1. jautājums. Aldehīdi. To uzbūve, īpašības, sagatavošana un pielietojums.
Atbilde. Aldehīdi ir organiskas vielas, kuru molekulas
Vispārējā formula aldehīdi ˸
Nomenklatūra
Aldehīdu nosaukums ir cēlies no vēsturiskie nosaukumi karbonskābes ar tādu pašu oglekļa atomu skaitu. Tātad CH3CHO ir acetaldehīds. Saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru aldehīdu nosaukums ir atvasināts no ogļūdeņražu nosaukumiem, pievienojot galotni - al, CH 3 CHO – etanāls. Oglekļa ķēdes numerācija sākas ar karbonilgrupu. Sazarotiem izomēriem aizvietotāju nosaukumus raksta pirms aldehīda nosaukuma, norādot oglekļa atoma skaitu un numuru, ar kuru tie ir saistīti.
CH 3 – CH (CH 3) – CH 2 – CHO.
3-metilbutanāls
Izomērisms
Oglekļa skelets ˸
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CHO – butanāls,
CH 3 – CH(CH 3) – CHO – 2-metilpropanāls.
Savienojuma klases ˸
CH 3 – CH 2 – CHO – propanāls,
CH 3 – CO – CH 3 – propanons (acetons).
Fizikālās īpašības
Metanāls ir gāze, aldehīds no C 2 līdz C 13 ir šķidrs, augstākie aldehīdi ir cietas vielas (tetradekanāla jeb miristiskā aldehīda CH 3 (CH 2) 12 CHO kušanas temperatūra ir 23,5). Zemākie aldehīdi labi šķīst ūdenī; jo vairāk oglekļa atomu molekulā, jo mazāka šķīdība; Aldehīdos nav ūdeņraža saišu.
Ķīmiskās īpašības
1. Pievienošanas reakcijas ˸
a) hidrogenēšana ˸
CH2O + H2 = CH3OH;
b) acetālu veidošanās ar spirtiem ˸
CH 3 - CH 2 - CHO + 2C 2 H 5 OH = CH 3 - CH 2 - CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O.
2. Oksidācijas reakcija˸
a) “sudraba spoguļa” reakcija ˸
CH 3 CHO + Ag 2 O 2 Ag + CH 3 COOH;
b) mijiedarbība ar vara (II) hidroksīdu ˸
CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 CH 3 COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O
3. Aizvietošanas reakcijas˸
CH 3 CH 2 CHO + Br 2 = CH 3 – CH (Br) – CHO+ HBr
4.Polimerizācija˸
CH3=O (CH2O)3.
trioksimetilēns
5. Polikondensācija˸
n C6H5OH+ n CH2O+ n C6H5OH + …=
=[ C 6 H 4 (OH) – CH 2 – C 6 H 4 (OH)] n + n H2O
Fenola formaldehīda sveķi
Kvīts
a) Alkānu oksidēšana˸
CH 4 + O 2 CH 2 O + H 2 O.
metanāls
b) Spirtu oksidēšana˸
2CH3OH + O22CH2O + 2H2O.
c) Kučerova reakcija˸
C 2 H 2 + H 2 O CH 3 CHO.
d) alkēnu oksidēšana˸
C 2 H 4 + [O] CH 3 CHO.
Pieteikums˸
1. Fenola-formaldehīda sveķu un plastmasas ražošana.
2. Zāļu ražošana, formaldehīds (no CH 2 =O).
3. Krāsvielu ražošana.
4. Etiķskābes ražošana.
5. Dezinfekcija un sēklu apstrāde.
2. jautājums. Problēmu aizsardzība vidi .
Atbilde˸ Mūsdienās vislielākais mērogs ir vides piesārņojums ar ķīmiskām vielām.
Atmosfēras aizsardzība
Piesārņojuma avoti: melnās un krāsainās metalurģijas uzņēmumi, termoelektrostacijas, automobiļi.
Rūpniecības sēra un slāpekļa oksīdu emisijas. Krāsaino metālu sulfīdu rūdu apdedzināšanas rezultātā izdalās sēra (IV) oksīds.
Termoelektrostacijas izdala SO 2 un SO 3, kas savienojas ar gaisa mitrumu (SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4) un izkrīt skābo lietu veidā.
