Окислительно – восстановительные свойства пероксида водорода в различных средах

Окислительно – восстановительные свойства соединений хрома в различных средах

Соединения хрома (VI) – сильные окислители, легко восстанавливаются  в соединения хрома (III), продукт восстановления в различных средах можно представить схематично:                       

В кислой среде:    K₂Cr₂⁺⁶O₇  +  7H₂SO₄(разб)  +  6KI^-   =  Cr₂⁺³(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 3I₂⁰ + 7H₂O

В щелочной среде:  2K₂Cr⁺⁶O₄  +  3(NH₄)₂S^-2  + 2KOH  +  2H₂O  =  2K₃[Cr⁺³(OH)₆]   +  3S⁰↓  +  6NH₃↑

В нейтральной среде:  2K₂Cr⁺⁶O₄  +  3(NH₄)₂S^-2  +  2H₂O  =  2Cr⁺³(OH)3↓ +  3S⁰↓  + 6NH₃↑  + 4KOH

Хроматы – устойчивы при  нагревании, дихроматы – разлагаются:  4K₂Cr₂O₇   =  4K₂CrO₄ + 2Cr₂O₃  + 3O₂↑

Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в различных средах

В кислой среде:      2KMn⁺⁷O₄ + 16HCl^-(конц) = 2Mn⁺²Cl₂ + 2KCl + 5Cl₂⁰ + 8H₂O                                                                                            

В нейтральной среде:   2KMn⁺⁷O₄ + Н₂О + 3К₂S⁺⁴O₃  = 2Mn⁺⁴O₂↓ + 3K₂S⁺⁶O₄ + 2KOH

В щелочной среде:  2KMn⁺⁷O₄ + 3К₂S⁺⁴O₃  + KOH  =  K₂Mn⁺⁶O₄ + K₂S⁺⁶O₄ + H₂O

___________________________________________________________________________________

Алкены   При мягком окислении алкены превращаются в гликоли (двухатомные спирты).

3C^-2H₂ = C^-2H₂  + 2KMn⁺⁷O₄  +  4H₂O → 3HO-C^-1H₂-C^-1H₂-OH  + 2Mn⁺⁴O₂  + 2KOH

            В  жестких условиях окисление приводит к разрыву углеродной цепи по месту двойной связи и образованию двух кислот (в щелочной среде – солей) или кислоты и оксида углерода (IV) (в сильнощелочной среде – соли органической кислоты и карбоната).

1. 5СН₃-СН = СН-СН₂-СН₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄     →  5CH₃-COOH + 5C₂H₅-COOH + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ +12H₂O
2. 5СН₃-СН = CH₂  +  10KMnO₄ + 15H₂SO₄  → 5CH₃-COOH  + 5CO₂ + 10MnSO₄ +5K₂SO₄  + 20H₂O
3. СН₃-СН = СН-СН₂-СН₃ +  8KMnO₄ + 10KOH  → CH₃COOK  +  C₂H COOK  + 6H₂O  +  8K₂MnO₄
4. СН₃-СН = CH₂  + 10KMnO₄  + 13KOH  → CH₃COOK  + K₂CO₃  + 8H₂O  + 10K₂MnO₄

Алкины  Алкины окисляются легче, чем алкены, поэтому окисление протекает с разрывом углеродной цепи по месту тройной связи. В результате окисления алкинов образуются кислоты и оксид углерода (II).

В кислой среде:  5СН₃-СН º СН-СН₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ →  10CH₃COOH + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄+4H₂O

Ацетилен окисляется перманганатом калия до углекислого газа:  С₂^-1Н₂ + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄ → 2C⁺⁴O₂ + 2Mn⁺²SO₄ + 4H₂O +K₂SO₄

 В нейтральной среде: Ацетилен окисляется перманганатом калия  в нейтральной или слабощелочной среде до оксалата калия:    3CHºC^-1H + 8KMn⁺⁷O₄ → 3K₂C₂⁺³O₄ + 8Mn⁺⁴O₂ + 2KOH + 2H₂O

 В щелочной среде:  CH3-C º CH + 8KMnO₄ + 11KOH → CH₃COOK + K₂CO₃ + 8K₂MnO4 + 6H₂O

Арены - гомологи бензола Сильные окислители разрушают боковые цепи в молекулах гомологов бензола, не затрагивая бензольное кольцо. Окисление аренов с одной боковой цепью  в кислой среде приводит к образованию бензойной кислоты, в щелочной и нейтральной среде – к образованию соли бензойной кислоты.

