химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

ских веществ основана на перекисной теории А. Н. Баха и К- Энглера и цепном механизме Н. Н. Семенова.

Согласно перекисной теории органические вещества реагируют с кислородом, который предварительно переходит в активное состояние. При взаимодействии молекулы окисляемого вещества с возбужденной молекулой кислорода вначале образуется моль-окись (или мольоксид), которая затем превращается в молекулу перекиси. Этот процесс в общем виде можно представить следующим образом:

R4 R4 R4

)СН2 А О-О- -> >СН2-02 -> >СН-0~-ОН

R'/ Rf/ R,/

Следовательно, в первый момент окисления вещества не требуется разрыва связи между атомами в молекуле 02, энергия диссоциации которой весьма велика. Напротив, в перекисях энергия диссоциации связи О — О в несколько раз меньше. Поэтому в перекисях связь О — О легко разрушается и они превращаются в более устойчивые вещества.

Начальная стадия окисления вещества (образование гидроперекисей) является цепной реакцией. Так, например, реакция окисления углеводородов молекулярным кислородом в общем виде может быть выражена, следующей схемой:

RH + 02->R- + H02 R+02^R02 RO*-{ RH ROOH + R- и т. д.

Цепная реакция развивается за счет накопления в реакционной среде свободных атомов или радикалов, образующихся за счет, например, термической активации или разложения образовавшихся промежуточных продуктов (перекисей).

Разложение перекисей происходит по схеме:

R00H -> RO- -f ОН RO' + RH^ROH + R-OH + RH-^R-f Н20

Главным отличием более современных представлений цепного механизма окисления органических веществ от перекисной теории заключается в том, что согласно цепному механизму, реакция начинается с активации молекул окисляющего вещества, а не с активации молекулы кислорода.

В органических соединениях вследствие малой полярности связей часто трудно определить, какие из атомов в молекуле поляризованы положительно и какие отрицательно. Поэтому при составлении уравнений таких реакций коэффициенты для окислителя и восстановителя находят не по числу электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем, а определяют предварительно число атомов кислорода, необходимое для превращения исходной молекулы в продукты реакции. Затем, зная, что каждый пошедший на окисление атом кислорода соответствует переходу двух электронов, находят основные коэффициенты уравнения. Приведем несколько примеров. Из схемы реакции

С2НэОН + KMn04 СНдСООК + Мп02 + кон -f Н20

видно, что при окислении этилового спирта С2Н60Н до уксусной кислоты СНдСООН (в нашем случае СН3СООК) в исходную молекулу (С2Н60Н) вводится дополнительно один лишний атом кислорода, а, кроме того, из нее освобождаются два атома водорода, на связывание которых требуется затратить еще один атом кислорода, Всего, таким образом, каждая молекула С2Н60Н потребляет два атома кислорода, что соответствует отдаче восстановителем четырех электронов. Перманганат калия (точнее МПО4), являясь окислителем, принимает (в этих условиях реакции) три электрона. В соответствии с вышесказанным находим коэффициенты и пишем окончательное уравнение реакции:

3C2H50H -f 4КМп04 = ЗСН3С00К + 4Мп02 + КОН + 4Н20

4 3

Другой пример. Глюкоза СбН12Об перманганатом калия в кислой среде окисляется по схеме:

СсН12О0 -f KMn04 + H2S04 С02 + MnS04 + K2S04 - f- Н20

С6Н1206^6С02 + 6Н20

Подсчет числа атомов кислорода в глюкозе и продуктах ее окисления показывает, что на каждую молекулу C6Hi206 необходимо затратить 12 атомов кислорода, что соответствует отдаче 24 электронов. В кислой среде перманганат калия принимает 5 электронов

+2

и восстанавливается до Мп.

Учитывая сказанное выше, находим коэффициенты и пишем уравнение реакции:

5QH1206 + 24KMn04 + 36H2S04 =

24 5

= 30СО2 + 24MnS04 + 12K2S04 + 66Н20

При составлении окислительно-восстановительных реакций, протекающих с участием органических веществ, можно в простейших случаях применить степень окисления. Так, например, для приведенных ниже реакций коэффициенты в уравнениях могут быть определены по тому же правилу, что и для окислительно-восстановительных реакций в неорганической химии:

+7

ЗСН3 — СН2ОН + 4КМп04= ЗСН8—С—ОК Ч-4Мп02+КОН+ 4Н20

4 3

6Н + С6Н5 - N02 = QHe-NHa + 2Н20

i е

/Р /Р

М/У +2 Л-ъ/У +1

СН3—С—Н + 2Си(ОН)2 = СН3 - С—ОН + Cu20 + Н20

2 1

+7 +2/0

5СН3 — ОН + 4KMn04 -f 6H2S04 = 5Н — С —ОН +

4 5

+ 4MnS04 + 2K2S04 + 11Ы20

При пользовании этим способом нахождения коэффициентов следует иметь в виду, что этот способ не учитывает электронную плотность атомов и механизм реакций (и, следовательно, является формальным). По современным представлениям эти реакции протекают сложно и в несколько стадий.

Несмотря на указанные недостатки, этот способ позволяет относительно быстро подбирать коэффициенты в простейших окислительно-восстановительных реакциях по изменению степени окисления атомов в начальных и конечных продуктах реакции.

Ниже приведены уравнения реакций окисления — восстановления с участием органических веществ, имеющих важное значение.

1. Получение окиси

страница 49
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
спектакль близкие люди продолжительность
купить матрас 1800х800
пусконаладочные работы по вентиляции стоимость
Туалетные столики для гостиной Угловая

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.01.2017)