funkcionalnu grupu.

Primjer je reaktivnost u reakcijama oksidacije primarnih, sekundarnih i tercijalnih alkohola reaktivnošću na oksidaciju.

Uprkos činjenici da u toku bilo koje redoks reakcije dolazi i do oksidacije i redukcije, reakcije se klasifikuju u zavisnosti od toga šta se dešava direktno sa organskim jedinjenjem (ako se oksidira, govori se o procesu oksidacije, ako je redukovano o proces redukcije).

Dakle, u reakciji etilena s kalijum permanganatom, etilen će se oksidirati, a kalijum permanganat će se reducirati. Reakcija se naziva oksidacija etilena.

Upotreba koncepta "oksidacijskog stanja" (CO) u organskoj hemiji je vrlo ograničena i ostvaruje se, prije svega, u formulaciji jednadžbi redoks reakcija. Međutim, uzimajući u obzir da je manje-više konstantan sastav produkta reakcije moguć samo uz potpunu oksidaciju (sagorijevanje) organskih tvari, nestaje svrsishodnost raspoređivanja koeficijenata u reakcijama nepotpune oksidacije. Iz tog razloga se obično ograničavaju na izradu sheme za transformaciju organskih jedinjenja.

Proučavajući uporedne karakteristike anorganskih i organskih jedinjenja, upoznali smo se sa upotrebom oksidacionog stanja (s.o.) (u organskoj hemiji, pre svega ugljenika) i metodama za njegovo određivanje:

1) obračun prosječne s.d. ugljenik u organskoj molekuli:

-8/3 +1

Ovaj pristup je opravdan ako se u toku reakcije (sagorevanje, potpuna razgradnja) unište sve hemijske veze u organskoj materiji.

2) definicija s.o. svaki atom ugljika:

U ovom slučaju, oksidacijsko stanje bilo kojeg atoma ugljika u organskom jedinjenju jednako je algebarskom zbiru brojeva svih veza s atomima više elektronegativnih elemenata, uzeto u obzir sa znakom "+" na atomu ugljika, a broj veza sa atomima vodika (ili drugim elektropozitivnijim elementom), uzet u obzir sa znakom "-" na atomu ugljika. U ovom slučaju, veze sa susjednim atomima ugljika se ne uzimaju u obzir.

Kao najjednostavniji primjer, odredimo oksidacijsko stanje ugljika u molekuli metanola.

Atom ugljika je vezan za tri atoma vodika (ove veze se uzimaju u obzir sa znakom "-"), jedna veza je sa atomom kiseonika (uzima se u obzir predznakom "+"). Dobijamo: -3 + 1 = -2. Dakle, oksidacijsko stanje ugljika u metanolu je -2.

Izračunati stupanj oksidacije ugljika, iako je uvjetna vrijednost, ali ukazuje na prirodu pomaka u gustoći elektrona u molekuli, a njegova promjena kao rezultat reakcije ukazuje na tekući redoks proces.

Pojašnjavamo u kojim slučajevima je bolje koristiti jednu ili drugu metodu.

Procesi oksidacije, sagorevanja, halogenacije, nitriranja, dehidrogenacije, razlaganja su redoks procesi.

Prilikom prelaska iz jedne klase organskih jedinjenja u drugu ipovećanje stepena grananja ugljeničnog skeleta molekule jedinjenja unutar posebne klase mijenja se oksidacijsko stanje atoma ugljika odgovornog za redukcijsku sposobnost spoja.

Organske tvari čije molekule sadrže atome ugljika maksimum(- i +) CO vrijednosti(-4, -3, +2, +3), ulaze u potpunu reakciju oksidacije-sagorevanja, ali otporan na blage i srednje jake oksidatore.

Supstance čije molekule sadrže atome ugljika u CO-1; 0; +1, lako oksidiraju, njihove redukcijske sposobnosti su bliske, pa se njihova nepotpuna oksidacija može postići jednim od poznatih oksidanti niske i srednje jačine. Ove supstance se mogu pokazati dvojne prirode, djelujući kao oksidacijski agens, kao što je svojstveno neorganskim supstancama.

Prilikom pisanja jednadžbi za reakcije sagorevanja i razgradnje organskih materija, bolje je koristiti prosečnu vrednost s.d. ugljenik.

Na primjer:

Napravimo potpunu jednačinu hemijske reakcije metodom ravnoteže.

Prosječna vrijednost oksidacionog stanja ugljika u n-butanu:

Oksidacijsko stanje ugljika u ugljičnom monoksidu (IV) je +4.

Napravimo elektronski balans dijagram:

Obratite pažnju na prvu polovinu elektronske ravnoteže: atom ugljika u frakcijskoj vrijednosti s.d. imenilac je 4, pa izračunavamo transfer elektrona koristeći ovaj koeficijent.

One. prelaz od -2,5 do +4 odgovara odlasku od 2,5 + 4 = 6,5 jedinica. Jer Uključena su 4 atoma ugljika, tada će 6,5 4 \u003d 26 elektrona odati ukupno atomi ugljika butana.

Uzimajući u obzir pronađene koeficijente, jednadžba za kemijsku reakciju sagorijevanja n-butana će izgledati ovako:

Možete koristiti metodu za određivanje ukupnog naboja atoma ugljika u molekuli:

(4 C) -10 …… → (1 C) +4 , uzimajući u obzir da broj atoma ispred znaka = i poslije mora biti isti, izjednačavamo (4C) -10 …… →[(1 C) +4 ] 4

Stoga je prijelaz sa -10 na +16 povezan s gubitkom 26 elektrona.

