Номер 1, страница 129 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Составь уравнения реакций окисления этанола и пропанола.

Решение

Окисление спиртов — это химический процесс, в ходе которого происходит увеличение степени окисления атома углерода, связанного с гидроксильной группой. Результат реакции зависит от типа спирта (первичный, вторичный, третичный) и от силы используемого окислителя. Рассматривают три основных типа окисления: мягкое, жёсткое и полное (горение).

Окисление этанола

Этанол ($C_2H_5OH$) является первичным спиртом. Его окисление может приводить к образованию альдегида или карбоновой кислоты.

1. Мягкое окисление. При действии слабых окислителей, например, оксида меди(II) ($CuO$) при нагревании (обозначается $t^\circ$), этанол окисляется до этаналя (уксусного альдегида):

$CH_3CH_2OH + Cuo \xrightarrow{t^\circ} CH_3CHo + Cu + H_2O$

2. Жёсткое окисление. Сильные окислители, такие как перманганат калия ($KMnO_4$) в кислой среде, окисляют этанол до этановой (уксусной) кислоты. Процесс идет через стадию образования альдегида, который в этих условиях немедленно окисляется дальше.

Уравнение реакции с перманганатом калия в кислой среде ($H_2SO_4$):

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

3. Полное окисление (горение). В избытке кислорода этанол сгорает с образованием углекислого газа и воды:

$C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$

Ответ:

Уравнения реакций окисления этанола:

1. Мягкое окисление: $CH_3CH_2OH + Cuo \xrightarrow{t^\circ} CH_3CHo + Cu + H_2O$

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

3. Горение: $C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$

Окисление пропанола

Существует два изомерных спирта с формулой $C_3H_8O$: пропанол-1 (первичный спирт) и пропанол-2 (вторичный спирт). Продукты их окисления различны.

а) Окисление пропанола-1 ($CH_3CH_2CH_2OH$)

Как и этанол, пропанол-1 является первичным спиртом и окисляется аналогично.

- Мягкое окисление до пропаналя:

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

- Жёсткое окисление до пропановой кислоты (например, с дихроматом калия $K_2Cr_2O_7$ в кислой среде):

$3CH_3CH_2CH_2OH + 2K_2Cr_2O_7 + 8H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3CH_2COOH + 2Cr_2(SO_4)_3 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

- Полное окисление (горение):

$2C_3H_8o + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 8H_2O$

б) Окисление пропанола-2 ($CH_3CH(OH)CH_3$)

Пропанол-2 — вторичный спирт. При окислении он превращается в кетон (пропанон-2, или ацетон), который устойчив к дальнейшему окислению в обычных условиях.

- Окисление до пропанона. Продукт одинаков как при мягком, так и при жёстком окислении:

С оксидом меди(II): $CH_3CH(OH)CH_3 + Cuo \xrightarrow{t^\circ} CH_3C(O)CH_3 + Cu + H_2O$

С перманганатом калия в кислой среде: $5CH_3CH(OH)CH_3 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3C(O)CH_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

- Полное окисление (горение):

$2C_3H_8o + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 8H_2O$

Ответ:

Уравнения реакций окисления пропанола:

Для пропанола-1 (первичный спирт):

1. Мягкое окисление: $CH_3CH_2CH_2OH + Cuo \xrightarrow{t^\circ} CH_3CH_2CHo + Cu + H_2O$

2. Жёсткое окисление: $3CH_3CH_2CH_2OH + 2K_2Cr_2O_7 + 8H_2SO_4 \rightarrow 3CH_3CH_2COOH + 2Cr_2(SO_4)_3 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

3. Горение: $2C_3H_8o + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 8H_2O$

Для пропанола-2 (вторичный спирт):

1. Окисление до кетона: $5CH_3CH(OH)CH_3 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3C(O)CH_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

2. Горение: $2C_3H_8o + 9O_2 \rightarrow 6CO_2 + 8H_2O$