4. Гидратация алкинов(реакция Кучерова).

Реакции присоединения воды в присутствии солей Hg²⁺ . Из ацетилена образуется ацетальдегид, из гомологов ацетилена образуются кетоны.

5. Получение ацетона в промышленности

- при кумольном методе получения фенола.

6. Ацилирование ароматических соединений по Фриделю-Крафтсу

кетон

Химические свойства карбонильных соединений

1. Окисление

а) Реакция «серебряного зеркала».

Альдегиды легко окисляются до кислот при реакции с гидроксидом диаммин серебра(аммиачным раствором оксида серебра). Кетоны окисляются очень трудно, только сильными окислителями с разрывом связи.

R-CH=O +2[Ag(NH₃)₂]OH R-COONH₄ + 2Ag↓ +3NH₃ + H₂O

Формальдегид избытком аммиачного раствора оксида серебра окисляется до угольной кислоты, которая в аммиачной среде образует карбонат аммония.

H-CH=O + 4[Ag(NH₃)₂]OH (NH₄)₂CO₃ + 4Ag↓ + 6NH₃ + 2H₂O

В упрощённом виде:

Реакция «серебряного зеркала» является качественной реакцией на карбонильную группу.

б) Окисление гидроксидом меди(II)

В результате этой реакции образуется осадок Cu₂O красно-кирпичного цвета. Эта реакция также является качественной на альдегиды.

Кетоны окисляются очень трудно, только сильными окислителями с разрывом связи.

2. Восстановление.

Альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов, кетоны до вторичных спиртов.

ю

3. Взаимодействие со спиртами -

образование полуацеталей и ацеталей.

Эта реакция имеет значение в образовании углеводов в циклических формах. ( и - аномеры)

При избытке спирта образуется полный ацеталь.

диацеталь уксусного альдегида

4. Гидратация

Формальдегид в водном растворе гидратирован практически полностью, ацетальдегид – примерно на 50% ,высшие альдегиды и кетоны почти не гидратируются.

5. Взаимодействие с галогенами.

Атом водорода при втором углеродном атоме углеводородной цепи обладает повышенной подвижностью, так как карбонильная группа смещает на себя электронную плотность Поэтому при взаимодействии альдегидов с хлором или бромом атом водорода замещается на галоген.

6. Реакции поликонденсации.

При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислотных или основных катализаторов происходит поликонденсация с образованием высокомолекулярного соединения формальдегидной смолы.

7. Особенности бензальдегида.

Так как в бензальдегиде есть ароматическое ядро, то может идти реакция замещения водорода, в 3,5 – положении бензольного кольца, так как карбонильная группа стягивает на себя электронную плотность.

Примеры решения задач

Пример 29. При взаимодействии 13,8г этанола с 34г оксида меди(II) был получен альдегид, масса которого составила 9,24г. Рассчитать выход альдегида.

Решение:

1) Напишем соответствующее уравнение реакции

2) Находим количества веществ этанола и оксида меди:

n(C₂H₅OH) = m(C₂H₅OH) / M(C₂H₅OH)=13,8 / 46 = 0,3( моль )

n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 34 / 80 = 0,425(моль)

3) Согласно уравнению реакции спирт взаимодействует с оксидом меди в молярном соотношении 1:1. Но так как на 0,3 моль спирта приходится 0,425 моль оксида меди, то этанол находится в недостатке, и при 100% выходе из 0,3 моль этанола может образоваться 0,3 моль этаналя.

4) Масса этаналя который может образоваться теоретически:

m(CH₃CHO) = n(CH₃CHO) ∙ M(CH₃CHO) = 0,3 ∙ 44 = 13,2(г )

5) Тогда выход альдегида равен: ŋ = m(практ.)/ m(теор.) = 9,24 /13,2= 70%

Ответ: 70%

Пример30. При действии на смесь карбида кальция и карбоната кальция избытком соляной кислоты образовалась смесь газов с плотностью по озону D(O₃) = 0,8042. Какое количество метаналя можно получить из 108,375 г этой смеси?

Решение:

1) Напишем соответствующие уравнения реакций

CaC₂ + 2HCl = CaCl₂ + C₂H₂↑

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ +H₂O + CO₂↑

2) Рассчитываем среднюю молярную массу газовой смеси

M ср(газ.см.) = D(O₃)∙M(O₃) = 0,8042∙48 = 38,6(г/моль)

3) Находим количество вещества газовой смеси:

n(газ см.) = m(газ см.) / Мср(газ см.) = 108,375 / 38,6 = 2,81 (моль)

4) Пусть в газовой смеси количество вещества ацетилена – х , тогда

количество вещества углекислого газа будет равно (2,81 – x).

5) Тогда масса газовой смеси равна: 108,375 = 26x + 44∙( 2,81 – x )

Откуда х = 0,85 ( моль)

6) Исходя из уравнения реакции гидратации ацетилена

С₂Н₂+ Н₂О = СН₃СНО из 0,85моль ацетилена можно получить 0,85моль ацетальдегида. Масса альдегида равна 0,85 ∙ 44 = 37,4 (г)

Ответ: m(ацетальдегида) = 37,4г

Пример31. Рассчитать массу ацетата аммония, которая образуется при обработке 110 г 20% водного раствора ацетальдегида избытком аммиачного раствора оксида серебра.

Решение:

1) Напишем уравнение реакции

CH₃CHO + Ag₂O(NH₃) = CH₃COONH₄ + 2Ag

2) Масса ацетальдегида в растворе равна:

m(CH₃CHO) = ω ∙ m(р-ра) = 0,2 ∙110= 22(г)

3) Находим количество вещества ацетальдегида:

n(CH₃CHO) = m(CH₃CHO) / M(CH₃CHO) = 22 / 44 = 0,5 ( моль)

4) Согласно уравнению из 0,5 моль ацетальдегида образуется

0,5 моль ацетата аммония.

Тогда масса ацетата аммония равна:

m(ацетата аммония) = n ∙ M = 0,5 ∙ 77 = 38,5 (г)

Ответ: m(ацетата аммония) = 38,5г