U ostalim slučajevima određujemo vrijednosti s.d. svaki atom ugljika u spoju, obraćajući pažnju na redoslijed supstitucije atoma vodika kod primarnih, sekundarnih, tercijarnih atoma ugljika:

Prvo, proces supstitucije se dešava na tercijarnim, zatim na sekundarnim i, na kraju, na primarnim atomima ugljenika.

Alkeni

Oksidacijski procesi zavise od strukture alkena i reakcionog medija.

1. Kada se alkeni oksidiraju koncentrovanim rastvorom kalijum permanganata KMnO 4 u kiseloj sredini (tvrda oksidacija) σ- i π-veze pucaju sa stvaranjem karboksilnih kiselina, ketona i ugljičnog monoksida (IV). Ova reakcija se koristi za određivanje položaja dvostruke veze.

a) Ako je dvostruka veza na kraju molekule (na primjer, u butenu-1), tada je jedan od oksidacijskih proizvoda mravlja kiselina, koja se lako oksidira u ugljični dioksid i vodu:

b) Ako u molekuli alkena atom ugljika na dvostrukoj vezi sadrži dva ugljikova supstituenta (na primjer, u molekuli 2-metilbutena-2), tada tokom njegove oksidacije dolazi do stvaranja ketona, budući da je transformacija takvog atoma u atom karboksilne grupe nemoguća bez prekida veze C–C, koja je relativno stabilna pod ovim uslovima:

c) Ako je molekula alkena simetrična i dvostruka veza se nalazi u sredini molekule, tada se tokom oksidacije formira samo jedna kiselina:

Značajka oksidacije alkena, u kojoj atomi ugljika u dvostrukoj vezi sadrže dva ugljikova radikala, je stvaranje dva ketona:

2. U neutralnom ili blago alkalnom okruženju, oksidacija je praćena stvaranjem diola (dihidričnih alkohola) , a hidroksilne grupe su vezane za one atome ugljika između kojih je postojala dvostruka veza:

Tokom ove reakcije, ljubičasta boja vodenog rastvora KMnO 4 se menja. Stoga se koristi kao kvalitativna reakcija u alkene (Wagnerova reakcija).

3. Oksidacija alkena u prisustvu soli paladijuma (Wackerov proces) dovodi do stvaranja aldehidi i ketoni:

2CH 2 \u003d CH 2 + O 2 PdCl2/H2O→ 2 CH 3 -CO-H

Homolozi se oksidiraju na manje hidrogeniranom atomu ugljika:

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + 1 / 2O 2 PdCl2/H2O→ CH 3 - CH 2 -CO-CH 3

Alkine

Oksidacija acetilena i njegovih homologa odvija se ovisno o mediju u kojem se proces odvija.

a) U kiseloj sredini, proces oksidacije je praćen stvaranjem karboksilnih kiselina:

Reakcija se koristi za određivanje strukture alkina oksidacijskim produktima:

U neutralnim i slabo alkalnim medijima, oksidacija acetilena je praćena stvaranjem odgovarajućih oksalata (soli oksalne kiseline), a oksidacija homologa je praćena prekidom trostruke veze i stvaranjem soli karboksilnih kiselina:

Za acetilen:

1) U kiseloj sredini:

H-C≡C-H KMnO 4, H 2 SO 4 → HOOC-COOH (oksalna kiselina)

3CH≡CH +8KMnO 4 H 2 O→ 3KOOC-KUVANJE kalijum oksalat+8MnO 2 ↓+ 2KOH+ 2H 2 O

Arenas

(benzen i njegovi homolozi)

Prilikom oksidacije arena u kiseloj sredini treba očekivati stvaranje kiselina, a u alkalnoj sredini soli.

Homolozi benzena s jednim bočnim lancem (bez obzira na njegovu dužinu) oksidiraju se jakim oksidacijskim sredstvom u benzojevu kiselinu na α-ugljičnom atomu. Homolozi benzena, kada se zagriju, oksidiraju se kalijevim permanganatom u neutralnom mediju kako bi se formirale kalijeve soli aromatičnih kiselina.

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 \u003d 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 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 12MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O,

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 \u003d C 6 H 5 KUVATI + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.

Naglašavamo da ako postoji nekoliko bočnih lanaca u molekuli arena, tada se u kiselom mediju svaki od njih oksidira na atomu a-ugljika u karboksilnu grupu, što rezultira stvaranjem polibaznih aromatskih kiselina:

1) U kiseloj sredini:

C 6 H 5 -CH 2 -R KMnO 4, H 2 SO 4 → C 6 H 5 -COOH benzojeva kiselina+CO2

2) U neutralnom ili alkalnom okruženju:

C 6 H 5 -CH 2 -R KMnO4, H2O/(OH)→ C 6 H 5 -KUVANJE + CO 2

3) Oksidacija homologa benzena sa kalijum permanganatom ili kalijum bihromatom pri zagrevanju:

C 6 H 5 -CH 2 -R KMnO 4, H 2 SO 4, t ˚ C→ C 6 H 5 -COOH benzojeva kiselina+ R-COOH

4) Oksidacija kumena kiseonikom u prisustvu katalizatora (kumenska metoda za proizvodnju fenola):

C 6 H 5 CH(CH 3) 2 O2, H2SO4→ C 6 H 5 -OH fenol + CH 3 -CO-CH 3 aceton

5C 6 H 5 CH(CH 3) 2 + 18KMnO 4 + 27H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 42H 2 O + 18MnSO 4 + 10CO 2 + K 2 SO 4

C 6 H 5 CH (CH 3) 2 + 6H 2 O - 18'→ C 6 H 5 COOH + 2CO 2 + 18H + | x5

MnO 4 - + 8H + + 5ē→ Mn +2 + 4H 2 O | x18

Treba obratiti pažnju na činjenicu da u blaga oksidacija stirena kalijum permanganatom KMnO 4 u neutralnom ili blago alkalnom medijuπ-veza puca, formira se glikol (dihidrični alkohol). Kao rezultat reakcije, obojena otopina kalijevog permanganata brzo postaje bezbojna i taloži se smeđi talog mangan (IV) oksida.