1. jautājums. Aldehīdi. To uzbūve, īpašības, sagatavošana un pielietojums. - jēdziens un veidi. Kategorijas "1. jautājums. Aldehīdi. To struktūra, īpašības, sagatavošana un izmantošana" klasifikācija un pazīmes. 2015., 2017.-2018.
Aldehīdi un to ķīmiskās īpašības
Aldehīdi ir tās organiskās vielas, kuru molekulas satur karbonilgrupu, kas saistīta ar vismaz vienu ūdeņraža atomu un ogļūdeņraža radikāli.
Aldehīdu ķīmiskās īpašības nosaka karbonilgrupas klātbūtne to molekulā. Šajā sakarā karbonilgrupas molekulā var novērot pievienošanās reakcijas.
Tā, piemēram, ja ņemat formaldehīda tvaikus un izlaižat tos kopā ar ūdeņradi virs uzkarsēta niķeļa katalizatora, tad pievienosies ūdeņradis un formaldehīds tiks reducēts līdz metilspirtam. Turklāt šīs saites polārais raksturs izraisa arī aldehīdu reakcijas, piemēram, ūdens pievienošanu.
Tagad apskatīsim visas ūdens pievienošanas reakciju iezīmes. Jāņem vērā, ka uz karbonilgrupas oglekļa atomu, kuram ir daļēja pozitīvs lādiņš, pateicoties skābekļa atoma elektronu pārim, tiek pievienota hidroksilgrupa.
Šim papildinājumam raksturīgas šādas reakcijas:
Pirmkārt, notiek hidrogenēšana un primārie spirti RCH2OH.
Otrkārt, tiek pievienoti spirti un veidojas pusacetāli R-CH (OH) – VAI. Un hlorūdeņraža HCl klātbūtnē, kas darbojas kā katalizators, un ar alkohola pārpalikumu mēs novērojam acetāla RCH (OR)2 veidošanos;
Treškārt, tiek pievienots nātrija hidrosulfīts NaHSO3 un veidojas hidrosulfīta aldehīdu atvasinājumi. Aldehīdu oksidēšanas laikā var novērot īpašas reakcijas, piemēram, mijiedarbību ar amonjaka šķīdums sudraba oksīds (I) un vara hidroksīds (II) un karbonskābju veidošanās.
Aldehīdu polimerizāciju raksturo tādas īpašas reakcijas kā lineārā un cikliskā polimerizācija.
Ja runā par ķīmiskās īpašības aldehīdi, jāpiemin arī oksidācijas reakcija. Šādas reakcijas ietver “sudraba spoguļa” reakciju un luksofora reakciju.
“Sudraba spoguļa” neparasto reakciju var novērot diriģējot interesanta pieredze. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešama tīri mazgāta mēģene, kurā jāielej daži mililitri amonjaka sudraba oksīda šķīduma un pēc tam jāpievieno četri vai pieci pilieni formaldehīda. Nākamais solis šī eksperimenta veikšanā ir mēģenes ievietošana glāzē ar karsts ūdens un tad var redzēt, kā uz mēģenes sieniņām parādās spīdīgs slānis. Šis iegūtais pārklājums ir metāliskā sudraba nogulsnes.
Un šeit ir tā sauktā "luksofora" reakcija:
Aldehīdu fizikālās īpašības
Tagad sāksim apsvērt aldehīdu fizikālās īpašības. Kādas īpašības piemīt šīm vielām? Jāņem vērā, ka vairāki vienkārši aldehīdi ir bezkrāsainas gāzes, sarežģītāki ir šķidruma veidā, bet augstākie aldehīdi ir cietas vielas. Jo lielāka ir aldehīdu molekulmasa, jo augstāka ir viršanas temperatūra. Piemēram, propionaldehīds sasniedz viršanas temperatūru 48,8 grādu temperatūrā, bet propilspirts vārās pie 97,8 0C.
Ja mēs runājam par aldehīdu blīvumu, tad tas ir mazāks par vienotību. Piemēram, acetaldehīds un skudrskābes aldehīds mēdz labi šķīst ūdenī, savukārt sarežģītākiem aldehīdiem ir vājāka šķīstspēja.
