Ossidazione del toluene. Reazioni di ossidazione delle sostanze organiche

Il toluene è un liquido incolore con un odore specifico. Il toluene è più leggero dell'acqua e non si dissolve in essa, ma si dissolve facilmente in solventi organici: alcool, etere, acetone. Il toluene è un buon solvente per molte sostanze organiche. Brucia con una fiamma fumosa a causa dell'alto contenuto di carbonio della sua molecola.

Le proprietà fisiche del toluene sono presentate nella tabella.

Tavolo. Proprietà fisiche del toluene.

Proprietà chimiche del toluene

I. Reazione di ossidazione.

1. Combustione (fiamma fumante):

2C6H5CH3+16O2 T→ 14CO2 + 8H2O + Q

2. Il toluene viene ossidato dal permanganato di potassio (il permanganato di potassio viene scolorito):

A) in ambiente acido all'acido benzoico

Quando il toluene è esposto al permanganato di potassio e ad altri forti agenti ossidanti, le catene laterali vengono ossidate. Non importa quanto sia complessa la catena del sostituente, questa viene distrutta, ad eccezione dell'atomo di carbonio α, che viene ossidato in un gruppo carbossilico. Il toluene dà acido benzoico:

B) nei sali dell'acido neutro e leggermente alcalino-benzoico

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + KOH + 2MnO 2 + H 2 O

II. REAZIONI DI AGGIUNTA

1. Alogenazione

CON 6 N 5 CH 3 +Vg 2  CON 6 N 5 CH 2 Vg+NVg

C6H5CH3 +Cl2 H ν →C6H5CH2Cl+HCl

2. Idrogenazione

C6H5CH3 + 3H2 T , Pt O Ni→C 6 H 11 CH 3 (metilcicloesano)

III. REAZIONI DI SOSTITUZIONE– meccanismo ionico (più leggero degli alcani)

1. Alogenazione -

Le proprietà chimiche dei radicali alchilici sono simili agli alcani. Gli atomi di idrogeno in essi contenuti vengono sostituiti da alogeni mediante un meccanismo di radicali liberi. Pertanto, in assenza di un catalizzatore, in seguito al riscaldamento o all'irradiazione UV, si verifica una reazione di sostituzione radicalica nella catena a 4 lati. L'influenza dell'anello benzenico sui sostituenti alchilici porta al fatto che l'atomo di idrogeno sull'atomo di carbonio direttamente legato all'anello benzenico (atomo di carbonio a) viene sempre sostituito.

C6H5 -CH3 + Cl2 H ν → C 6 H 5 -CH 2 -Cl + HCl

in presenza di un catalizzatore

C6H5 -CH3 +Cl2 AlCl 3 → (miscela orta, coppia di derivati) +HCl

2. Nitrazione (con acido nitrico)

C6H5-CH3+3HO-NO2 T , H 2 COSÌ 4 → CH 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O

2,4,6-trinitrotoluene (tol, TNT)

Uso del toluene.

Toluene C 6 H 5 –CH 3 – solvente, utilizzato nella produzione di coloranti, medicinali ed esplosivi (TNT (TNT) o 2,4,6-trinitrotoluene TNT).

2.2. Essere nella natura

Il toluene fu ottenuto per la prima volta distillando la resina di pino nel 1835 da Peltier P., e successivamente fu isolato dal balsamo Tolu (resina dalla corteccia dell'albero Myraxylo, che cresce in America Centrale). Questa sostanza prende il nome dalla città di Tolu (Colombia).

2.3. Fonti antropogeniche di toluene che entrano nella biosfera.

Le fonti principali sono la distillazione del carbone e una serie di processi petrolchimici, in particolare il reforming catalitico, la distillazione del petrolio greggio e l'alchilazione degli idrocarburi aromatici inferiori. Gli idrocarburi policiclici sono presenti nei fumi contenuti nell'atmosfera delle città.

La fonte dell'inquinamento atmosferico può essere l'industria metallurgica e i veicoli a motore.

Il livello di fondo del toluene nell'atmosfera è 0,75 μg/m 3 (0,00075 mg/m 3).

Inoltre, le principali fonti di toluene che entrano nell'ambiente sono la produzione chimica di esplosivi, resine epossidiche, vernici e pitture, ecc.

Equalizzazione delle reazioni redox che coinvolgono sostanze organiche mediante il metodo della bilancia elettronica.

Le reazioni di ossidazione delle sostanze organiche si trovano spesso in un corso di chimica di base. Allo stesso tempo, la loro registrazione viene solitamente presentata sotto forma di semplici diagrammi, alcuni dei quali danno solo un'idea generale delle trasformazioni di sostanze di classi diverse l'una nell'altra, senza tener conto delle condizioni specifiche del processo ( ad esempio, la reazione del mezzo), che influenzano la composizione dei prodotti di reazione. Nel frattempo, i requisiti dell'Esame di Stato unificato di Chimica nella parte C sono tali che diventa necessario scrivere l'equazione di reazione con un certo insieme di coefficienti. Questo documento fornisce raccomandazioni sulla metodologia per comporre tali equazioni.

Per descrivere le reazioni redox vengono utilizzati due metodi: il metodo delle equazioni elettrone-ione e il metodo del bilancio elettronico. Senza soffermarci sul primo, notiamo che il metodo della bilancia elettronica viene studiato in un corso di chimica scolastica di base e quindi è del tutto applicabile per proseguire lo studio della materia.

Le equazioni di bilancio elettronico descrivono principalmente i processi di ossidazione e riduzione degli atomi. Inoltre, fattori speciali indicano i coefficienti davanti alle formule delle sostanze contenenti atomi che hanno partecipato ai processi di ossidazione e riduzione. Questo, a sua volta, ti consente di trovare i coefficienti rimanenti.

Esempio 1. Ossidazione del toluene con permanganato di potassio in un mezzo acido.

C6H5 -CH3 + KMnO4 + H2SO4 = ...

È noto che i radicali metilici laterali degli areni vengono solitamente ossidati a carbossile, quindi in questo caso si forma acido benzoico. Il permanganato di potassio in un ambiente acido viene ridotto a cationi di manganese doppiamente carichi. Data la presenza di un ambiente di acido solforico, i prodotti saranno solfato di manganese (II) e solfato di potassio. Inoltre, l'ossidazione in un ambiente acido produce acqua. Ora lo schema di reazione è simile al seguente:

C 6 H 5 -CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = C 6 H 5 COOH + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Il diagramma mostra che lo stato dell'atomo di carbonio nel radicale metile, così come l'atomo di manganese, cambia. Gli stati di ossidazione del manganese sono determinati secondo le regole generali di calcolo: nel permanganato di potassio +7, nel solfato di manganese +2. Gli stati di ossidazione dell'atomo di carbonio possono essere facilmente determinati sulla base delle formule strutturali del radicale metile e del carbossile. Per fare ciò, dobbiamo considerare lo spostamento della densità elettronica basato sul fatto che in termini di elettronegatività, il carbonio occupa una posizione intermedia tra idrogeno e ossigeno, e il legame C-C è formalmente considerato non polare. Nel radicale metile, l'atomo di carbonio attrae tre elettroni da tre atomi di idrogeno, quindi il suo stato di ossidazione è -3. Nel carbossile, l'atomo di carbonio dona due elettroni all'atomo di ossigeno carbonilico e un elettrone all'atomo di ossigeno idrossilico, quindi lo stato di ossidazione dell'atomo di carbonio è +3.

Equazione del bilancio elettronico:

Mn +7 + 5e = Mn +2 6

DO -3 – 6e = DO +3 5

Prima delle formule di sostanze contenenti manganese è richiesto un coefficiente di 6 e prima delle formule di toluene e acido benzoico - 5.

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + H 2 O

E il numero di atomi di zolfo:

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 +9H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 +3K 2 SO 4 + H 2 O

Nella fase finale, davanti alla formula dell'acqua è richiesto un coefficiente, che può essere derivato selezionando il numero di atomi di idrogeno o di ossigeno:

5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + K 2 SO 4 + 14H 2 O

Esempio 2. Reazione “Specchio d'argento”.

La maggior parte delle fonti letterarie indicano che le aldeidi in queste reazioni vengono ossidate nei corrispondenti acidi carbossilici. In questo caso l'agente ossidante è una soluzione di ammoniaca di ossido di argento (I) – Ag 2 O amm.soluzione In realtà la reazione avviene in un ambiente alcalino ammoniacale, quindi si dovrebbe formare un sale di ammonio o CO 2 in caso di ossidazione della formaldeide.

Consideriamo l'ossidazione dell'acetaldeide con il reagente di Tollens:

CH3CHO + Ag(NH3)2OH = ...

In questo caso, il prodotto di ossidazione sarà acetato di ammonio e il prodotto di riduzione sarà argento:

CH 3 CHO + Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + Ag + ...

L'atomo di carbonio del gruppo carbonilico subisce l'ossidazione. Secondo la struttura del carbonile, l'atomo di carbonio cede due elettroni all'atomo di ossigeno e riceve un elettrone dall'atomo di idrogeno, cioè Lo stato di ossidazione del carbonio è +1. Nel gruppo carbossilico dell'acetato di ammonio, l'atomo di carbonio dona tre elettroni agli atomi di ossigeno e ha uno stato di ossidazione di +3. Equazione del bilancio elettronico:

Do +1 – 2e = Do +3 1

Ag +1 + 1e = Ag 0 2

Mettiamo i coefficienti davanti alle formule delle sostanze contenenti atomi di carbonio e argento:

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + …

Delle quattro molecole di ammoniaca sul lato sinistro dell'equazione, una parteciperà alla formazione del sale e le restanti tre verranno rilasciate in forma libera. Inoltre, i prodotti della reazione conterranno acqua, il cui coefficiente davanti alla formula può essere trovato selezionando (1):

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3 ) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O

In conclusione, notiamo che un metodo alternativo per descrivere l'ORR - il metodo delle equazioni elettrone-ione - nonostante i suoi vantaggi, richiede tempo di studio aggiuntivo per lo studio e la pratica, che, di regola, è estremamente limitato. Tuttavia, il noto metodo della bilancia elettronica, se utilizzato correttamente, porta ai risultati desiderati.

Il toluene è il metilbenzene, che è un liquido incolore appartenente alla classe degli areni, che sono composti organici con un sistema aromatico nella loro composizione.

La caratteristica fondamentale di questa sostanza può essere considerata il suo odore specifico. Questa però non è l’unica “caratteristica distintiva” della sostanza. Il toluene ha molte proprietà e caratteristiche e vale la pena parlarne brevemente.

Un po' di storia

Le proprietà chimiche del toluene iniziarono a essere studiate poco meno di 200 anni fa, quando fu ottenuto per la prima volta. La sostanza fu scoperta nel 1835 dal farmacista e chimico francese Pierre Joseph Pelletier. Lo scienziato ha ottenuto il toluene distillando la resina di pino.

E tre anni dopo, il chimico fisico francese Henri Saint-Clair Deville isolò questa sostanza da un balsamo che portò dalla città colombiana di Tolu. In onore di questa bevanda, infatti, il composto ha preso il nome.

informazioni generali

Cosa si può dire delle caratteristiche e delle proprietà chimiche del toluene? La sostanza è un liquido mobile volatile con un odore pungente. Ha un lieve effetto narcotico. Reagisce con un numero illimitato di idrocarburi, interagisce con eteri ed esteri, con alcoli. Non si mescola con l'acqua.

Le caratteristiche sono le seguenti:

• La sostanza è designata dalla formula C 7 H 8.
• La sua massa molare è 92,14 g/mol.
• La densità è di 0,86694 g/cm³.
• I punti di fusione e di ebollizione sono rispettivamente −95 ℃ e 110,6 ℃.
• Il calore specifico di evaporazione è 364 kJ/kg.
• La temperatura critica di transizione di fase è 320 °C.

Questa sostanza è anche infiammabile. Brucia con una fiamma fumosa.

Proprietà chimiche fondamentali

Il toluene è una sostanza caratterizzata da reazioni di sostituzione elettrofila. Si trovano nel cosiddetto anello aromatico, che presenta una stabilità anormalmente elevata. Queste reazioni si verificano principalmente nelle posizioni para e orto rispetto al gruppo metilico -CH 3 .

Fare riferimento alle proprietà chimiche del toluene alle reazioni di ozonolisi e addizione (idrogenazione). Sotto l'influenza di alcuni agenti ossidanti, il gruppo metilico diventa carbossile. Molto spesso, per questo viene utilizzata una soluzione alcalina di permanganato di potassio o acido nitrico non concentrato.