Oksidacija jak oksidant- kalijev permanganat u kiseloj sredini - dovodi do potpunog pucanja dvostruke veze i stvaranja ugljičnog dioksida i benzojeve kiseline, otopina postaje bezbojna.

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

Alkoholi

Treba imati na umu da:

1) primarni alkoholi se oksidiraju u aldehide:

3CH 3 -CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O;

2) sekundarni alkoholi se oksidiraju u ketone:

3) za tercijarne alkohole, reakcija oksidacije nije tipična.

Tercijarni alkoholi, u čijim molekulima nema atoma vodika na atomu ugljika koji sadrži OH grupu, ne oksidiraju u normalnim uvjetima. U teškim uslovima (pod dejstvom jakih oksidacionih sredstava i na visokim temperaturama) mogu se oksidovati u mešavinu niskomolekularnih karboksilnih kiselina, tj. uništavanje karbonskog skeleta.

Kada se metanol oksidira zakiseljenom otopinom kalijevog permanganata ili kalijevog dihromata, nastaje CO 2.

Primarni alkoholi tokom oksidacije, u zavisnosti od uslova reakcije, mogu formirati ne samo aldehide, već i kiseline.

Na primjer, oksidacija etanola s kalijevim dikromatom na hladnom završava stvaranjem octene kiseline, a kada se zagrije, acetaldehida:

3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O,

Ako su tri ili više OH grupa vezane za susjedne atome ugljika, tada se srednji ili srednji atomi pretvaraju u mravlju kiselinu kada se oksidiraju klorovodičnom kiselinom.

Oksidacija glikola kalijevim permanganatom u kiseloj sredini odvija se slično oksidativnom cijepanju alkena i također dovodi do stvaranja kiselina ili ketona, ovisno o strukturi početnog glikola.

Aldehidi i ketoni

Aldehidi se lakše oksidiraju od alkohola do odgovarajućih karboksilnih kiselina ne samo pod dejstvom jakih oksidacionih sredstava (kiseonik vazduha, zakiseljene rastvore KMnO 4 i K 2 Cr 2 O 7), već i pod dejstvom slabih (rastvor amonijaka srebrnog oksida ili bakar (II) hidroksida):

5CH 3 -CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 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 \u003d 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

Posebna pažnja!!! Oksidacija metanala s amonijačnom otopinom srebrnog oksida dovodi do stvaranja amonijevog karbonata, a ne mravlje kiseline:

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

Za sastavljanje jednadžbi redoks reakcija koriste se i metoda ravnoteže elektrona i metoda polureakcije (elektron-jonska metoda).

Za organsku hemiju nije važno oksidaciono stanje atoma, već pomak elektronske gustoće, usled čega se na atomima pojavljuju parcijalni naboji koji ni na koji način nisu u skladu sa vrednostima oksidacionih stanja.

Mnoge visokoškolske ustanove u ulaznice za prijemne ispite uključuju zadatke odabira koeficijenata u OVR jednačinama jonsko-elektronskom metodom (metoda polureakcije). Ako se u školi barem malo pažnje posvećuje ovoj metodi, ona je uglavnom u oksidaciji neorganskih tvari.

Pokušajmo primijeniti metodu polureakcije za oksidaciju saharoze kalijevim permanganatom u kiseloj sredini.

Prednost ove metode je u tome što nema potrebe odmah pogađati i zapisivati produkte reakcije. Prilično ih je lako odrediti u toku jednačine. Oksidacijsko sredstvo u kiseloj sredini najpotpunije ispoljava svoja oksidaciona svojstva, na primjer, anion MnO - pretvara se u kation Mn 2+, lako oksidirajuća organska jedinjenja oksidiraju se u CO 2.

Zapisujemo u molekularnom obliku transformacije saharoze:

Na lijevoj strani nedostaje 13 atoma kisika; da bismo eliminirali ovu kontradikciju, dodajmo 13 H 2 O molekula.

Lijeva strana sada sadrži 48 atoma vodika, oni se oslobađaju kao H+ kationi:

Sada izjednačavamo ukupne naboje s desne i lijeve strane:

Šema polureakcije je spremna. Izrada sheme druge polu-reakcije obično ne uzrokuje poteškoće:

Kombinirajmo obje sheme:

Zadatak za samostalan rad:

Završite UHR i rasporedite koeficijente pomoću metode elektronske ravnoteže ili metode polureakcije:

CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2O →

(CH 3) 2 C \u003d C-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

WithH 3 -CH 2 -C≡C-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H2O →

C 6 H 5 -C 2 H 5 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

C 6 H 5 - CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

moje bilješke:

Posebnu pažnju učenika treba obratiti na ponašanje oksidacionog sredstva - kalijum permanganata KMnO 4 u različitim sredinama. To je zbog činjenice da se redoks reakcije u CMM javljaju ne samo u zadacima C1 i C2. U zadacima SZ, koji predstavljaju lanac transformacija organskih supstanci, oksidaciono-redukcione jednadžbe nisu neuobičajene. U školi se oksidaciono sredstvo često piše iznad strelice kao [O]. Uslov za obavljanje ovakvih zadataka na USE je obavezno označavanje svih polaznih supstanci i produkta reakcije sa rasporedom potrebnih koeficijenata.