Aldehīdiem, kas pieder pie zemākās kategorijas, ir asa un slikta smaka, un cietas un ūdenī nešķīstošas, gluži pretēji, raksturo patīkama ziedu smarža.
Aldehīdu atrašana dabā
Dabā dažādu aldehīdu grupu pārstāvji ir sastopami visur. Tie atrodas augu zaļajās daļās. Šī ir viena no vienkāršākajām aldehīdu grupām, kas ietver skudrskābes aldehīdu CH2O.
Ir sastopami arī aldehīdi ar sarežģītāku sastāvu. Šie veidi ietver vanilīnu vai vīnogu cukuru.
Bet, tā kā aldehīdiem ir spēja viegli iesaistīties visa veida mijiedarbībā un tiem ir tendence oksidēties un reducēties, mēs varam ar pārliecību teikt, ka aldehīdi ir ļoti spējīgi dažādas reakcijas un tāpēc tīrā veidā tie ir ārkārtīgi reti. Bet to atvasinājumus var atrast visur, gan augu, gan dzīvnieku vidē.
Aldehīdu pielietojums
Aldehīdu grupa ir daudzās dabīgās vielās. Viņu atšķirīga iezīme, vismaz daudzi no tiem, ir smarža. Piemēram, augstāko aldehīdu pārstāvjiem ir dažādi aromāti un tie ir daļa no ēteriskajām eļļām. Nu, kā jūs jau zināt, šādas eļļas ir ziedu, pikantu un smaržīgos augos, augļos un dārzeņos. Tie ir atraduši plašu pielietojumu rūpniecisko preču ražošanā un smaržu ražošanā.
Alifātisko aldehīdu CH3(CH2)7C(H)=O var atrast ēteriskās eļļas citrusaugļi. Šādiem aldehīdiem ir apelsīna smarža, un tos izmanto Pārtikas rūpniecība, kā aromatizētājs, kā arī kosmētikā, smaržās un sadzīves ķīmija, kā aromāts.
Skudrskābes aldehīds ir bezkrāsaina gāze, kurai ir asa, specifiska smaka un kas viegli šķīst ūdenī. Šo formaldehīda ūdens šķīdumu sauc arī par formalīnu. Formaldehīds ir ļoti indīgs, bet medicīnā to izmanto atšķaidītā veidā kā dezinfekcijas līdzekli. To izmanto instrumentu dezinfekcijai, bet tā vājo šķīdumu izmanto, lai nomazgātu ādu, ja stipri svīst.
Turklāt formaldehīdu izmanto ādas miecēšanai, jo tam piemīt spēja kombinēties ar proteīna vielām, kas atrodas ādā.
IN lauksaimniecība formaldehīds ir pierādījis savu efektivitāti graudu apstrādē pirms sējas. To izmanto, lai ražotu plastmasu, kas ir tik nepieciešama aprīkojumam un sadzīves vajadzībām.
Acetaldehīds ir bezkrāsains šķidrums, kam ir sapuvušu ābolu smarža un viegli šķīst ūdenī. To izmanto etiķskābes un citu vielu ražošanai. Bet, tā kā tā ir toksiska viela, tā var izraisīt organisma saindēšanos vai acu un elpceļu gļotādu iekaisumu.
Kurām ir raksturīga dubultsaite starp oglekļa un skābekļa atomiem un viena un tā paša oglekļa atoma divas atsevišķas saites ar ogļūdeņraža radikāli, kas apzīmēts ar burtu R, un ūdeņraža atomu. Atomu grupu >C=O sauc par karbonilgrupu, tā ir raksturīga visiem aldehīdiem. Daudziem aldehīdiem ir patīkama smarža. Tos var iegūt no spirtiem ar dehidrogenēšanu (ūdeņraža atdalīšanu), kas tiem dod parasto nosaukumu aldehīdi. Aldehīdu īpašības nosaka karbonilgrupas klātbūtne, tās atrašanās vieta molekulā, kā arī ogļūdeņraža radikāļa garums un telpiskais sazarojums. Tas ir, zinot vielas nosaukumu, kas to atspoguļo, var sagaidīt noteiktu ķīmisko, kā arī fizikālās īpašības aldehīdi.