Vale anche la pena notare che il toluene è capace di combustione spontanea. Ciò richiede una temperatura di 535 °C. Il flash avviene a 4 °C.

Formazione di acido benzoico

La capacità della sostanza in questione di partecipare a questo processo è dovuta anche alle sue proprietà chimiche. Il toluene, reagendo con forti agenti ossidanti, forma il più semplice acido carbossilico benzoico monobasico, che appartiene alla serie aromatica. La sua formula è C 6 H 5 COOH.

L'acido ha la forma di cristalli bianchi facilmente solubili in dietil etere, cloroformio ed etanolo. Si ottiene attraverso le seguenti reazioni:

• Toluene e permanganato di potassio che reagiscono in un ambiente acido. La formula è la seguente: 5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O.
• Toluene e permanganato di potassio interagiscono in un ambiente neutro. La formula è: C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 SOOC + 2MnO 2 + KOH + H 2 O.
• Il toluene reagisce alla luce con gli alogeni, agenti ossidanti energetici. Si verifica secondo la formula: C 6 H 5 CH 3 + X 2 → C 6 H 5 CH 2 X + HX.

L'acido benzoico ottenuto da queste reazioni viene utilizzato in molti campi. Viene utilizzato principalmente per produrre reagenti: cloruro di benzoile, plastificanti benzoato, fenolo.

Viene utilizzato anche per l'inscatolamento. Gli additivi E213, E212, E211 ED E210 sono realizzati appositamente a base di acido benzoico. Blocca gli enzimi e rallenta il metabolismo, inibendo la crescita di lieviti, muffe e batteri.

L'acido benzoico è utilizzato anche in medicina per il trattamento delle malattie della pelle e come espettorante.

Ottenere la sostanza

Le equazioni di reazione presentate sopra che dimostrano le proprietà chimiche del toluene non sono tutto ciò che vorremmo considerare. È importante parlare del processo per ottenere questa sostanza.

Il toluene è un prodotto della lavorazione industriale delle frazioni di benzina del petrolio. Questo è anche chiamato reforming catalitico. La sostanza viene isolata mediante estrazione selettiva, dopo di che viene effettuata la rettifica: la miscela viene separata attraverso calore in controcorrente e trasferimento di massa tra liquido e vapore.

Questo processo è spesso sostituito dalla deidrogenazione catalitica dell'eptano. È un alcano organico con la formula CH 3 (CH 2) 5 CH 3. La deidrogenazione avviene attraverso il metilcicloesano, un cicloalcano con la formula C 7 H 14. È un idrocarburo monociclico in cui un atomo di idrogeno è sostituito da un gruppo metilico.

Il toluene viene purificato allo stesso modo del benzene. Ma se si utilizza l'acido solforico bisogna tenere conto che questa sostanza si solfona più facilmente. Ciò significa che quando si purifica il toluene è necessario mantenere una temperatura più bassa. Sotto i 30°C per la precisione.

Toluene e benzene

Poiché le due sostanze sono simili, vale la pena confrontare le proprietà chimiche. Sia il benzene che il toluene subiscono reazioni di sostituzione. Tuttavia, le loro tariffe differiscono. Poiché il gruppo metilico nella molecola del toluene influenza l'anello aromatico, reagisce più velocemente.

Ma il benzene, a sua volta, mostra resistenza all'ossidazione. Quindi, ad esempio, quando è esposto al permanganato di potassio, non succede nulla. Ma il toluene in questa reazione forma acido benzoico, come accennato in precedenza.

Allo stesso tempo, è noto che gli idrocarburi saturi non reagiscono con una soluzione di permanganato di potassio. Quindi l'ossidazione del toluene si spiega con l'influenza esercitata dall'anello benzenico sul gruppo metilico. Questa affermazione è confermata dalla teoria di Butlerov. In accordo con ciò, gli atomi e i loro gruppi nelle molecole esercitano un'influenza reciproca.

Reazione di Friedel-Crafts

Molto è stato detto sopra sulla formula e sulle proprietà chimiche del toluene. Ma non è stato ancora detto che è del tutto possibile ottenere questa sostanza dal benzene se si esegue la reazione di Friedel-Crafts. Questo è il nome del metodo di acilazione e alchilazione dei composti aromatici utilizzando catalizzatori acidi. Questi includono trifluoruro di boro (BF 3), cloruro di zinco (ZnCl 2), alluminio (AlCl 3) e ferro (FeCI 3).

Ma nel caso del toluene è possibile utilizzare un solo catalizzatore. E questo è il tribromuro di ferro, che è un composto binario complesso di natura inorganica con la formula FeBr 3. E la reazione è questa: C 6 H 6 + CH 3 Br à FeBr 3 C 6 H 5 CH 3 + HBr. Quindi non solo benzene e toluene combinano le proprietà chimiche, ma anche la capacità di ottenere una sostanza dall'altra.

Pericolo di incendio

Impossibile non menzionarlo quando si parla delle proprietà chimico-fisiche del toluene. Dopotutto, questa è una sostanza molto infiammabile.

Appartiene ai liquidi infiammabili della classe 3.1. Questa categoria comprende anche il gasolio, il gasolio e i composti esplosivi desensibilizzati.

Non consentire la formazione di fiamme libere, fumo o scintille in prossimità del toluene. Anche una miscela di vapori di questa sostanza con aria è esplosiva. Se si effettuano operazioni di scarico e carico, il rispetto delle norme di protezione contro l'elettricità statica diventa di fondamentale importanza.

I locali di produzione destinati all'esecuzione di lavori legati al toluene sono dotati di ventilazione di alimentazione e di scarico e le attrezzature sono dotate di aspirazione. È vietato utilizzare attrezzi che possano produrre scintille all'impatto. E se una sostanza si accende, deve essere estinta solo con acqua nebulizzata finemente, schiuma ad aria compressa o chimica. Il toluene versato viene neutralizzato con sabbia.

Pericolo per l'uomo

Le caratteristiche e le proprietà chimiche del toluene ne determinano la tossicità. Come già accennato, i suoi vapori hanno un effetto narcotico. È particolarmente forte in alte concentrazioni. Una persona che inala il vapore sperimenta gravi allucinazioni. Pochi lo sanno, ma fino al 1998 questa sostanza faceva parte della colla Moment. Ecco perché era così popolare tra i tossicodipendenti.