U redoks reakcijama, organske supstancečešće pokazuju svojstva redukcionih agenasa, dok su sami oksidirani. Lakoća oksidacije organskih jedinjenja zavisi od dostupnosti elektrona u interakciji sa oksidacionim agensom. Svi poznati faktori koji uzrokuju povećanje elektronske gustine u molekulima organskih jedinjenja (na primer, pozitivni induktivni i mezomerni efekti) povećaće njihovu sposobnost oksidacije i obrnuto.

Sklonost organskih jedinjenja oksidaciji raste sa njihovim rastom nukleofilnost, što odgovara sljedećim redovima:

Rast nukleofilnosti u seriji

Razmislite redoks reakcije predstavnici najvažnijih klasa organska materija sa nekim neorganskim oksidantima.

Oksidacija alkena

Blagom oksidacijom alkeni se pretvaraju u glikole (dihidrične alkohole). Redukcioni atomi u ovim reakcijama su atomi ugljika povezani dvostrukom vezom.

Reakcija s otopinom kalijevog permanganata odvija se u neutralnom ili blago alkalnom mediju na sljedeći način:

3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

U težim uslovima, oksidacija dovodi do prekida ugljikovog lanca na dvostrukoj vezi i stvaranja dvije kiseline (u jako alkalnom mediju dvije soli) ili kiseline i ugljičnog dioksida (u jako alkalnom mediju, soli i karbonat):

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

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

3) CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 10KOH → CH 3 KUVANJE + C 2 H 5 KUVANJE + 6H 2 O + 8K 2 MnO 4

4) CH 3 CH \u003d CH 2 + 10KMnO 4 + 13KOH → CH 3 KUVANJE + K 2 CO 3 + 8H 2 O + 10K 2 MnO 4

Kalijev dihromat u mediju sumporne kiseline oksidira alkene slično reakcijama 1 i 2.

Prilikom oksidacije alkena, u kojoj atomi ugljika u dvostrukoj vezi sadrže dva ugljikova radikala, nastaju dva ketona:

Alkinska oksidacija

Alkini oksidiraju pod nešto težim uslovima od alkena, tako da obično oksidiraju trostrukom vezom koja prekida ugljični lanac. Kao iu slučaju alkena, redukcijski atomi ovdje su atomi ugljika povezani višestrukom vezom. Kao rezultat reakcija nastaju kiseline i ugljični dioksid. Oksidacija se može izvesti permanganatom ili kalijevim dikromatom u kiseloj sredini, na primjer:

5CH 3 C≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O

Acetilen se može oksidirati kalijum permanganatom u neutralnom mediju u kalijev oksalat:

3CH≡CH +8KMnO 4 → 3KOOC –KUVANJE +8MnO 2 +2KOH +2H 2 O

U kiseloj sredini, oksidacija ide do oksalne kiseline ili ugljičnog dioksida:

5CH≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O
CH≡CH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4

Oksidacija homologa benzena

Benzen ne oksidira čak ni pod prilično teškim uslovima. Homolozi benzena mogu se oksidirati otopinom kalijevog permanganata u neutralnom mediju u kalij benzoat:

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

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 → C 6 H 5 KUVANJE + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH

Oksidacija homologa benzena dikromatom ili kalijum permanganatom u kiseloj sredini dovodi do stvaranja benzojeve kiseline.

5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 +9 H 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

Oksidacija alkohola

Direktni produkti oksidacije primarnih alkohola su aldehidi, dok su sekundarnih alkohola ketoni.

Aldehidi koji nastaju prilikom oksidacije alkohola lako se oksidiraju u kiseline, pa se aldehidi iz primarnih alkohola dobijaju oksidacijom kalij-dihromatom u kiselom mediju na tački ključanja aldehida. Isparavajući, aldehidi nemaju vremena za oksidaciju.

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

Uz višak oksidacijskog sredstva (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) u bilo kojem mediju, primarni alkoholi se oksidiraju u karboksilne kiseline ili njihove soli, a sekundarni alkoholi u ketone.

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O

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

Tercijarni alkoholi se ne oksidiraju pod ovim uvjetima, ali metil alkohol se oksidira u ugljični dioksid.

Dihidrični alkohol, etilen glikol HOCH 2 -CH 2 OH, kada se zagrije u kiseloj sredini sa rastvorom KMnO 4 ili K 2 Cr 2 O 7, lako se oksidira u oksalnu kiselinu, au neutralnom u kalijum oksalat.

5CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 22H 2 O

3CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 → 3KOOC -KUVANJE + 8MnO 2 + 2KOH + 8H 2 O

Oksidacija aldehida i ketona

Aldehidi su prilično jaki redukcioni agensi, pa se lako oksidiraju raznim oksidantima, na primjer: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH, Cu (OH) 2. Sve reakcije se odvijaju prilikom zagrijavanja:

3CH 3 CHO + 2KMnO 4 → CH 3 COOH + 2CH 3 KUVANJE + 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 + 2KMnO 4 + 3KOH → CH 3 KUVATI + 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O

5CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

CH 3 CHO + Br 2 + 3NaOH → CH 3 COONa + 2NaBr + 2H 2 O

reakcija srebrnog ogledala

S amonijačnom otopinom srebrnog oksida, aldehidi se oksidiraju u karboksilne kiseline, koje daju amonijeve soli u otopini amonijaka (reakcija "srebrnog ogledala"):

CH 3 CH \u003d O + 2OH → CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3

CH 3 -CH \u003d O + 2Cu (OH) 2 → CH 3 COOH + Cu 2 O + 2H 2 O

Mravlja aldehid (formaldehid) se u pravilu oksidira u ugljični dioksid:

5HCOH + 4KMnO 4 (koliba) + 6H 2 SO 4 → 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 5CO 2 + 11H 2 O

3CH 2 O + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CO 2 + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O

HCHO + 4OH → (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag↓ + 2H 2 O + 6NH 3

HCOH + 4Cu(OH) 2 → CO 2 + 2Cu 2 O↓+ 5H 2 O

Ketoni se u teškim uslovima oksidiraju jakim oksidantima uz kidanje C-C veza i daju mješavine kiselina:

karboksilne kiseline. Među kiselinama, mravlje i oksalne kiseline imaju jaka redukcijska svojstva, koja se oksidiraju u ugljični dioksid.

HCOOH + HgCl 2 \u003d CO 2 + Hg + 2HCl

HCOOH + Cl 2 \u003d CO 2 + 2HCl

HOOC-COOH + Cl 2 \u003d 2CO 2 + 2HCl

Mravlja kiselina, pored kiselih svojstava, pokazuje i neka svojstva aldehida, posebno redukcijske. Zatim se oksidira u ugljični dioksid. Na primjer:

2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 8H2O

Kada se zagrije jakim dehidrirajućim agensima (H2SO4 (konc.) ili P4O10) razlaže se:

HCOOH →(t)CO + H2O

Katalitička oksidacija alkana:

Katalitička oksidacija alkena:

Oksidacija fenola:

Sastavljanje jednadžbi redoks reakcija koje uključuju organske supstance

AT U vezi sa uvođenjem Jedinstvenog državnog ispita (JED) kao jedinog oblika završne certifikacije maturanata i prelaskom srednje škole na specijalizovano obrazovanje, priprema srednjoškolaca za najskuplje zadatke u smislu tačke dijela “C” USE testa iz hemije postaje sve važnije. Unatoč činjenici da se pet zadataka dijela "C" smatraju različitim: hemijska svojstva neorganskih supstanci, lanci transformacije organskih jedinjenja, računski zadaci, svi su oni u određenoj mjeri povezani s redoks reakcijama (ORD). Ako se savladaju osnovna znanja teorije OVR-a, tada je moguće pravilno izvršiti prvi i drugi zadatak u potpunosti, a treći - djelomično. Po našem mišljenju, značajan dio uspjeha u implementaciji dijela "C" leži upravo u tome. Iskustvo pokazuje da ako se studenti, izučavajući neorgansku hemiju, dovoljno dobro nose sa zadacima pisanja OVR jednačina, onda im slični zadaci iz organske hemije izazivaju velike poteškoće. Stoga, kroz izučavanje cjelokupnog kursa organske hemije u stručnim odjeljenjima, nastojimo kod učenika srednjih škola razviti vještine sastavljanja OVR jednačina.

Prilikom proučavanja uporednih karakteristika anorganskih i organskih jedinjenja upoznajemo studente sa upotrebom oksidacionog stanja (s.o.) (u organskoj hemiji, prvenstveno ugljenika) i metodama za njegovo određivanje:

1) obračun prosječne s.d. ugljenik u molekulu organske materije;

2) definicija s.d. svaki atom ugljika.

Pojašnjavamo u kojim slučajevima je bolje koristiti jednu ili drugu metodu.

Članak je objavljen uz podršku kompanije "GEO-Inženjering" koja na tržištu predstavlja proizvode pod brendom "ProfKresla". Delatnost preduzeća je proizvodnja, prodaja i montaža fotelja i stolica za različite sale. Visoka profesionalnost zaposlenih i sopstveni proizvodni kapaciteti omogućavaju nam da brzo i efikasno realizujemo projekte bilo koje složenosti. Svi proizvodi pod brendom ProfKresla, bilo da se radi o pozorišnim stolicama, sedištima za čekaonice ili stolicama za obrazovne ustanove, odlikuju se modernim i ergonomskim dizajnom, kao i visokom otpornošću na habanje, čvrstoćom i udobnošću. Iz ogromnog asortimana proizvoda predstavljenih u katalogu na web stranici profkresla.ru, uvijek možete odabrati modele koji najbolje odgovaraju korporativnom stilu usvojenom u vašoj kompaniji. Ako i dalje imate poteškoća s izborom, tada su stručnjaci kompanije uvijek spremni dati savjet, pomoći u određivanju modela, a zatim pripremiti projekt, izvršiti sva potrebna mjerenja i ugradnju na licu mjesta.

P Proučavajući temu „Alkani“ pokazujemo da su procesi oksidacije, sagorevanja, halogenacije, nitriranja, dehidrogenacije i razlaganja redoks procesi. Prilikom pisanja jednadžbi za reakcije sagorevanja i razgradnje organskih materija, bolje je koristiti prosečnu vrednost s.d. ugljenik. Na primjer:

Obratite pažnju na prvu polovinu elektronske ravnoteže: na atomu ugljika u frakcijskoj vrijednosti s.d. imenilac je 4, pa izračunavamo transfer elektrona koristeći ovaj koeficijent.

