Задание 4 Дан перечень веществ: CuO, Fe2O3, Cu(OH)2,, Fe(OH)3, Cu, Fe, CuCl2 1) Исходя из предложенных веществ, составьте цепочку превращения таким образом, чтобы первым веществом был гидроксид железа(III), а последним гидроксид меди (II) (5б)
2) Напишите уравнения реакций, с которых можно осуществить составленную цепочку превращения (12б)
3) Какие из записанных реакций являются окислительно-восстановительными? (3б)
1) Гидрирование (с образованием первичных спиртов):
H₃C-COH+H₂→H₃C-CH₂-OH
2) Присоединение гидросульфита натрия (только для алициклических):
H₃C-COH+NaHSO₃→H₃C-C-SO₃Na
|
OH
3) Присоединение синильной кислоты (образование гидроксинитрилов, или циангидринов): H₃C-COH+HCN→H₃C-CH-CN
|
OH
4) Присоединение спиртов (образование ацеталей):
R-COH+H₃-CH₂-OH⇄R-CH-O-CH₂-CH₃
| полуацеталь
OH
R-CH-O-CH₂-CH₃ R-CH-O-CH₂-CH₃
| +H₃C-CH₂-OH⇄ | ацеталь
OH O-CH₂-CH₃
5) Гидратация: CH₂=O+H₂O→H₂C(OH)₂ гидрат формальдегида
6) Присоединение реактива Гриньяра:
R-COH+H₃C-CH₂-MgI→R-CH-CH₂-CH₃
|
O-MgI
R-CH-CH₂-CH₃ R-CH-CH₂-CH₃
| +H₂O→ | +Mg(OH)I
O-MgI OH
7) Полимеризация (циклическая и линейная)
7.1) линейная: под действием света происходит линейная полимеризация 40%-ного водного раствора формальдегида с образованием параформа (картинка внизу).
7.2) циклическая: альдегиды самопроизвольно или под действием кислот могут вступать в реакции тримеризации и тетрамеризации, при этом образуются шести- и восьмичленные циклы с чередующимися атомами углерода и кислорода в молекуле (картинка внизу).
8) Поликонденсация: реакции поликонденсации – это процесс образования полимеров из низкомолекулярных веществ, сопровождающийся отщеплением побочных низкомолекулярных веществ – воды, спирта, галогеноводородов и т.д. Альдегиды вступают в реакцию поликонденсации с фенолом (анилином и т.д.) с образованием соответствующих полимерных смол. Реакции протекают ступенчато: сначала образуется димер, затем тример и т.д. (картинка внизу).
9) Конденсация (картинка внизу).
10) Горение: CnH2nO+
O₂→nCO₂↑+nH₂O
11) Реакции окисления. Альдегиды легко окисляются до кислот даже слабыми окислителями, такими как аммиачный раствор оксида серебра (Ag₂O/NH₃, или [Ag(NH₃)₂]OH), а также свежеосажденным гидроксидом меди (II):
11.1) реакция "серебряного зеркала": R-COH+2[Ag(NH₃)₂]OH→R-COONH₄ (или RCOOH) + 2Ag↓+3NH₃↑ (или 4NH₃↑)+H₂O
Исключение для формальдегида: HCOH+4[Ag(NH₃)₂]OH→(NH₄)₂CO₃+4Ag↓+6NH₃↑+2H₂O
11.2) R-COH+2Cu(OH)₂→R-COOH+Cu₂O↓+2H₂O
12) Реакции замещения с соединениями, содержащими аминогруппу (картинка внизу).
13) Взаимодействие с пентахлоридом фосфора:
R-COH+PCl₅→R-CH-Cl+POCl₃
|
Cl
14) Замещение атома водорода в радикале в α-положении к карбонильной группе (например, галогенирование). Сильно поляризованная карбонильная группа в молекулах альдегидов и кетонов вызывает понижение электронной плотности (δ+) на атомах углерода в α-положении, вследствие чего атомы водорода приобретают повышенную реакционную и могут отщепляться в виде протона:
H₃C-CH₂-CH₂-COH+Br₂→H₃C-CH₂-CH-COH+HBr
|
Br
1C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 ===
1 моль 1 моль
n(Cu(OH)2 = m/M = 4,9 / 138=0,036моль
n(C3H5(OH)3 = n(Cu(OH)2) = 0,036моль
m(C3H5(OH)3)=n*M = 0,036 * 92= 3,312 г
m(CnH2n+1OH) = 21,2-3,312 = 17,888 г
2C3H5(OH)3 + 6Na = 2C3H5(ONa)3 + 3H2
2 моль 3 моль
n(H2) = 3/2n(2C3H5(OH)3) = 0,036*3/2 = 0,054 моль (из глицерина)
n(H2) = 5,6/22,4 = 0,25моль (всего)
n(H2) = 0,25-0,108 = 0,196 моль (из одноатомногО спирта)
2СnH2n+1OH + 2Na = CnH2n+1ONa + H2
2 моль 1 моль
n(CnH2n+OH)= 2n(H2) = 0,392 моль
M(CnH2nOH) = m/n = 17,888 / 0,392 = 46г
14n+18 = 46
14n = 28
n=2
C2H5OH