Ir divi galvenie veidi, kā nosaukt aldehīdus. Pirmā metode ir balstīta uz Starptautiskās savienības (IUPAC) izmantoto sistēmu, ko bieži sauc par sistemātisku nomenklatūru. Tas ir balstīts uz faktu, ka garākā ķēde, kurā karbonilgrupa ir pievienota oglekļa atomam, kalpo par pamatu aldehīda nosaukumam, tas ir, tā nosaukums cēlies no radniecīga alkāna nosaukuma, aizstājot sufiksu - an ar sufiksu -al (metāns - matanal, ethane - etanal , propāns - propanāls, butāns - butanāls un tā tālāk). Vēl viena aldehīdu nosaukuma veidošanas metode izmanto atbilstošā nosaukumu, par kuru tas pārvērtīsies oksidācijas rezultātā (metanāls - skudrskābes aldehīds, etanāls - etiķskābes aldehīds, propanāls - propionaldehīds, butanāls - sviestskābes aldehīds utt.) .
Tieši >C=O grupas polaritāte ietekmē aldehīdu fizikālās īpašības: viršanas temperatūru, šķīdību, dipola momentu. Ogļūdeņražu savienojumi, kas sastāv tikai no ūdeņraža un oglekļa atomiem, kūst un vārās plkst zemas temperatūras. Vielām ar karbonilgrupu tie ir daudz augstāki. Piemēram, butānam (CH3CH2CH2CH3), propanālam (CH3CH2CHO) un acetonam (CH3COCH3) ir vienādi. molekulārais svars, vienāds ar 58, un butāna viršanas temperatūra ir 0 °C, savukārt propanālam tas ir 49 °C, bet acetonam - 56 °C. Lielās atšķirības iemesls ir tas, ka polārajās molekulās ir vairāk iespēju pievelk viena otru nekā nepolārās molekulas, tāpēc to sadalīšanai ir nepieciešams vairāk enerģijas, un tāpēc ir nepieciešama augstāka temperatūra, lai šie savienojumi izkustu vai vārītos.
Viņiem augot, aldehīdu fizikālās īpašības mainās. Formaldehīds (HCHO) ir gāzveida viela plkst normāli apstākļi, acetaldehīds (CH3CHO) vārās plkst telpas temperatūra. Citi aldehīdi (izņemot pārstāvjus ar augstu molekulmasu) normālos apstākļos ir šķidrumi. Polārās molekulas viegli sajaucas ar nepolārajām, jo polārās molekulas pievelkas viena otrai, un nepolārās molekulas nespēj izspiesties starp tām. Tāpēc ogļūdeņraži nešķīst ūdenī, jo ūdens molekulas ir polāras. Aldehīdi, kuru molekulās oglekļa atomu skaits ir mazāks par 5, šķīst ūdenī, bet, ja oglekļa atomu skaits ir lielāks par 5, izšķīšana nenotiek. Aldehīdu ar zemu molekulmasu labā šķīdība ir saistīta ar ūdeņraža saišu veidošanos starp ūdens molekulas ūdeņraža atomu un karbonilgrupas skābekļa atomu.
Dažādu atomu veidoto molekulu polaritāti var noteikt ar skaitli, ko sauc par dipola momentu. Molekulas, ko veido identiski atomi, nav polāras un tām nav dipola momenta. Dipola momenta vektors ir vērsts uz elementu, kas ir pa labi periodiskajā tabulā (uz vienu periodu). Ja molekula sastāv no vienas apakšgrupas atomiem, tad elektronu blīvums novirzīsies uz elementu ar mazāku sērijas numurs. Lielākajai daļai ogļūdeņražu nav dipola momenta vai tā vērtība ir ārkārtīgi maza, bet aldehīdiem tā ir daudz lielāka, kas arī izskaidro aldehīdu fizikālās īpašības.
Aldehīdi un ketoni ir karbonilgrupa organiskie savienojumi. Karbonila savienojumi ir organiskas vielas, kuru molekulas satur >C=O grupu (karbonilgrupu vai oksogrupu).