U drugim slučajevima, prilikom proučavanja teme "Alkani", određujemo vrijednosti s.d. svaki atom ugljika u jedinjenju, privlačeći pažnju učenika na redoslijed supstitucije atoma vodika na primarnim, sekundarnim, tercijalnim atomima ugljika:

Na taj način dovodimo studente do zaključka da se u početku proces supstitucije odvija na tercijarnim, zatim na sekundarnim i na kraju na primarnim atomima ugljika.

P Prilikom proučavanja teme “Alkeni” razmatramo oksidacijske procese u zavisnosti od strukture alkena i reakcionog medija.

Kada se alkeni oksidiraju koncentrovanim rastvorom kalijum permanganata KMnO 4 u kiseloj sredini (tvrda oksidacija), - i - veze se prekidaju sa stvaranjem karboksilnih kiselina, ketona i ugljen monoksida (IV). Ova reakcija se koristi za određivanje položaja dvostruke veze.

Ako je dvostruka veza na kraju molekule (na primjer, u butenu-1), tada je jedan od proizvoda oksidacije mravlja kiselina, koja se lako oksidira u ugljični dioksid i vodu:

Naglašavamo da ako u molekuli alkena atom ugljika na dvostrukoj vezi sadrži dva ugljikova supstituenta (na primjer, u molekuli 2-metilbutena-2), tada se prilikom njegove oksidacije formira keton, budući da transformacija takvog atoma u atom karboksilne grupe nemoguće je bez prekida veze C–C, relativno stabilne pod ovim uslovima:

Pojašnjavamo da ako je molekula alkena simetrična i dvostruka veza se nalazi u sredini molekule, tada se tokom oksidacije formira samo jedna kiselina:

Izvještavamo da je karakteristika oksidacije alkena, u kojoj atomi ugljika u dvostrukoj vezi sadrže dva ugljikova radikala, stvaranje dva ketona:

S obzirom na oksidaciju alkena u neutralnim ili slabo alkalnim sredinama, pažnju srednjoškolaca usmjeravamo na činjenicu da je u takvim uvjetima oksidacija praćena stvaranjem diola (dihidričnih alkohola), a za te atome ugljika vezuju se hidroksilne grupe. između kojih je postojala dvostruka veza:

AT Na sličan način razmatramo i oksidaciju acetilena i njegovih homologa, ovisno o mediju u kojem se proces odvija. Dakle, pojašnjavamo da je u kiseloj sredini proces oksidacije praćen stvaranjem karboksilnih kiselina:

Reakcija se koristi za određivanje strukture alkina oksidacijskim produktima:

U neutralnim i blago alkalnim medijima, oksidacija acetilena je praćena stvaranjem odgovarajućih oksalata (soli oksalne kiseline), a oksidacija homologa je praćena prekidom trostruke veze i stvaranjem soli karboksilnih kiselina:

AT Sva pravila se razrađuju sa učenicima na konkretnim primjerima, što dovodi do boljeg usvajanja teorijskog materijala. Stoga, proučavajući oksidaciju arena u različitim medijima, studenti mogu samostalno pretpostaviti da u kiseloj sredini treba očekivati stvaranje kiselina, a u alkalnoj soli. Nastavnik će morati samo da razjasni koji produkti reakcije nastaju u zavisnosti od strukture odgovarajuće arene.

Na primjerima pokazujemo da se homolozi benzena s jednim bočnim lancem (bez obzira na njegovu dužinu) oksidiraju jakim oksidacijskim sredstvom u benzojevu kiselinu na atomu -ugljika. Homolozi benzena, kada se zagriju, oksidiraju se kalijevim permanganatom u neutralnom mediju kako bi se formirale kalijeve soli aromatičnih kiselina.

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 \u003d 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 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 12MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O,

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 \u003d C 6 H 5 KUVATI + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.

P Stečene vještine u sastavljanju OVR jednadžbi za ugljovodonike omogućavaju njihovu upotrebu u proučavanju odjeljka "Jedinjenja koja sadrže kisik".

Dakle, prilikom proučavanja teme „Alkoholi“, studenti samostalno sastavljaju jednadžbe za oksidaciju alkohola, koristeći sljedeća pravila:

1) primarni alkoholi se oksidiraju u aldehide

3CH 3 -CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O;

2) sekundarni alkoholi se oksidiraju u ketone

3) za tercijarne alkohole, reakcija oksidacije nije tipična.

Kako bi se pripremio za ispit, preporučljivo je da nastavnik da dodatne informacije o ovim svojstvima, što će studentima nesumnjivo biti od koristi.

Kada se metanol oksidira zakiseljenim rastvorom kalijum permanganata ili kalijum dihromata, nastaje CO 2, primarni alkoholi tokom oksidacije, u zavisnosti od uslova reakcije, mogu formirati ne samo aldehide, već i kiseline. Na primjer, oksidacija etanola s kalijevim dikromatom na hladnom završava stvaranjem octene kiseline, a kada se zagrije, acetaldehida:

3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 \u003d 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.

Podsjetimo učenike još jednom na utjecaj okoline na produkte reakcija oksidacije alkohola, i to: vruća neutralna otopina KMnO 4 oksidira metanol u kalijev karbonat, a preostale alkohole u soli odgovarajućih karboksilnih kiselina:

Prilikom izučavanja teme „Aldehidi i ketoni“ pažnju učenika usmjeravamo na činjenicu da se aldehidi lakše oksidiraju od alkohola u odgovarajuće karboksilne kiseline ne samo pod djelovanjem jakih oksidansa (kiseonik zraka, zakiseljene otopine KMnO 4 i K 2 Cr 2 O 7), ali i pod uticajem slabog (rastvor amonijaka srebrnog oksida ili bakar (II) hidroksida):

5CH 3 -CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 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 \u003d 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.