Alte concentrazioni di questa sostanza influenzano negativamente anche il sistema nervoso, le mucose degli occhi e la pelle. La funzione dell'ematopoiesi è compromessa, poiché il toluene è un veleno altamente tossico. Per questo motivo possono verificarsi malattie come ipossia e cianosi.

Esiste anche il concetto di abuso di sostanza toluene. Ha anche un effetto cancerogeno. Dopotutto, il vapore, entrando nel corpo umano attraverso la pelle o il sistema respiratorio, colpisce il sistema nervoso. A volte questi processi non possono essere invertiti.

Inoltre, i vapori possono causare inibizione e interrompere il funzionamento del sistema vestibolare. Pertanto, le persone che lavorano con questa sostanza lavorano in ambienti ben ventilati, sempre sotto trazione, e utilizzano guanti di gomma speciali.

Applicazione

Per completare il tema delle proprietà fisico-chimiche del toluene, vale la pena considerare le aree in cui questa sostanza è attivamente coinvolta.

Questo composto è anche un solvente efficace per molti polimeri (sostanze cristalline amorfe ad alto peso molecolare). Ed è spesso aggiunto alla composizione dei solventi commerciali per pitture e vernici e ad alcuni medicinali. Questo composto è applicabile anche nella produzione di esplosivi. Con la sua aggiunta si producono trinitrotoluene e TNT.

18. Reazioni redox (continua 2)

18.9. OVR che coinvolge sostanze organiche

Nell'ORR delle sostanze organiche con sostanze inorganiche, le sostanze organiche sono molto spesso agenti riducenti. Pertanto, quando la materia organica brucia in eccesso di ossigeno, si formano sempre anidride carbonica e acqua. Le reazioni sono più complicate quando si utilizzano agenti ossidanti meno attivi. Questa sezione discute solo le reazioni dei rappresentanti delle classi più importanti di sostanze organiche con alcuni agenti ossidanti inorganici.

Alcheni. Durante l'ossidazione lieve, gli alcheni vengono convertiti in glicoli (alcoli diidrici). Gli atomi riducenti in queste reazioni sono atomi di carbonio legati da un doppio legame.

La reazione con una soluzione di permanganato di potassio avviene in un mezzo neutro o leggermente alcalino come segue:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH (raffreddamento)

In condizioni più severe, l'ossidazione porta alla rottura della catena del carbonio nel doppio legame e alla formazione di due acidi (in un ambiente fortemente alcalino - due sali) o di un acido e di un'anidride carbonica (in un ambiente fortemente alcalino - un sale e un carbonato):

1) 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O (riscaldamento)

2) 5CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O (riscaldamento)

3) CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 6KMnO 4 + 10KOH CH 3 COOK + C 2 H 5 COOK + 6H 2 O + 6K 2 MnO 4 (riscaldamento)

4) CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 13KOH CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8H 2 O + 10K 2 MnO 4 (riscaldamento)

Il dicromato di potassio in un mezzo di acido solforico ossida gli alcheni in modo simile alle reazioni 1 e 2.

Alchini. Gli alchini iniziano a ossidarsi in condizioni leggermente più severe rispetto agli alcheni, quindi di solito si ossidano rompendo la catena del carbonio nel triplo legame. Come nel caso degli alcani, anche qui gli atomi riducenti sono atomi di carbonio, legati in questo caso da un triplo legame. Come risultato delle reazioni si formano acidi e anidride carbonica. L'ossidazione può essere effettuata con permanganato di potassio o bicromato in ambiente acido, ad esempio:

5CH 3 C CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O (riscaldamento)

Talvolta è possibile isolare prodotti di ossidazione intermedi. A seconda della posizione del triplo legame nella molecola, questi sono dichetoni (R 1 –CO–CO–R 2) o aldochetoni (R–CO–CHO).

L'acetilene può essere ossidato con permanganato di potassio in un mezzo leggermente alcalino in ossalato di potassio:

3C2H2 + 8KMnO4 = 3K2C2O4 + 2H2O + 8MnO2 + 2KOH

In un ambiente acido, l'ossidazione procede all'anidride carbonica:

C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2CO2 + 2MnSO4 + 4H2O + K2SO4

Omologhi del benzene. Gli omologhi del benzene possono essere ossidati con una soluzione di permanganato di potassio in un ambiente neutro a benzoato di potassio:

C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 = C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2 O (durante l'ebollizione)

C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 = C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH (quando riscaldato)

L'ossidazione di queste sostanze con dicromato di potassio o permanganato in ambiente acido porta alla formazione di acido benzoico.

Alcoli. Il prodotto di ossidazione diretta degli alcoli primari sono le aldeidi, mentre i prodotti di ossidazione degli alcoli secondari sono i chetoni.

Le aldeidi formate durante l'ossidazione degli alcoli vengono facilmente ossidate in acidi, pertanto le aldeidi degli alcoli primari si ottengono mediante ossidazione con dicromato di potassio in un mezzo acido al punto di ebollizione dell'aldeide. Quando le aldeidi evaporano, non hanno il tempo di ossidarsi.

3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O (riscaldamento)

Con un eccesso di agente ossidante (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) in qualsiasi ambiente, gli alcoli primari vengono ossidati in acidi carbossilici o loro sali e gli alcoli secondari vengono ossidati in chetoni. Gli alcoli terziari non si ossidano in queste condizioni, ma l'alcol metilico viene ossidato in anidride carbonica. Tutte le reazioni avvengono quando riscaldate.

L'alcol diidrico, glicole etilenico HOCH 2 –CH 2 OH, se riscaldato in un ambiente acido con una soluzione di KMnO 4 o K 2 Cr 2 O 7, si ossida facilmente in anidride carbonica e acqua, ma a volte è possibile isolare prodotti intermedi (HOCH 2 –COOH, HOOC–COOH, ecc.).

Aldeidi. Le aldeidi sono agenti riducenti piuttosto forti e pertanto vengono facilmente ossidate da vari agenti ossidanti, ad esempio: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH. Tutte le reazioni si verificano quando riscaldate:

3CH 3 CHO + 2KMnO 4 = CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 2 + H 2 O
3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
CH3CHO + 2OH = CH3COONH4 + 2Ag + H2O + 3NH3

La formaldeide con un eccesso di agente ossidante viene ossidata ad anidride carbonica.