Karbonila savienojumu vispārējā formula:
Funkcionālo grupu –CH=O sauc par aldehīdu. Ketoni- organiskas vielas, kuru molekulas satur karbonilgrupu, kas savienota ar diviem ogļūdeņraža radikāļiem. Vispārīgās formulas: R 2 C=O, R–CO–R" vai
|
|
|
Vienkāršāko karbonila savienojumu modeļi |
||
|
Vārds | ||
|
Formaldehīds (metanāls) |
H 2 C=O | |
|
Acetaldehīds (etanāls) |
CH 3 -CH=O | |
|
Acetons (propanons) |
(CH 3 ) 2 C=O |
|
Aldehīdu un ketonu nomenklatūra.
Sistemātiski nosaukumi aldehīdi būvēts ar atbilstošā ogļūdeņraža nosaukumu un pievienojot piedēkli -al. Ķēdes numerācija sākas ar karboniloglekļa atomu. Triviālie nosaukumi ir atvasināti no to skābju triviālajiem nosaukumiem, kurās oksidācijas laikā pārvēršas aldehīdi.
|
Formula |
Vārds |
|
|
sistemātiski |
triviāls |
|
|
H 2 C=O |
metāns al |
skudrskābes aldehīds (formaldehīds) |
|
CH 3 CH=O |
etāns al |
acetaldehīds (acetaldehīds) |
|
(CH 3 ) 2 CHCH=O |
2-metilpropāns al |
izobutiraldehīds |
|
CH 3 CH=CHCH=O |
butēns-2- al |
krotonaldehīds |
Sistemātiski nosaukumi ketoni vienkārša struktūra ir atvasināta no radikāļu nosaukumiem (augošā secībā), pievienojot vārdu ketonu. Piemēram: CH 3 –CO–CH 3 - dimetils ketonu(acetons); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - metilpropil ketonu. Vispārīgāk, ketona nosaukums ir balstīts uz atbilstošā ogļūdeņraža nosaukumu un sufiksu -Viņš; Ķēdes numerācija sākas no ķēdes gala, kas ir vistuvāk karbonilgrupai (IUPAC aizstājējnomenklatūra). Piemēri: CH 3 –CO–CH 3 – propāns Viņš(acetons); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - pentāns Viņš- 2; CH 2 =CH–CH 2 –CO–CH 3 - pentēns-4 -Viņš- 2.
Aldehīdu un ketonu izomērija.
Aldehīdus un ketonus raksturo strukturālā izomērija.
Izomērisms aldehīdi:
|
oglekļa skeleta izomērija, sākot ar C4 |
|
|
starpklases izomērija ar ketoniem, sākot ar C3 |
|
|
cikliskie oksīdi (ar C2) |
|
|
nepiesātinātie spirti un ēteri (ar C3) |
|
|
Izomērisms ketoni: oglekļa karkass (c C 5) |
|
|
karbonilgrupas pozīcija (c C5) |
|
starpklases izomērija (līdzīgi aldehīdiem).
Karbonilgrupas struktūra C=O.
Aldehīdu un ketonu īpašības nosaka karbonilgrupas >C=O struktūra.
C=O saite ir ļoti polāra. Tā dipola moments (2,6-2,8D) ir ievērojami augstāks nekā C-O saitei spirtos (0,70D). C=O daudzkārtējās saites elektroni, īpaši kustīgākie -elektroni, tiek novirzīti uz elektronnegatīvo skābekļa atomu, kas noved pie tā, ka uz tā parādās daļējs negatīvs lādiņš. Karbonilogleklis iegūst daļēju pozitīvu lādiņu.
Tāpēc ogleklim uzbrūk nukleofīlie reaģenti, bet skābeklim uzbrūk elektrofīlie reaģenti, tostarp H +.
Aldehīdu un ketonu molekulās trūkst ūdeņraža atomu, kas spēj veidot ūdeņraža saites. Tāpēc to viršanas temperatūra ir zemāka nekā atbilstošo spirtu viršanas temperatūra. Metanāls (formaldehīds) ir gāze, aldehīdi C 2 -C 5 un ketoni C 3 -C 4 ir šķidrumi, augstākas vielas ir cietas vielas. Apakšējie homologi šķīst ūdenī, jo veidojas ūdeņraža saites starp ūdens molekulu ūdeņraža atomiem un karbonilskābekļa atomiem. Palielinoties ogļūdeņraža radikālim, šķīdība ūdenī samazinās.