Posebnu pažnju posvećujemo oksidaciji metanala amonijačnom otopinom srebrnog oksida, jer u ovom slučaju nastaje amonijev karbonat, a ne mravlja kiselina:

HCHO + 4OH \u003d (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag + 6NH 3 + 2H 2 O.

Kao što pokazuje naše dugogodišnje iskustvo, predloženi metod podučavanja srednjoškolaca pisanju OVR jednačina uz učešće organskih supstanci povećava njihov konačni rezultat upotrebe u hemiji za nekoliko poena.

Alkini (inače acetilenski ugljovodonici) su ugljikovodici koji sadrže trostruku vezu između atoma ugljika, s općom formulom CnH2n-2. Atomi ugljika u trostrukoj vezi su u stanju sp-hibridizacije.

Reakcija acetilena sa bromnom vodom

Molekul acetilena sadrži trostruku vezu, brom je uništava i pridružuje se acetilenu. Nastaje terabromometan. Brom se troši u formiranju tetrabromoetana. Bromna voda (žuta) - gubi boju.

Ova reakcija se odvija manjom brzinom nego u nizu etilenskih ugljikovodika. Reakcija se također odvija u koracima:

HC ≡ CH + Br 2 → CHBr = CHBr + Br 2 → CHBr 2 - CHBr 2

acetilen → 1,2-dibromoetan → 1,1,2,2-tetrabromoetan

Dekolorizacija bromne vode dokazuje nezasićenost acetilena.

Reakcija acetilena s otopinom kalijevog permanganata

U otopini kalijevog permanganata acetilen se oksidira, a molekula puca na mjestu trostruke veze, otopina brzo postaje bezbojna.

3HC ≡ CH + 10KMnO 4 + 2H 2 O → 6CO 2 + 10KOH + 10MnO 2

Ova reakcija je kvalitativna reakcija za dvostruke i trostruke veze.

Reakcija acetilena s amonijačnom otopinom srebrnog oksida

Ako se acetilen propušta kroz amonijačnu otopinu srebrnog oksida, atomi vodika u molekuli acetilena lako se zamjenjuju metalima, jer imaju veliku pokretljivost. U ovom eksperimentu, atomi vodika su zamijenjeni atomima srebra. Nastaje srebrni acetilenid - žuti talog (eksploziv).

CH ≡ CH + OH → AgC≡CAg↓ + NH 3 + H 2 O

Ova reakcija je kvalitativna reakcija za trostruku vezu.

Fizička svojstva

Benzen i njegovi najbliži homolozi su bezbojne tečnosti sa specifičnim mirisom. Aromatični ugljovodonici su lakši od vode i ne otapaju se u njoj, ali se lako otapaju u organskim otapalima - alkoholu, eteru, acetonu.

Benzen i njegovi homolozi su sami po sebi dobri rastvarači za mnoge organske supstance. Sve arene gore zadimljenim plamenom zbog visokog sadržaja ugljika u njihovim molekulima.

Fizička svojstva nekih arena prikazana su u tabeli.

Table. Fizička svojstva nekih arena

Ime	Formula	t°.pl., °C	t°.bp., °C
Benzen	C 6 H 6	5,5	80,1
toluen (metilbenzen)	C 6 H 5 CH 3	95,0	110,6
Etilbenzen	C 6 H 5 C 2 H 5	95,0	136,2
ksilen (dimetilbenzen)	C 6 H 4 (CH 3) 2
orto-		25,18	144,41
meta-		47,87	139,10
par-		13,26	138,35
Propilbenzen	C 6 H 5 (CH 2) 2 CH 3	99,0	159,20
kumen (izopropilbenzen)	C 6 H 5 CH(CH 3) 2	96,0	152,39
stiren (vinilbenzen)	C 6 H 5 CH \u003d CH 2	30,6	145,2

Benzen - nisko kipuće ( tkip= 80,1°C), bezbojna tečnost, nerastvorljiva u vodi

Pažnja! Benzen - otrov, djeluje na bubrege, mijenja formulu krvi (kod dužeg izlaganja), može poremetiti strukturu hromozoma.

Većina aromatičnih ugljikovodika je opasna po život i toksična.

Dobivanje arena (benzen i njegovi homolozi)

U laboratoriji

1. Fuzija soli benzojeve kiseline sa čvrstim alkalijama

C 6 H 5 -COONa + NaOH t → C 6 H 6 + Na 2 CO 3

natrijum benzoat

2. Wurtz-Fitting reakcija: (ovdje je G halogen)

Od 6H 5 -G+2N / A + R-G →C 6 H 5 - R + 2 N / AG

With 6 H 5 -Cl + 2Na + CH 3 -Cl → C 6 H 5 -CH 3 + 2NaCl

U industriji

izolovani iz nafte i uglja frakcijskom destilacijom, reformingom;
od katrana ugljena i koksnog gasa

1. Dehidrociklizacija alkana sa više od 6 atoma ugljika:

C 6 H 14 t , kat→C 6 H 6 + 4H 2

2. Trimerizacija acetilena(samo za benzen) – R. Zelinsky:

3C 2 H2 600°C, Act. ugalj→C 6 H 6

3. Dehidrogenacija cikloheksan i njegovi homolozi:

Sovjetski akademik Nikolaj Dmitrijevič Zelinski ustanovio je da benzen nastaje iz cikloheksana (dehidrogenacija cikloalkana