18.10. Confronto dell'attività redox di varie sostanze

Dalle definizioni dei concetti “atomo ossidante” e “atomo riducente” ne consegue che gli atomi nello stato di ossidazione più elevato hanno solo proprietà ossidanti. Al contrario, gli atomi nello stato di ossidazione più basso hanno solo proprietà riducenti. Gli atomi negli stati di ossidazione intermedi possono essere sia agenti ossidanti che agenti riducenti.

Allo stesso tempo, basandosi solo sul grado di ossidazione, è impossibile valutare in modo inequivocabile le proprietà redox delle sostanze. Ad esempio, considera le connessioni degli elementi del gruppo VA. I composti di azoto (V) e antimonio (V) sono agenti ossidanti più o meno forti, i composti di bismuto (V) sono agenti ossidanti molto forti e i composti di fosforo (V) non hanno praticamente proprietà ossidanti. In questo e in altri casi simili, ciò che conta è quanto è caratteristico un dato stato di ossidazione per un dato elemento, cioè quanto sono stabili i composti contenenti atomi di un dato elemento in questo stato di ossidazione.

Qualsiasi reazione redox procede nella direzione della formazione di un agente ossidante più debole e di un agente riducente più debole. Nel caso generale, la possibilità che si verifichi un ORR, come qualsiasi altra reazione, può essere determinata dal segno della variazione dell'energia di Gibbs. Inoltre, per quantificare l'attività redox delle sostanze, vengono utilizzate le caratteristiche elettrochimiche degli agenti ossidanti e degli agenti riducenti (potenziali standard delle coppie redox). Sulla base di queste caratteristiche quantitative è possibile costruire serie di attività redox di varie sostanze. La serie di tensioni metalliche a voi nota è costruita esattamente in questo modo. Questa serie consente di confrontare le proprietà riducenti dei metalli in soluzioni acquose in condizioni standard ( Con= 1 mol/l, T= 298,15 K), nonché le proprietà ossidanti di semplici aquacation. Se posizioni gli ioni (agenti ossidanti) nella riga superiore di questa riga e gli atomi di metallo (agenti riducenti) nella riga inferiore, il lato sinistro di questa riga (prima dell'idrogeno) sarà simile a questo:

In questa serie, le proprietà ossidanti degli ioni (linea superiore) aumentano da sinistra a destra e le proprietà riducenti dei metalli (linea inferiore), al contrario, da destra a sinistra.

Tenendo conto delle differenze nell'attività redox nei diversi ambienti, è possibile costruire serie simili per gli agenti ossidanti. Pertanto, per le reazioni in ambiente acido (pH = 0), si ottiene una “continuazione” della serie di attività del metallo nella direzione dell'aumento delle proprietà ossidative

Come nella serie dell'attività dei metalli, in questa serie le proprietà ossidanti degli agenti ossidanti (riga superiore) aumentano da sinistra a destra. Ma, utilizzando questa serie, è possibile confrontare l'attività riducente degli agenti riducenti (riga in basso) solo se la loro forma ossidata coincide con quella mostrata nella riga in alto; in questo caso si intensifica da destra verso sinistra.

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi. Per scoprire se questo ORR è possibile, utilizzeremo una regola generale che determina la direzione delle reazioni redox (le reazioni procedono nella direzione della formazione di un agente ossidante più debole e di un agente riducente più debole).

1. È possibile ridurre il cobalto da una soluzione di CoSO 4 con magnesio?
Il magnesio è un agente riducente più forte del cobalto e gli ioni Co 2 sono agenti ossidanti più forti degli ioni Mg 2, pertanto è possibile.
2. È possibile ossidare il rame a CuCl 2 in un ambiente acido con una soluzione di FeCl 3?
Poiché gli ioni Fe 3B sono agenti ossidanti più forti degli ioni Cu 2 e il rame è un agente riducente più forte degli ioni Fe 2, è possibile.
3. È possibile ottenere una soluzione di FeCl 3 soffiando ossigeno attraverso una soluzione di FeCl 2 acidificata con acido cloridrico?
Sembrerebbe di no, poiché nella nostra serie l'ossigeno si trova a sinistra degli ioni Fe 3 ed è un agente ossidante più debole di questi ioni. Ma in una soluzione acquosa l'ossigeno non viene quasi mai ridotto a H 2 O 2, in questo caso viene ridotto a H 2 O e si svolge tra Br 2 e MnO 2; Pertanto, una tale reazione è possibile, sebbene proceda piuttosto lentamente (perché?).
4. È possibile ossidare H 2 O 2 in un ambiente acido con permanganato di potassio?
In questo caso, H 2 O 2 è un agente riducente e un agente riducente più forte degli ioni Mn 2B, e gli ioni MnO 4 sono agenti ossidanti più forti dell'ossigeno formato dal perossido. Pertanto, è possibile.

Una serie simile costruita per l'ORR in un mezzo alcalino è la seguente:

A differenza della serie "acido", questa serie non può essere utilizzata insieme alla serie di attività del metallo.

Metodo del bilancio elettrone-ione (metodo della mezza reazione), ORR intermolecolare, ORR intramolecolare, ORR di dismutazione (disproporzionamento, auto-ossidazione-autoriduzione), commutazione ORR, passivazione.