Aldehīdu un ketonu reakcijas centri
sp 2 - Hibridizētais karbonilgrupas oglekļa atoms veido trīs σ saites, kas atrodas vienā plaknē, un π saiti ar skābekļa atomu nehibridizētās p orbitāles dēļ. Oglekļa un skābekļa atomu elektronegativitātes atšķirības dēļ π saite starp tiem ir ļoti polarizēta (5.1. att.). Rezultātā uz karbonilgrupas oglekļa atoma parādās daļējs pozitīvs lādiņš δ+, bet uz skābekļa atoma – daļējs negatīvs lādiņš δ-. Tā kā oglekļa atomam trūkst elektronu, tas nodrošina vietu nukleofīlajam uzbrukumam.
Elektronu blīvuma sadalījums aldehīdu un ketonu molekulās, ņemot vērā elektroniskās ietekmes pārnesi ar elektronu-
Rīsi. 5.1. Karbonilgrupas elektroniskā struktūra
karbonilgrupas deficītais oglekļa atoms gar σ-saitēm parādīts shēmā 5.1.
Shēma 5.1. Reakcijas centri aldehīdu un ketonu molekulā
Aldehīdu un ketonu molekulās ir vairāki reakcijas centri:
Elektrofilais centrs – karbonilgrupas oglekļa atoms – nosaka nukleofīlā uzbrukuma iespējamību;
Galvenais centrs - skābekļa atoms - dod iespēju uzbrukt ar protonu;
CH skābes centrs, kura ūdeņraža atomam ir vāja protonu mobilitāte un jo īpaši tam var uzbrukt spēcīga bāze.
Kopumā aldehīdi un ketoni ir ļoti reaģējoši.
Pirmā īpašību grupa ir pievienošanas reakcijas. Karbonilgrupā starp oglekli un skābekli ir dubultsaite, kas, kā jūs atceraties, sastāv no sigma saites un pi saites. Papildus reakcijās tiek pārtraukta pi saite un veidojas divas sigma saites, viena ar oglekli un otra ar skābekli. Daļēji pozitīvs lādiņš koncentrējas uz oglekli, bet daļējs negatīvs lādiņš uz skābekli. Tāpēc ogleklim ir piesaistīta negatīvi lādēta reaģenta daļiņa, anjons, un pozitīvi lādēta molekulas daļa ir pievienota skābeklim.
Pirmkārtīpašība hidrogenēšana, ūdeņraža pievienošana.
Reakcija notiek sildot. Tiek izmantots jau zināmais hidrogenēšanas katalizators niķelis. Primāros spirtus iegūst no aldehīdiem, bet sekundāros spirtus no ketoniem.
U sekundārie spirti hidroksogrupa ir saistīta ar sekundāro oglekļa atomu.
Otrkārtīpašuma hidratācija, ūdens pievienošana. Šī reakcija ir iespējama tikai formaldehīdam un acetaldehīdam. Ketoni vispār nereaģē ar ūdeni.
Visas pievienošanas reakcijas notiek tā, ka pluss iet uz mīnusu, bet mīnuss uz plusu.
Kā jūs atceraties no video par spirtiem, divu hidrokso grupu klātbūtne uz viena atoma ir gandrīz neiespējama situācija, šādas vielas ir ārkārtīgi nestabilas. Tātad šie divi konkrētie gadījumi - formaldehīda un acetaldehīda hidrāts - ir iespējami, lai gan tie pastāv tikai šķīdumā.
Nav obligāti jāzina pašas reakcijas. Visticamāk, eksāmena jautājums var izklausīties pēc fakta konstatācijas, piemēram, vielas reaģē ar ūdeni un tiek uzskaitītas. Starp tiem sarakstā var būt metanāls vai etanāls.
Trešais ciānūdeņražskābes pievienošana.
Atkal pluss iet uz mīnusu, un mīnuss uz plusu. Iegūtās vielas sauc par hidroksinitriliem. Atkal, reakcija pati par sevi nav izplatīta, taču tā ir īpašība, kas jums jāzina.
Ceturtais spirtu īpašību pievienošana.
Šeit atkal nav jāzina reakcijas vienādojums no galvas, jums vienkārši jāsaprot, ka šāda mijiedarbība ir iespējama.