В кислой среде:  Окисление метилбензола перманганатом калия:

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5С₆H₅COOH + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄ + 14H₂O

                                Окисление этилбензола перманганатом калия:

                               5C₆H₅CH₂ - СН₃ + 12KMnO₄ + 18H₂SO₄ → 5С₆H₅COOH + 5СО₂ + 12MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 28H₂O

                                Окисление стирола перманганатом калия:

                                С₆Н₅-СН═СН₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → С₆H₅COOH + СО₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O

В щелочной среде:      Окисление метилбензола перманганатом калия:

                         C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 7KOH → С₆H₅COOK + 5H₂O  + 6K₂MnO₄

                                         Окисление этилбензола перманганатом калия:

 C₆H₅CH₂ - СН₃ + 12KMnO₄ + 15KOH → С₆H₅COOK + К₂СО₃ + 12K₂MnO₄ + 10H₂O 

                                          Окисление стирола перманганатом калия:

 С₆Н₅-СН═СН₂ + 10KMnO₄ + 13КОН → С₆H₅COOK + К₂СО₃ + 10K₂MnO₄ + 8H₂O 

В нейтральной среде:   Окисление метилбензола перманганатом калия:

C₆H₅CH₃ + 2KMnO₄  → С₆H₅COOK + 2MnO₂ + KOH + H₂O

                                             Окисление этилбензола перманганатом калия:

C₆H₅CH₂ - СН₃ + 4KMnO₄ → С₆H₅COOK + К₂СО₃ + 4MnO₂ + KOH + 2H₂O

                                         Окисление стирола перманганатом калия:

3С₆Н₅-СН═СН₂ + 2KMnO₄ + 4Н₂О → 3С₆Н₅-СН-СН₂ + 2MnO₂ + 2KOH

                                                                                       ОН   ОН

 Алканолы (спирты) Окисление спиртов производят сильными окислителями KMnO₄ или K₂Cr₂O₇ в присутствии серной кислоты. Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны.

Окисление этанола:  5СН₃-СН₂-ОН + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5CH₃C═O + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

                                                H

 Окисление пропанола – 2:  5СН₃-СН-СН₃  + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5СН₃-С-СН₃  + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

                                           C избытком  окислителя  (KMnO₄ или K₂Cr₂O₇) в любой среде  первичные спирты окисляются до карбоновых кислот или их солей, а вторичные  - до кетонов. Третичные спирты не окисляются, а метанол окисляется до углекислого газа.      5СН₃-СН₂-ОН + 4KMnO₄ + 6H₂SO₄ → 5СН₃СООН + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 11H₂O

Двухатомные спирты окисляются до двухосновных карбоновых кислот.

5НО-СН₂-СН₂-СН₂-ОН + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5НООС-СН₂-СН₂-СН₂-СООН + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 22H₂O

Альдегиды  Альдегиды – сильные восстановители, поэтому легко окисляются при нагревании различными окислителями KMnO₄ , K₂Cr₂O₇ или [Ag(NH₃)₂]OH. Формальдегид с избытком окислителя окисляется до углекислого газа.

Окисление аммиачным р-ом оксида серебра  СН₃С⁺¹ОН + 2[Ag⁺¹(NH₃)₂]OH → СН₃С⁺³ООNH₄ + 2Ag⁰ ↓ + H₂O  + 3NH₃↑

Перманганатом калия в кислой среде:  5СН₃-СН₂-СОН+2KMnO₄ + 3H₂SO₄→5СН₃-СН₂-СООН +2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O Окисление перманганатом калия в щелочной среде: СН₃-СН₂-СОН + 2KMnO₄ + 3КОН → С₂Н₅СООК + 2K₂MnO₄ + 2H₂O