1. Utilizzando il metodo del bilancio elettrone-ione, comporre le equazioni per le reazioni che si verificano quando a) una soluzione di H 2 S (S, più precisamente, S 8 ) viene aggiunta ad una soluzione di permanganato di potassio acidificata con acido solforico; b) KHS; c) K2S; d) H2SO3; e) KHSO3; e) K2SO3; e) HNO2; g) KNO 2; i) KI (I2); j) FeSO4; l) C2H5OH (CH3COOH); m) CH3CHO; n) (COOH)2(CO2); n) K2C2O4 . Qui e sotto, ove necessario, i prodotti di ossidazione sono indicati tra parentesi graffe.
2. Annotare le equazioni delle reazioni che si verificano quando i seguenti gas vengono fatti passare attraverso una soluzione di permanganato di potassio acidificata con acido solforico: a) C 2 H 2 (CO 2 ); b) C2H4 (CO2); c) C 3 H 4 (propino) (CO 2 e CH 3 COOH); d) C3H6; e) CH4; e) HCHO.
3. Lo stesso, ma ad una soluzione neutra di permanganato di potassio viene aggiunta una soluzione di agente riducente: a) KHS; b) K2S; c) KHSO3; d) K2SO3; e) KNO 2; e) KI.
4. Lo stesso, ma alla soluzione di permanganato di potassio viene previamente aggiunta una soluzione di idrossido di potassio: a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K2SO3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3).
5. Scrivi le equazioni per le seguenti reazioni che si verificano in soluzione: a) KMnO 4 + H 2 S ...;
   b) KMnO4 + HCl...;
   c) KMnO4 + HBr...;
   d) KMnO 4 + HI ...
6. Componi le seguenti equazioni per l'ORR del biossido di manganese:
7. Ad una soluzione di bicromato di potassio acidificato con acido solforico sono state aggiunte soluzioni delle seguenti sostanze: a) KHS; b) K2S; c) HNO2; d) KNO 2; e) KI; f) FeSO4; g) CH3CH2CHO; i) H2SO3; j) KHSO3; k) K2SO3. Scrivi le equazioni delle reazioni che avvengono.
8. Lo stesso, ma nella soluzione vengono fatti passare i seguenti gas: a) H 2 S; b) SO2.
9. Soluzioni di a) K 2 S (K 2 SO 4 ); b) K2SO3; c) KNO 2; d) KI (KIO 3). Scrivi le equazioni delle reazioni che avvengono.
10. Una soluzione di idrossido di potassio è stata aggiunta alla soluzione di cloruro di cromo (III) fino alla dissoluzione del precipitato inizialmente formato, quindi è stata aggiunta acqua di bromo. Scrivi le equazioni delle reazioni che avvengono.
11. Lo stesso, ma nell'ultima fase è stata aggiunta una soluzione di perossodisolfato di potassio K 2 S 2 O 8, che durante la reazione è stato ridotto a solfato.
12. Scrivi le equazioni per le reazioni che si verificano nella soluzione:

a) CrCl2 + FeCl3; b) CrSO 4 + FeCl 3; c) CrSO4 + H2SO4 + O2;

d) CrSO4 + H2SO4 + MnO2; e) CrSO4 + H2SO4 + KMnO4.

13. Annotare le equazioni delle reazioni che avvengono tra il triossido di cromo solido e le seguenti sostanze: a) C; b)CO; c) S(SO2); d) H2S; e) NH3; e) C2H5OH (CO2 e H2O); g) CH 3 COCH 3 .
14. Annotare le equazioni delle reazioni che si verificano quando all'acido nitrico concentrato vengono aggiunte le seguenti sostanze: a) S (H 2 SO 4 ); b) P4 ((HPO3)4); c) grafite; d) Se; e) I 2 (HIO 3); f) Ag; g) Cu; i) Pb; j) KF; l) FeO; m) FeS; m) MgO; n) MgS; p) Fe(OH)2; c) P2O3; t) As 2 O 3 (H 3 AsO 4 ); y) Come 2S3; f) Fe(NO 3) 2; x) P4O10; v) Cu2S.
15. Lo stesso, ma quando passano i seguenti gas: a) CO; b) H2S; c) N2O; d) NH3; e) NO; f) H2Se; g) Ciao.
16. Le reazioni procederanno uguali o diverse nei seguenti casi: a) un pezzo di magnesio è stato posto in una provetta alta riempita per due terzi con acido nitrico concentrato; b) sulla superficie della lastra di magnesio è stata posta una goccia di acido nitrico concentrato? Scrivi le equazioni di reazione.
17. Qual è la differenza tra la reazione dell'acido nitrico concentrato con l'acido solfidrico e con l'acido solfidrico gassoso? Scrivi le equazioni di reazione.
18. L'ORR procederà allo stesso modo quando il solfuro di sodio cristallino anidro e la sua soluzione 0,1 M vengono aggiunti a una soluzione concentrata di acido nitrico?
19. Una miscela delle seguenti sostanze è stata trattata con acido nitrico concentrato: Cu, Fe, Zn, Si e Cr. Scrivi le equazioni delle reazioni che avvengono.
20. Annotare le equazioni per le reazioni che si verificano quando le seguenti sostanze vengono aggiunte all'acido nitrico diluito: a) I 2 ; b) Mg; c) Al; d) Fe; e) FeO; f) FeS; g) Fe(OH)2; i) Fe(OH)3; j) MnS; l) Cu2S; l) CuS; m) CuO; n) Na2Scr; p) Na2Sp; c) P4O10.
21. Quali processi si verificano quando a) ammoniaca, b) idrogeno solforato, c) anidride carbonica vengono fatti passare attraverso una soluzione diluita di acido nitrico?
22. Annotare le equazioni delle reazioni che si verificano quando all'acido solforico concentrato vengono aggiunte le seguenti sostanze: a) Ag; b) Cu; c) grafite; d) HCOOH; e) C6H12O6; f) NaCl cr; g) C2H5OH.
23. Quando l'idrogeno solforato viene fatto passare attraverso l'acido solforico concentrato freddo, si formano S e SO 2, l'H 2 SO 4 concentrato a caldo ossida lo zolfo in SO 2. Scrivi le equazioni di reazione. Come procederà la reazione tra H 2 SO 4 concentrato caldo e idrogeno solforato?
24. Perché l'acido cloridrico si ottiene trattando il cloruro di sodio cristallino con acido solforico concentrato, ma con questo metodo non si ottengono acido bromidrico e acido iodidrico?
25. Annotare le equazioni per le reazioni che si verificano durante l'interazione dell'acido solforico diluito con a) Zn, b) Al, c) Fe, d) cromo in assenza di ossigeno, e) cromo nell'aria.
26. Annotare le equazioni di reazione che caratterizzano le proprietà redox del perossido di idrogeno:

In quale di queste reazioni il perossido di idrogeno è un agente ossidante e in quale è un agente riducente?