Kā parasti reakcijās, pievienojot karbonilgrupai, plus līdz mīnus un mīnus plus.
Piektaisīpašību reakcija ar nātrija hidrosulfītu.
Un atkal reakcija ir diezgan sarežģīta, diez vai jūs to varēsiet iemācīties, bet šī ir viena no kvalitatīvajām reakcijām uz aldehīdiem, jo iegūtais nātrija sāls nogulsnējas. Tas ir, patiesībā jums jāzina, ka aldehīdi reaģē ar nātrija hidrosulfītu, ar to pietiks.
Tas noslēdzas ar pirmo reakciju grupu. Otrā grupa ir polimerizācijas un polikondensācijas reakcijas.
2. Aldehīdu polimerizācija un polikondensācija
Jums ir pazīstama polimerizācija: polietilēna, butadiēna un izoprēna gumijas, polivinilhlorīds - tie ir daudzu molekulu (monomēru) apvienošanas produkti vienā lielā, vienā polimēra ķēdē. Tas ir, tiek iegūts viens produkts. Polikondensācijas laikā notiek tas pats, bet papildus polimēram tiek iegūti arī zemas molekulmasas produkti, piemēram, ūdens. Tas ir, tiek iegūti divi produkti.
Tātad, sestaisīpašību polimerizācija. Ketoni šajās reakcijās neietilpst, rūpnieciski svarīga ir tikai formaldehīda polimerizācija.
Pi saite pārtrūkst un veidojas divas sigma saites ar blakus esošajiem monomēriem. Rezultāts ir poliformaldehīds, ko sauc arī par paraformu. Visticamāk, eksāmena jautājums var izklausīties šādi: vielas nonāk polimerizācijas reakcijās. Un ir saraksts ar vielām, kurās var būt formaldehīds.
Septītais īpašums ir polikondensācija. Vēlreiz: polikondensācijas laikā papildus polimēram tiek iegūts arī mazmolekulārs savienojums, piemēram, ūdens. Formaldehīds šādā veidā reaģē ar fenolu. Skaidrības labad mēs vispirms uzrakstām vienādojumu ar divām fenola molekulām.
Rezultātā veidojas šāds dimērs un tiek atdalīta ūdens molekula. Tagad uzrakstīsim reakcijas vienādojumu vispārīgā formā.
Polikondensācijas produkts ir fenola-formaldehīda sveķi. Tam ir plašs pielietojuma klāsts, sākot no līmēm un lakām līdz plastmasas un skaidu plātņu komponentiem.
Tagad trešā īpašību grupa - oksidācijas reakcijas.
3. Aldehīdu un ketonu oksidēšana
Astotais reakcija iekšā vispārējs saraksts ir kvalitatīva reakcija uz aldehīdu grupas oksidēšanu ar sudraba oksīda amonjaka šķīdumu. "Sudraba spoguļa" reakcija. Uzreiz teikšu, ka šajā reakcijā neietilpst ketoni, tikai aldehīdi.
Aldehīda grupa tiek oksidēta par karboksilgrupu, skābu grupu, bet amonjaka klātbūtnē, kas ir bāze, nekavējoties notiek neitralizācijas reakcija un tiek iegūts sāls amonija acetāts. Sudrabs nogulsnējas, pārklājot mēģenes iekšpusi un veidojot spoguļam līdzīgu virsmu. Šāda reakcija notiek vienotajā valsts eksāmenā visu laiku.
Starp citu, tāda pati reakcija ir kvalitatīva arī citām vielām, kurām ir aldehīda grupa, piemēram, skudrskābei un tās sāļiem, kā arī glikozei.
Devītais reakcija ir kvalitatīva arī aldehīda grupas oksidēšanai ar svaigi nogulsnētu vara hidroksīdu divi. Šeit es arī atzīmēšu, ka ketoni šajā reakcijā neietilpst.
Vizuāli vispirms tiks novērota dzeltenu nogulšņu veidošanās, kas pēc tam kļūst sarkana. Dažās mācību grāmatās ir informācija, ka vispirms veidojas tikai vara hidroksīds, kam dzeltens, kas pēc tam sadalās tikai sarkanā vara oksīdā un ūdenī. Tātad tā nav taisnība - saskaņā ar jaunākajiem datiem nokrišņu procesa laikā mainās vara oksīda daļiņu izmērs, kas galu galā sasniedz sarkanā krāsā. Aldehīds tiek oksidēts līdz atbilstošajai karbonskābei. Reakcija ļoti bieži notiek vienotajā valsts eksāmenā.
