Номер 1, страница 28, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Составь уравнения реакций окисления этанола и пропанола.

1. Решение:

Окисление спиртов — это процесс, результат которого зависит от строения спирта (первичный, вторичный или третичный), а также от силы окислителя и условий реакции (температура, среда).

Окисление этанола ($C_2H_5OH$)

Этанол (этиловый спирт) является первичным спиртом. Его окисление может протекать в несколько стадий.

а) Мягкое окисление

При использовании слабых окислителей или каталитического окисления (например, оксидом меди(II) при нагревании) этанол окисляется до этаналя (уксусного альдегида).

$C_2H_5OH + Cuo \xrightarrow{t} CH_3CHo + Cu + H_2O$

б) Жесткое окисление

Под действием сильных окислителей (таких как перманганат калия $KMnO_4$ или дихромат калия $K_2Cr_2O_7$ в кислой среде) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот. Этанол окисляется до этановой (уксусной) кислоты.

$5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

в) Полное окисление (горение)

В избытке кислорода этанол, как и большинство органических веществ, сгорает до углекислого газа и воды с выделением большого количества тепла.

$C_2H_5OH + 3O_2 \xrightarrow{t} 2CO_2 + 3H_2O$

Окисление пропанола ($C_3H_7OH$)

Название "пропанол" может соответствовать двум изомерам: пропанолу-1 (первичный спирт) и пропанолу-2 (вторичный спирт). Продукты их окисления различны.

A. Окисление пропанола-1 ($CH_3CH_2CH_2OH$)

Пропанол-1 является первичным спиртом, и его окисление аналогично окислению этанола.

а) Мягкое окисление до пропаналя:

$CH_3CH_2CH_2OH + Cuo \xrightarrow{t} CH_3CH_2CHo + Cu + H_2O$

б) Жесткое окисление до пропановой кислоты:

$5CH_3CH_2CH_2OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3CH_2COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

в) Полное окисление (горение):

$2C_3H_7OH + 9O_2 \xrightarrow{t} 6CO_2 + 8H_2O$

Б. Окисление пропанола-2 ($CH_3CH(OH)CH_3$)

Пропанол-2 (изопропиловый спирт) является вторичным спиртом. Вторичные спирты окисляются до кетонов.

а) Окисление

При окислении (как мягком, так и жестком в обычных условиях) пропанол-2 превращается в пропанон (ацетон). Дальнейшее окисление кетонов возможно только в очень жестких условиях с разрывом углеродной цепи.

С использованием оксида меди(II):

$CH_3CH(OH)CH_3 + Cuo \xrightarrow{t} CH_3C(O)CH_3 + Cu + H_2O$

С использованием дихромата калия в кислой среде:

$3CH_3CH(OH)CH_3 + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3C(O)CH_3 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O$

б) Полное окисление (горение)

Уравнение горения такое же, как и для пропанола-1, так как они имеют одинаковую брутто-формулу $C_3H_8O$.

$2C_3H_8o + 9O_2 \xrightarrow{t} 6CO_2 + 8H_2O$

Ответ:

Уравнения реакций окисления этанола:

Мягкое окисление до этаналя: $C_2H_5OH + Cuo \xrightarrow{t} CH_3CHo + Cu + H_2O$

Жесткое окисление до этановой кислоты: $5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

Полное окисление (горение): $C_2H_5OH + 3O_2 \xrightarrow{t} 2CO_2 + 3H_2O$

Уравнения реакций окисления пропанола-1:

Мягкое окисление до пропаналя: $CH_3CH_2CH_2OH + Cuo \xrightarrow{t} CH_3CH_2CHo + Cu + H_2O$

Жесткое окисление до пропановой кислоты: $5CH_3CH_2CH_2OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3CH_2COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

Полное окисление (горение): $2C_3H_7OH + 9O_2 \xrightarrow{t} 6CO_2 + 8H_2O$

Уравнения реакций окисления пропанола-2:

Окисление до пропанона (ацетона): $CH_3CH(OH)CH_3 + Cuo \xrightarrow{t} CH_3C(O)CH_3 + Cu + H_2O$

Полное окисление (горение): $2C_3H_8o + 9O_2 \xrightarrow{t} 6CO_2 + 8H_2O$