Получение кетонов

1. Пиролиз паров кислот и их смесей над оксидами.

2. Гидратация гомологов ацетилена.

3. Окисление вторичных спиртов.

4. С хорошим выходом кетоны получают взаимодействием хлорангидридов кислот (R₁COCl) с литийдиалкилкупратами.

Химические свойства кетонов

1. Восстановление кетонов

2. Присоединение синильной кислоты (нуклеофильное присоединение):

3. Взаимодействие с гидросульфитом натрия.

4 Взаимодействие с гидразином.

Отдельные представители

Простейший кетон – ацетон (СН₃СОСН₃). Смешивается с водой в любых отношениях. Пределы взрываемости в смеси с воздухом – 2,55 (нижний) – 12,8 об. % (верхний). Ионное произведение20,3, диэлектрическая проницаемость – 20,7. Ценный растворитель, но легковоспламеняющаяся жидкость, малотоксичен, сырье для синтеза изопрена, кетена.

Задачи по теме

Задача 1.Усредненная массовая доля кислорода в эквимолярной смеси двух альдегидов, соседних членов гомологического ряда, равна 31,37 %. Написать уравнение реакции «серебряного зеркала» с более легким из них.

Запишем молекулярные формулы альдегидов следующим образом.

C_kH_2k+1CHO C_k+1H_2(k+1)+1CHO

Из условия задачи следует:

; ;

.

Уравнение реакции имеет вид:

СН₃СНО +Ag₂O СН₃СOOH+ 2Ag.

Задача 2.К раствору, содержащему 2,9 г альдегида, прилили избыток аммиачного раствора оксида серебра, в результате чего образовался осадок массой 10,8 г. Определить массу этого альдегида, которую нужно сжечь для получения оксида углерода (IV) количеством вещества 1 моль.

Запишем уравнение реакции «серебряного зеркала»:

C_kH_2k+1CHO + Ag₂O = C_kH_2k+1COOH + 2Ag, (1)

из которого следует:

n(C_kH_2k+1CHO) = 1/2n(Ag) = моль.

Следовательно, имеем:

; ; 2,9 = 0,7k+ 1,5;

.

Уравнение реакции горения альдегида имеет вид:

С₂Н₅СНО + 3О₂= 2СО₂+ 3Н₂О.

n(С₂Н₅СНО) = 1/2n(CO₂). Еслиn(CO₂) =1 моль, тоn(С₂Н₅СНО)=0,5 моль.

m(С₂Н₅СНО) =n(С₂Н₅СНО)M(С₂Н₅СНО) = 0,558 = 29 г.

Задача 3.При количественном окислении 15,2 г смеси паров двух предельных одноатомных спиртов, разность молярных масс которых составляет 28 г/моль, оксидом меди (II) получили соответствующие альдегиды и медь массой 19,2 г. Плотность более тяжелого альдегида по воздуху равна 2. Написать уравнения реакций окисления спиртов и рассчитать количество вещества спиртов в смеси паров.

Запишем молекулярные формулы более тяжелого из спиртов и соответствующего ему альдегида в следующем виде:

Спирт: C_kH_2k+1ОH

Альдегид: C_рH_2р+1CHO.

Очевидно, что k–p= 1.

М(C_рH_2р+1CHO) = 2М(воздуха).

Приведенная молярная масса воздуха равна 29 г/моль. Следовательно,

М(альдегида) = 2 29 = 58 г/моль.

14р +1 +29 = 58; р = 2; k= 2 + 1 = 3.

Молекулярные формулы более тяжелого спирта и соответствующего ему альдегида имеют вид:

СН₃СН₂СН₂ОН и СН₃СН₂СНО.

Гомологическая разность равна СН₂. Тогда имеем:

а М(СН₂) = 28; а = 28/14 = 2.

Следовательно, в молекуле более легкого спирта на две группы СН₂меньше. Молекулярные формулы этого спирта и соответствующего ему альдегида имеют вид:

СН₃ОН и НСНО.

Запишем уравнения реакций окисления спиртов:

СН₃ОН +CuO=HCHO+H₂O+Cu(1)

С₃Н₇ОН +CuO=C₂H₅CHO+H₂O+Cu. (2)

Пусть количество вещества метанола равно х, а пропилового спирта – у (структуру молекулы пропилового спирта уточнять нет необходимости).

Тогда их массы в смеси равны:

(3)

Из уравнений реакции следует:

n(спирта) = n(Cu).

Массы меди, выделившиеся по уравнениям реакций (1) и (2), равны:

(4)

Из условий (3) и (4) составим систему из двух уравнений с двумя неизвестными:

32х + 60у = 15,2 (5)

64х + 64у = 19,2. (6)

Умножим левую и правую части уравнения (5) на 2 и вычтем из него уравнение (6).

120у – 64у = 30,4 – 19,2; 56у = 11,2.

у = n(С₃Н₇ОН) = 0,2 моль.

32х + 12 = 15,2; 32х = 3,2;

х = n(СН₃ОН) = 0,1 моль.