27. Quali reazioni si verificano quando vengono riscaldate le seguenti sostanze: a) (NH 4) 2 CrO 4; b) NaNO3; c) CaCO3; d) Al(NO 3) 3; e) Pb(NO 3) 3; f) AgNO3; g) Hg(NO 3) 2; i) Cu(NO 3) 2; j) CuO; l) NaClO4; m) Ca(ClO4)2; m) Fe(NO 3) 2; n) PCl 5; p) MnCl4; c) H2C2O4; r) LiNO3; y) HgO; f) Ca(NO 3) 2; x) Fe(OH) 3; v) CuCl2; h) KClO3; w) KClO2; y) CrO3?
28. Quando si combinano soluzioni calde di cloruro di ammonio e nitrato di potassio, avviene una reazione accompagnata dal rilascio di gas. Scrivi un'equazione per questa reazione.
29. Annotare le equazioni per le reazioni che si verificano quando a) cloro, b) vapore di bromo vengono fatti passare attraverso una soluzione fredda di idrossido di sodio. Lo stesso, ma attraverso una soluzione calda.
30. Quando interagisce con una soluzione calda concentrata di idrossido di potassio, il selenio subisce dismutazione negli stati di ossidazione stabili più vicini (–II e +IV). Scrivi un'equazione per questo ORR.
31. Nelle stesse condizioni, lo zolfo subisce una dismutazione simile, ma lo zolfo in eccesso reagisce con gli ioni solfito per formare ioni tiosolfato S 2 O 3 2. Scrivi le equazioni delle reazioni che avvengono. ;
32. Annotare le equazioni per le reazioni di elettrolisi di a) una soluzione di nitrato di rame con un anodo d'argento, b) una soluzione di nitrato di piombo con un anodo di rame.

Esperienza 1. Proprietà ossidative del permanganato di potassio in un ambiente acido. A 3-4 gocce di una soluzione di permanganato di potassio, aggiungere un volume uguale di una soluzione diluita di acido solforico, quindi una soluzione di solfito di sodio fino a scolorimento. Scrivi un'equazione per la reazione. Esperienza 2.Proprietà ossidanti del permanganato di potassio in ambiente neutro. Aggiungere 5-6 gocce di soluzione di solfito di sodio a 3-4 gocce di soluzione di permanganato di potassio. Quale sostanza è stata rilasciata come precipitato? Esperienza 3. Proprietà ossidative del permanganato di potassio in un ambiente alcalino. A 3-4 gocce di soluzione di permanganato di potassio aggiungere 10 gocce di soluzione concentrata di idrossido di sodio e 2 gocce di soluzione di solfito di sodio. La soluzione dovrebbe diventare verde. Esperienza 4. Proprietà ossidative del bicromato di potassio in ambiente acido. Acidificare 6 gocce di soluzione di bicromato di potassio con quattro gocce di soluzione di acido solforico diluito e aggiungere la soluzione di solfito di sodio fino a viraggio del colore della miscela. Esperienza 5. Proprietà ossidanti dell'acido solforico diluito. Metti un granello di zinco in una provetta e un pezzo di nastro di rame nell'altra. Aggiungere 8-10 gocce di una soluzione di acido solforico diluito in entrambe le provette. Confronta i fenomeni che si verificano. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Esperienza 6. Proprietà ossidanti dell'acido solforico concentrato. Simile all'esperimento 5, ma aggiungi una soluzione concentrata di acido solforico. Un minuto dopo l'inizio del rilascio dei prodotti gassosi della reazione, introdurre nelle provette strisce di carta da filtro inumidite con soluzioni di permanganato di potassio e solfato di rame. Spiegare i fenomeni che si verificano. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Esperienza 7. Proprietà ossidanti dell'acido nitrico diluito. Simile all'esperimento 5, ma aggiungi una soluzione diluita di acido nitrico. Osservare il cambiamento di colore dei prodotti gassosi della reazione. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Esperienza 8. Proprietà ossidanti dell'acido nitrico concentrato. Metti un pezzo di nastro di rame in una provetta e aggiungi 10 gocce di una soluzione concentrata di acido nitrico. Riscaldare delicatamente finché il metallo non sarà completamente sciolto. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Esperienza 9. Proprietà ossidanti del nitrito di potassio. A 5-6 gocce di una soluzione di nitrito di potassio aggiungere un volume uguale di una soluzione diluita di acido solforico e 5 gocce di una soluzione di ioduro di potassio. Quali sostanze si stanno formando? Esperienza 10. Proprietà riducenti del nitrito di potassio. A 5-6 gocce di una soluzione di permanganato di potassio aggiungere un volume uguale di una soluzione diluita di acido solforico e una soluzione di nitrito di potassio fino a quando la miscela non sarà completamente scolorita. Esperienza 11.Decomposizione termica del nitrato di rame. Mettere una microspatola di nitrato di rame triidrato in una provetta, fissarla su un supporto e scaldarla delicatamente con una fiamma libera. Osservare la disidratazione e la successiva decomposizione del sale. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Esperienza 12.Decomposizione termica del nitrato di piombo. Eseguire la stessa procedura dell'esperimento 11, ponendo il nitrato di piombo in una provetta. CONDUCI L'ESPERIMENTO IN UN GANCIO PER FUMI! Qual è la differenza tra i processi che avvengono durante la decomposizione di questi sali?

Proprietà fisiche

Il benzene e i suoi omologhi più vicini sono liquidi incolori con un odore specifico. Gli idrocarburi aromatici sono più leggeri dell'acqua e non si dissolvono in essa, ma si dissolvono facilmente in solventi organici: alcool, etere, acetone.

Il benzene e i suoi omologhi sono essi stessi buoni solventi per molte sostanze organiche. Tutte le arene bruciano con una fiamma fumosa a causa dell'alto contenuto di carbonio nelle loro molecole.

Le proprietà fisiche di alcune arene sono presentate nella tabella.

Tavolo. Proprietà fisiche di alcune arene

Nome	Formula	t°.pl., °C	t°.b.p., °C
Benzene	C6H6	5,5	80,1
Toluene (metilbenzene)	DO 6 H 5 CH 3	95,0	110,6
Etilbenzene	C6H5C2H5	95,0	136,2
Xilene (dimetilbenzene)	C6H4 (CH3)2
orto-		25,18	144,41
meta-		47,87	139,10
paio-		13,26	138,35
Propilbenzene	C 6 H 5 (CA 2) 2 CA 3	99,0	159,20
Cumene (isopropilbenzene)	C6H5CH(CH3)2	96,0	152,39
Stirene (vinilbenzene)	C6H5CA=CA2	30,6	145,2

Benzene – basso punto di ebollizione ( Tballa= 80,1°C), liquido incolore, insolubile in acqua

Attenzione! Benzene – veleno, colpisce i reni, modifica la formula del sangue (con esposizione prolungata), può disturbare la struttura dei cromosomi.

La maggior parte degli idrocarburi aromatici sono pericolosi per la vita e tossici.

Preparazione degli areni (benzene e suoi omologhi)

Nel laboratorio

1. Fusione dei sali dell'acido benzoico con alcali solidi

C6H5-COONa + NaOH t→ C6H6 + Na2CO3

benzoato di sodio

2. Reazione di Wurtz-Fitting: (qui G è alogeno)

C6H 5 -G + 2N / a + R-G→C 6 H 5 - R + 2 N / aG

CON 6 H5 -Cl + 2Na + CH3 -Cl → C6 H5 -CH3 + 2NaCl

Nell'industria

• isolato dal petrolio e dal carbone mediante distillazione frazionata e reforming;
• dal catrame di carbone e dal gas di cokeria

1. Deidrociclizzazione degli alcani con più di 6 atomi di carbonio:

C6H14 T , kat→C6H6 + 4H2

2. Trimerizzazione dell'acetilene(solo per benzene) – R. Zelinsky:

3С2 H2 600°C, Atto. carbone→C6H6

3. Deidrogenazione cicloesano e suoi omologhi:

L'accademico sovietico Nikolai Dmitrievich Zelinsky ha stabilito che il benzene è formato dal cicloesano (deidrogenazione dei cicloalcani

C6H12 t, kat→C6H6 + 3H2

C6H11-CH3 T , kat→C6H5 -CH3 + 3H2

metilcicloesantoluene

4. Alchilazione del benzene(preparazione di omologhi del benzene) – r Friedel-Crafts.

C6H6 + C2H5 -Cl t, AlCl3→C6H5 -C2H5 + HCl

cloroetano etilbenzene

Proprietà chimiche degli areni

IO. REAZIONI DI OSSIDAZIONE

1. Combustione (fiamma fumante):

2C6H6+15O2 T→12CO2 + 6H2O + Q

2. In condizioni normali, il benzene non scolorisce l'acqua bromo e una soluzione acquosa di permanganato di potassio

3. Gli omologhi del benzene sono ossidati dal permanganato di potassio (scolorisce il permanganato di potassio):

A) in ambiente acido all'acido benzoico

Quando gli omologhi del benzene sono esposti al permanganato di potassio e ad altri forti agenti ossidanti, le catene laterali vengono ossidate. Non importa quanto sia complessa la catena del sostituente, questa viene distrutta, ad eccezione dell'atomo di carbonio α, che viene ossidato in un gruppo carbossilico.

Omologhi del benzene con una catena laterale danno acido benzoico:

Gli omologhi contenenti due catene laterali danno acidi dibasici:

5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 6K 2 SO 4 + 12MnSO 4 +28H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 +14H 2 O

Semplificato :

C6H5-CH3+3O KMnO4→C6H5COOH + H2O

B) nei sali dell'acido neutro e leggermente alcalino-benzoico

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COO K+KOH+2MnO2+H2O

II. REAZIONI DI AGGIUNTA (più duro degli alcheni)

1. Alogenazione

C6H6+3Cl2 H ν → C6H6Cl6 (esaclorocicloesano - esaclorano)

2. Idrogenazione

C6H6+3H2 T , PtONi→C6H12 (cicloesano)

3. Polimerizzazione

III. REAZIONI DI SOSTITUZIONE – meccanismo ionico (più leggero degli alcani)

1. Alogenazione -

UN ) benzene

C6H6+Cl2 AlCl 3 → C6H5-Cl + HCl (clorobenzene)

C6H6+6Cl2 t,AlCl3→C6Cl6+6HCl( esaclorobenzene)

C6H6+Br2 t,FeCl3→ C6H5-Br + HBr( bromobenzene)

b) omologhi del benzene per irraggiamento o riscaldamento

Le proprietà chimiche dei radicali alchilici sono simili agli alcani. Gli atomi di idrogeno in essi contenuti vengono sostituiti da alogeni mediante un meccanismo di radicali liberi. Pertanto, in assenza di un catalizzatore, in seguito al riscaldamento o all'irradiazione UV, si verifica una reazione di sostituzione radicalica nella catena laterale. L'influenza dell'anello benzenico sui sostituenti alchilici porta al fatto che L'atomo di idrogeno viene sempre sostituito sull'atomo di carbonio direttamente legato all'anello benzenico (atomo di carbonio α).

1) C6H5 -CH3 + Cl2 H ν → C 6 H 5 -CH 2 -Cl + HCl

c) omologhi del benzene in presenza di un catalizzatore

C6H5 -CH3 + Cl2 AlCl 3 → (miscela orta, coppia di derivati) +HCl

2. Nitrazione (con acido nitrico)

C6H6+HO-NO2 t, H2SO4→C6H5-NO2 + H2O

nitrobenzene - odore mandorle!

C6H5-CH3+3HO-NO2 t, H2SO4→ CON H 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O

2,4,6-trinitrotoluene (tol, TNT)

Applicazione del benzene e dei suoi omologhi

Benzene C 6 H 6 è un buon solvente. Il benzene come additivo migliora la qualità del carburante per motori. Serve come materia prima per la produzione di molti composti organici aromatici: nitrobenzene C 6 H 5 NO 2 (solvente da cui si ottiene l'anilina), clorobenzene C 6 H 5 Cl, fenolo C 6 H 5 OH, stirene, ecc.

Toluene C 6 H 5 –CH 3 – solvente, utilizzato nella produzione di coloranti, medicinali ed esplosivi (TNT (TNT) o 2,4,6-trinitrotoluene TNT).

Xilene C6H4(CH3)2. Lo xilene tecnico è una miscela di tre isomeri ( orto-, meta- E paio-xilene) – utilizzato come solvente e prodotto di partenza per la sintesi di molti composti organici.

Isopropilbenzene C 6 H 5 –CH(CH 3) 2 viene utilizzato per produrre fenolo e acetone.

Derivati ​​clorurati del benzene utilizzato per la protezione delle piante. Pertanto, il prodotto della sostituzione degli atomi di H nel benzene con atomi di cloro - esaclorobenzene C 6 Cl 6 - è un fungicida; viene utilizzato per il condimento a secco dei semi di grano e segale contro la fuliggine. Il prodotto dell'aggiunta di cloro al benzene è l'esaclorocicloesano (esaclorano) C 6 H 6 Cl 6 - un insetticida; è usato per controllare gli insetti dannosi. Le sostanze menzionate appartengono ai pesticidi: mezzi chimici per combattere microrganismi, piante e animali.

stirene C 6 H 5 – CH = CH 2 polimerizza molto facilmente, formando polistirene e quando copolimerizza con butadiene, gomme stirene-butadiene.

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