C 6 H 12 t, kat→C 6 H 6 + 3H 2

C 6 H 11 -CH 3 t , kat→C 6 H 5 -CH 3 + 3H 2

metilcikloheksantoluen

4. Alkilacija benzena(dobivanje homologa benzena) – r Friedel-Crafts.

C 6 H 6 + C 2 H 5 -Cl t, AlCl3→C 6 H 5 -C 2 H 5 + HCl

hloroetan etilbenzen

Hemijska svojstva arena

I. REAKCIJE OKSIDACIJE

1. Sagorijevanje (dimni plamen):

2C 6 H 6 + 15O 2 t→12CO 2 + 6H 2 O + Q

2. Benzen u normalnim uslovima ne obezbojava bromnu vodu i vodeni rastvor kalijum permanganata

3. Homolozi benzena su oksidirani kalijum permanganatom (obeblijerenje kalijum permanganata):

A) u kiseloj sredini do benzojeve kiseline

Pod djelovanjem kalijevog permanganata i drugih jakih oksidansa na homologe benzena dolazi do oksidacije bočnih lanaca. Bez obzira koliko je složen lanac supstituenta, on je uništen, osim atoma a -ugljika, koji se oksidira u karboksilnu grupu.

Homolozi benzena sa jednim bočnim lancem daju benzojevu kiselinu:

Homolozi koji sadrže dva bočna lanca daju dvobazne kiseline:

5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 6K 2 SO 4 + 12MnSO 4 + 28H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

Pojednostavljeno :

C 6 H 5 -CH 3 + 3O KMnO4→C 6 H 5 COOH + H 2 O

B) u neutralnim i slabo alkalnim do soli benzojeve kiseline

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COO K + K OH + 2MnO 2 + H 2 O

II. REAKCIJE ADICIJE (tvrđe od alkena)

1. Halogenacija

C 6 H 6 + 3Cl 2 h ν → C 6 H 6 Cl 6 (heksaklorocikloheksan - heksahloran)

2. Hidrogenacija

C 6 H 6 + 3H 2 t , PtiliNi→C 6 H 12 (cikloheksan)

3. Polimerizacija

III. REAKCIJE ZAMJENE – jonski mehanizam (lakši od alkana)

1. Halogenacija -

a ) benzen

C 6 H 6 + Cl 2 AlCl 3 → C 6 H 5 -Cl + HCl (klorobenzen)

C 6 H 6 + 6Cl 2 t ,AlCl3→C 6 Cl 6 + 6HCl( heksahlorobenzen)

C 6 H 6 + Br 2 t,FeCl3→ C 6 H 5 -Br + HBr( bromobenzen)

b) homolozi benzena nakon zračenja ili zagrijavanja

U pogledu hemijskih svojstava, alkil radikali su slični alkanima. Atomi vodika u njima su zamijenjeni halogenima mehanizmom slobodnih radikala. Stoga, u odsustvu katalizatora, zagrijavanje ili UV zračenje dovodi do reakcije radikalne supstitucije u bočnom lancu. Utjecaj benzenskog prstena na alkil supstituente dovodi do toga da atom vodonika je uvijek zamijenjen na atomu ugljika koji je direktno vezan za benzenski prsten (a-atom ugljika).

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

c) homolozi benzena u prisustvu katalizatora

C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 AlCl 3 → (mješavina orta, par derivata) +HCl

2. Nitracija (sa azotnom kiselinom)

C 6 H 6 + HO-NO 2 t, H2SO4→C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O

nitrobenzen - miris badem!

C 6 H 5 -CH 3 + 3HO-NO 2 t, H2SO4→ With H 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O

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

Upotreba benzena i njegovih homologa

Benzen C 6 H 6 je dobar rastvarač. Benzen kao aditiv poboljšava kvalitet motornog goriva. Služi kao sirovina za proizvodnju mnogih aromatičnih organskih jedinjenja - nitrobenzena C 6 H 5 NO 2 (od njega se dobija rastvarač, anilin), hlorobenzena C 6 H 5 Cl, fenola C 6 H 5 OH, stirena itd.

Toluen C 6 H 5 -CH 3 - rastvarač koji se koristi u proizvodnji boja, droga i eksploziva (trotil (tol) ili 2,4,6-trinitrotoluen TNT).

Xylene C 6 H 4 (CH 3) 2 . Tehnički ksilen je mješavina tri izomera ( ortho-, meta- i par-ksileni) - koristi se kao rastvarač i polazni proizvod za sintezu mnogih organskih jedinjenja.

izopropilbenzen C 6 H 5 -CH (CH 3) 2 služi za dobijanje fenola i acetona.

Hlorni derivati benzena koristi se za zaštitu bilja. Dakle, proizvod supstitucije H atoma u benzenu sa atomima hlora je heksahlorobenzen C 6 Cl 6 - fungicid; koristi se za suvo diranje sjemena pšenice i raži protiv tvrdog čamca. Produkt dodavanja hlora benzenu je heksahlorocikloheksan (heksahloran) C 6 H 6 Cl 6 - insekticid; koristi se za suzbijanje štetnih insekata. Ove supstance se odnose na pesticide – hemijska sredstva za suzbijanje mikroorganizama, biljaka i životinja.

Stiren C 6 H 5 - CH \u003d CH 2 vrlo lako polimerizira, formirajući polistiren i kopolimerizirajući s butadien - stiren-butadienskim gumama.

VIDEO ISKUSTVA