7.3. Reaktionen der Alkanole (Auswahl

Oxidation der Alkanole
und
soll die Oxidation der Alkanole mit Hilfe
der Oxidationszahl von C, mit
Berücksichtigung der vollständigen
Atombilanz und Elektronenbilanz
abgehandelt werden?
Ziel sollte sein: Wie kann ich aus org.
Molekül A Molekül B bilden?
7.3. Reaktionen der Alkanole (Auswahl)
7.3.1 Oxidation der Alkanole
Versuch A: Nachweis von Alkohol in Ausatemluft mit dem Teströhrchen (Bezugsquelle shop.alkohit.
de oder pearl.ch)
Ein Schüler spült den Mund mit Schnaps.
Orange Cr(VI)
Beobachtung:
Reaktion beim Einblasen von Ethanol:
grün Cr(III)
7.3. Reaktionen der Alkanole (Auswahl)
7.3.1 Oxidation der Alkanole
Versuch A: Nachweis von Alkohol in Ausatemluft mit dem Teströhrchen
Ein Schüler spült den Mund mit Schnaps.
Orange Cr(VI)
Beobachtung:
Reaktion beim Einblasen von Ethanol:
Teilreaktion Reduktion: Cr(VI) + 3 e → Cr(III)
Teilreaktion Oxidation: der Ethanol gibt Elektronen ab
grün Cr(III)
Versuch B. Oxidation eines primären, sekundären und tertiären Alkanols
Informationen zu Mangan Mn
Oxidationsstufen
Mn(VII) in MnO4- violett
Mn(VI) in MnO4 2- grün
Mn(IV) in MnO2
braun
1-Propanol
Reduktionen:
Mn(VII)
→
Mn(VI)
→
Mn(IV)
Mn(VI)
2-Propanol
2-Methyl-2-propanol
1.Schritt
2. Schritt
Folgerungen
Aufgaben:
Welche der folgenden Alkanole reagieren mit Mn(VII)?
Welche Abkömmlinge entstehen aus den Alkanolen?
Falls eine stufenweise Oxidation der Alkanole möglich ist, die Zwischenprodukte angeben.
2-Pentanol, 2-Methyl-2-butanol, 1-Butanol, 3-Methyl-2-butanol
Experiment (Experiment des Monats Juli 1999)
Material:
drei Petrischalen, drei Pipetten
1-Propanol, 2-Propanol, 2-Methyl-2-propanol
35 ml 0.006 M Kaliumpermangonatlösung
35 ml NaOH 2 M
Hellraumprojektor
Durchführung:
35 ml der Kaliumpermangonatlösung mit 35 ml der Natronlauge
vermischen und auf die drei Petrischalen, welche auf dem
Hellraumprojektor stehen, verteilen.
Je 2-3 Tropfen der verschiedenen Alkanole den drei Petrischalen
zugeben
Nach ein paar Minuten ist die Grünfärbung sichtbar, für die
Bildung von Braunstein braucht es etwa 8 Minuten.
OH
Propanol
1. Schritt
Zweimalige
Oxidation
2. Schritt
1. Schritt
a) Teilreaktion der Reduktion
2 Mn(VII) + 2e = 2 Mn(VI)
b) Teilreaktion der Oxidation
H
C
C
H
O H
O
C
C
C
H
+
2 H+ + 2 e
ein Aldehyd
( ev . Neutralisationsreaktion 2OH- + 2 H+ → 2 H2O
Teilreaktion der Oxidation
1-Propanol + 2 OH- → Propanal + 2 H2O + 2 e-)
2. Schritt
a) Teilreaktion der Reduktion: Mn (VI) + 2e = Mn(IV)
b) Teilreaktion der Oxidation
Addition von Wasser
H
O
O
+
O
H
H
H
H
OH
Oxidation
O
C
H
H
O
+
OH
OH
eine Carbonsäure
(Ev. Neutralisationsreaktion)
2 H+
+2e
C
C
C
2-Propanol
H
O
H
nur ein Schritt
Teilreaktion der Reduktion
2 Mn (VII) + 2 e = 2 Mn(VI)
Teilreaktion der Oxidation:
C
C
C
H
O
H
C
C
O
C
+ 2 H+ + 2e
ein Keton
(ev. Neutralisationsreaktion)
2-Methyl-2-propanol
• Keine Reaktion, weil
…..
C
C
C
O
C
H
Folgerungen
• Ein primärer Alkanol lässt sich über das
Aldehyd zur Carbonsäure oxidieren
• Ein sekundärer Alkanol lässt sich zum
Keton oxidieren
• Ein tertiärer Alkanol lässt sich nicht
oxidieren
Primary alcohol
VII
Secondary Alcohols
Tertiary Alcohols
Wie kompliziert soll eine Redoxreaktion mit Molekülen sein?
Welche Schwierigkeiten treten auf?
Alternativen zur 2 H+ + 2 e Abspaltung
Easy : Mg → Mg 2+ + 2 e
Fall Oxidation Propanol
Propanal
O
O
H
H
C3H8O
H
+?
H
C3H6O + 2 H (?)
Ohne OZ von C:
Oxidation: rechts fehlen Elektronen, woher kommen die?
Problem: H als: H +I, H 0 oder H-I ? Kein Gas ersichtlich,
wahrscheinlich H +I
ev. Neutralisation von H+ mit OHC3H8O + 2OH- → C3H6O + 2 H2O + 2 e
Mit OZ von C
O
O
H
H
C (-I)
+ 2e +?
H
H
C (+I)
Schwieriger Umgang mit OZ
für H und O Atombilanz: Wasser als Produkt angeben (rechts)
und Ausgleichen der Atombilanz mit OH- (links)
C3H8O + 2 OH- →C3H6O + 2 H2O + 2 e
Fall : Oxidation Propanal zu Propansäure
O
O
+?
+?
O
H
H
Mit OZ:
OZ-Aenderung von C:
C(+I) → C (+III) + 2 e
Gleichung mit Atombilanz richtig stellen:
C3H6O → C3H6O2 + 2 e
wir nehmen OH-, H2O
C3H6O + 2 OH- →C3H6O2 + H2O + 2 e-
Oder wie vorher mit Addition von Wasser
H
O
O
+
H
O
H
H
H
OH