Οργανική χημεία Γ΄ Λυκείου Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση - Αναγωγή Στην οργανική χημεία: οξείδωση έχουμε όταν σχηματίζεται δεσμός C−O, C−N, C−X ή όταν διασπάται δεσμός C−H αναγωγή έχουμε όταν σχηματίζεται δεσμός C−H ή όταν διασπάται δεσμός C−O, C−N, C−X. Πολλές από τις αντιδράσεις που έχουν ταξινομηθεί σε προηγούμενη κατηγορία ταξινομούνται και στις αντιδράσεις οξείδωσης ή αναγωγής. Εξετάζουμε τις αντιδράσεις οξείδωσης των αλκοολών, των αλδεϋδών και των καρβοξυλικών οξέων. Όταν οξειδώνεται μια οργανική ένωση για κάθε άτομο υδρογόνου που αποβάλλει αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσης του ατόμου άνθρακα από το οποίο απομακρύνεται κατά μία μονάδα ενώ για κάθε άτομο οξυγόνου που προσλαμβάνει αυξάνεται κατά δύο μονάδες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλκοολών Οι πρωτοταγείς αλκοόλες οξειδώνονται με διάσπαση δεσμού C−H σε αλδεΰδες, και οι αλδεΰδες στη συνέχεια με δημιουργία δεσμού C−O σε καρβοξυλικά οξέα. Ως οξειδωτικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί το όξινο με θειικό οξύ διάλυμα διχρωμικού καλίου (K2Cr2O7 / H2SO4) το οποίο έχει πορτοκαλί χρώμα και μετατρέπεται σε πράσινα ιόντα Cr+3. Η αλδεΰδη στο παράδειγμα προσέλαβε ένα άτομο οξυγόνου, επομένως αυξήθηκε ο αριθμός οξείδωσης κατά 2 μονάδες. Η αλκοόλη στο παράδειγμα έχασε δύο άτομα υδρογόνου, επομένως αυξήθηκε ο αριθμός οξείδωσης κατά 2 μονάδες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλκοολών Ως οξειδωτικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί το όξινο με θειικό οξύ διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου (KMnO4 / H2SO4) το οποίο έχει ιώδες χρώμα και μετατρέπεται σε άχρωμα ιόντα Mn2+. Η αλκοόλη στο παράδειγμα έχασε δύο άτομα υδρογόνου και πήρε ένα άτομο οξυγόνου, άρα αυξήθηκε ο αριθμός οξείδωσης κατά 4 μονάδες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλκοολών Η μεθανόλη οξειδώνεται αρχικά σε μεθανάλη, η μεθανάλη στη συνέχεια σε μεθανικό οξύ και το μεθανικό οξύ είναι το μόνο κορεσμένο καρβοξυλικό οξύ που οξειδώνεται στη συνέχεια σε διοξείδιο του άνθρακα. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλκοολών Οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται με διάσπαση δεσμού C−H σε κετόνες. Χρησιμοποιούνται τα ίδια οξειδωτικά. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλκοολών Η καταλυτική αφυδρογόνωση (αντίδραση απόσπασης) ανήκει και στις αντιδράσεις οξείδωσης. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλδεϋδών Οι αλδεΰδες οξειδώνονται με τα συνηθισμένα οξειδωτικά μέσα (K2Cr2O7 / H2SO4, KMnO4 / H2SO4) Προσλαμβάνουν ένα άτομο οξυγόνου και αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσης του άνθρακα του καρβονυλίου κατά δύο μονάδες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Οξείδωση αλδεϋδών Οι αλδεΰδες οξειδώνονται με ήπια οξειδωτικά μέσα, το αντιδραστήριο Fehling και το αντιδραστήριο Tollens Το αντιδραστήριο Fehling είναι ένα αλκαλικό διάλυμα ιόντων Cu+2 γαλάζιου χρώματος το οποίο σχηματίζει καστανέρυθρο ίζημα Cu2O. Το αντιδραστήριο Tollens είναι αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου το οποίο είναι διαυγές αδιαφανές υγρό και σχηματίζει κάτοπτρο αργύρου. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Οξείδωση μεθανικού και οξαλικού οξέος Το μεθανικό ή μυρμηγκικό οξύ (ΗCOOH) και τα άλατά του με νάτριο ή κάλιο (ΗCOONa, HCOOK) οξειδώνονται με τα συνηθισμένα οξειδωτικά μέσα σε διοξείδιο του άνθρακα. Το οξαλικό ή αιθανοδιικοό οξύ (CΟΟΗ)2 και τα άλατά του με νάτριο ή κάλιο (COONa)2, (COOΚ)2 οξειδώνονται με τα συνηθισμένα οξειδωτικά μέσα σε διοξείδιο του άνθρακα. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Αναγωγή Οι αντιδράσεις προσθήκης υδρογόνου σε αλκένια, αλκίνια, αλδεϋδες, κετόνες και νιτρίλια κατατάσσονται και στις αντιδράσεις αναγωγής. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Διακρίσεις Οι αλδεΰδες οξειδώνονται με το φελίγγειο υγρό και σχηματίζουν καστανό ίζημα Cu2O ενώ με το αντιδραστήριο Tollens σχηματίζουν κάτοπτρο αργύρου. Διάκριση από τις ισομερείς κετόνες που δεν αντιδρούν. Οι πρωτοταγείς και οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται με το ερυθροϊώδες όξινο διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου και το αποχρωματίζουν επίσης οξειδώνονται με το πορτοκαλί όξινο διάλυμα διχρωμικού καλίου και το μεταβάλλουν σε πράσινο. Διάκριση από τις τριτοταγείς αλκοόλες που δεν οξειδώνονται. Το μεθανικό και το οξαλικό οξύ είναι τα μοναδικά οξέα που οξειδώνονται. Αποχρωματίζουν το ερυθροϊώδες όξινο διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου και μεταβάλλουν σε πράσινο το πορτοκαλί διάλυμα διχρωμικού καλίου. Το αέριο CO2 που ελευθερώνουν θολώνει το διαυγές ασβεστόνερο. Η μεθανόλη είναι η μοναδική πρωτοταγής αλκοόλη που οξειδώνεται σε διοξείδιο του άνθρακα και αντίστοιχα η μεθανάλη είναι η μοναδική αλδεΰδη που οξειδώνεται σε διοξείδιο του άνθρακα. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr