Окисно-відновні реакції в органічній хімії

Тема. Окисно-відновні реакції в органічній хімії.

Цілі:  визначити місце окисно-відновних реакцій в органічній хімії; відпрацювати вміння визначати ступінь окиснення у формулах речовин, що беруть участь у реакції; продовжувати розвивати в учнів хімічну мову, пам’ять, мислення (аналіз, синтез), уміння порівнювати, виділяти головне та робити висновки .

                                    Хід заняття.

І. Організаційний етап.

ІІ.Акткалізація опорних знань.

Бесіда.

1.Які елементи входять до складу органічних сполук?

2. Що таке процеси окиснення та відновлення?

3. Яке значення окисно-відновних реакцій в неорганічній хімії?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Пояснення вчителя.

Величезна кількість відомих органічних сполук  мають в своєму складі оксисен та гідроген.

Ще зовсім недавно під час написання рівнян­ня окисно-відновної реакції за участі органічної речовини можна було обмежитися лише схемою, наприклад:

СН3 – СН = СН2 + 4[0]  → СН3СООН + СО2

За цією самою схемою можна було обчислити масу органічних речовин, які вступають або вихо­дять у результаті реакції.

Такий запис раціональний, зручний, за цією схемою легко вести розрахунки.

Для того щоб «розставити» коефіцієнти в окисно-відновній реакції за участі органіч­них речовин, необхідно заздалегідь визначити ступені окиснення кожного атома Карбону в ор­ганічній сполуці. А оскільки різні атоми Кар­бону в одній органічній сполуці можуть мати різні ступені окиснення, то використання ме­тоду електронного балансу і процес зрівнювання відразу істотно ускладнюються.

3СН  ≡ СН + 8КМпО4 + 4Н2О →3 НООС- СООН+8МnО2 + 8КОН

Окисник-калій перманганат  (точніше манган зі ступенем окиснення +7)

Розглянем, як «працює» метод напівреакцій в органічній хімії. В основі цього методу — складання не електрон­ного, а електронно-йонного балансу. Більше того, у йонному вигляді пишуть тільки речовини, які дисоціюють на йони, тобто які є електролітами. Ор­ганічні речовини електролітами не є (за винятком деяких солей карбонових кислот, але і їхні фор­мули можна представити в молекулярній формі). Отже, органічну речовину представляють у моле­кулярній формі, записують її брутто-формулу, яка відбиває її склад. Необхідність обчислення ступеня окиснення відпадає, тому що молекула органічної речовини, як і будь-якої неорганічної — елек-тронейтральна молекула, заряд якої дорівнює 0.

Для розрахунку кількості неорганічної речовини окисника або відновника, який вступив в реакцію з органічною сполукою, дійсно знадобиться складання повного рівняння окисно-відновної реакції.

Але для цього доцільним використання не метод електронного балансу, а метод електронно-йонного балансу, що також має назву метод напівреакцій, переваги якого очевидні:

1)немає необхідності обчислювати ступені окиснення атомів карбону в органічних речовинах;

2) можна використовувати молекулярні або брутто-формули;

3)використання методу напівреакцій дозволяє одночасно визначити коефіцієнти не тільки для окисника й відновника та продуктів окиснення та відновлення, але й для інших учасників реакції.

Розглянемо деякі приклади окисно-відновних реакцій за участі органічних речовин.

Пропен СН3-СН = СН2 (брутто-формула яко­го С3Н6) окиснюється, тому що в процесі реак­ції «втрачає» атоми Гідрогену й «отримує» ато­ми Оксигену (брутто-формули продуктів реак­ції С2Н4О2 і СО2), отже, неорганічна речовина КМпО4 — окисник.

СН3 – СН = СН2+КМnО4 + Н2SO4 →СН3 – СООН+СO2+МnSO4 + К2SO4 + Н2O

MnO 1-4+8H1++5e→Mn2++4H 2O                       Окисник

C 3H6+4H 2O -10e→C 2H 4O2+CO2+10H1+         Відновник

Повне йонне рівняння:

C 3H6+ 2МnО 1-4+6H1+→ C 2H 4O2+ CO2+Mn2++4H 2O

Повне рівняння окисно-відновної реакції:

СН3 – СН = СН2+2КМnО4 +3 Н2SO4 →СН3 – СООН+СO2+2МnSO4 +     +К2SO4 + 4Н2O

Органічна сполука в цій реакції є відновником, а як змінювались ступені окиснення в різних атомів карбону- не має значення. Так само, як не має значення, скільки окисних процесів відбулося.

IV. Узагальнення та систематизація знань.

Розставте коефіцієнти, використовуючи метод напівреакцій , у таких схемах реакцій:

1.С 6Н 52Н5+КМnO4+H 2O→C 6H5-COOK+KOH+K 2CO3

2.C 6H6+KClO3+H 2SO4→HOOC-COOH+HOOC-CH=CH-COOH+

+KCl+K 2SO+H 2O

V.Домашнє завдання.   

Опрацювати конспект.

завантаження...
WordPress: 22.88MB | MySQL:26 | 1,238sec