Desmitā reakcija: karsējot aldehīdu oksidēšana ar paskābinātu kālija permanganāta šķīdumu.
Šķīdums maina krāsu. Aldehīda grupa tiek oksidēta līdz karboksilgrupai, tas ir, aldehīds tiek oksidēts līdz atbilstošajai skābei. Attiecībā uz ketoniem šai reakcijai nav praktiskas nozīmes, jo molekula tiek iznīcināta un rezultātā veidojas produktu maisījums.
Ir svarīgi atzīmēt, ka skudrskābes aldehīds, formaldehīds, tiek oksidēts līdz oglekļa dioksīds, jo atbilstošā skudrskābe pati par sevi nav izturīga pret spēcīgu oksidētāju iedarbību.
Rezultātā ogleklis no oksidācijas pakāpes 0 pāriet uz oksidācijas stāvokli +4. Atgādināšu, ka metanols, kā likums, šādos apstākļos tiek oksidēts līdz maksimālajam CO 2 līmenim, izlaižot gan aldehīda, gan skābes stadiju. Šī funkcija ir jāatceras.
Vienpadsmitais reakcijas sadegšana, pilnīga oksidēšana. Gan aldehīdi, gan ketoni sadedzina oglekļa dioksīdā un ūdenī.
Uzrakstīsim reakcijas vienādojumu vispārīgā formā.
Saskaņā ar masas nezūdamības likumu kreisajā pusē jābūt tik daudz atomu, cik atomu ir labajā pusē. Tā kā iekšā ķīmiskās reakcijas atomi nepazūd, bet vienkārši mainās saišu kārtība starp tiem. Tātad oglekļa dioksīda molekulu būs tik daudz, cik oglekļa atomu ir karbonilsavienojuma molekulā, jo molekulā ir viens oglekļa atoms. Tas ir, n CO 2 molekulas. Ūdens molekulu būs divas reizes mazāk nekā ūdeņraža atomu, tas ir, 2n/2, kas nozīmē tikai n.
Kreisajā un labajā pusē ir vienāds skābekļa atomu skaits. Labajā pusē ir 2n oglekļa dioksīda, jo katrā molekulā ir divi skābekļa atomi, plus n ūdens, kopā 3n. Kreisajā pusē ir vienāds skābekļa atomu skaits 3n, bet viens no atomiem atrodas aldehīda molekulā, kas nozīmē, ka tas ir jāatņem no kopējā, lai iegūtu atomu skaitu uz molekulāro skābekli. Izrādās, ka 3n-1 atomi satur molekulāro skābekli, kas nozīmē, ka molekulu ir 2 reizes mazāk, jo vienā molekulā ir 2 atomi. Tas ir (3n-1)/2 skābekļa molekulas.
Tādējādi mēs esam izveidojuši vienādojumu karbonilsavienojumu sadegšanai vispārējā formā.
Un visbeidzot divpadsmitaisīpašība, kas saistīta ar aizvietošanas reakcijām halogenēšana pie alfa oglekļa atoma. Atkal pievērsīsimies aldehīda molekulas struktūrai. Skābeklis velk elektronu blīvumu uz sevi, radot daļēju pozitīvu oglekļa lādiņu. Metilgrupa mēģina kompensēt šo pozitīvo lādiņu, pārvietojot elektronus no ūdeņraža uz to caur sigma saišu ķēdi. Oglekļa-ūdeņraža saite kļūst polārāka, un ūdeņradis vieglāk pārtrūkst, ja tam uzbrūk reaģents. Šis efekts tiek novērots tikai alfa oglekļa atomam, tas ir, blakus esošajam atomam aldehīda grupa, neatkarīgi no ogļūdeņraža radikāļa garuma.
Tādā veidā ir iespējams iegūt, piemēram, 2-hloracetaldehīdu. Ir iespējama turpmāka ūdeņraža atomu aizstāšana ar trihloretanālu.