Đang tải... (xem toàn văn)
Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học , trong đó có sự chuyển dịch electron giữa các chất ( có thể là nguyên tử, phân tử hoặc ion) phản ứng. Hay nói cách khác: Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố. Trong hoá học hữu cơ, những phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá cũng được gọi là phản ứng oxi hoá khử.
Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM GVHD:GS.TS. Đào Hùng Cường Học viên: Ngô Thị Thuỳ Dương Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 2 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 1. Khái niệm Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học , trong đó có sự chuyển dịch electron giữa các chất ( có thể là nguyên tử, phân tử hoặc ion) phản ứng. Hay nói cách khác: Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố. Trong hoá học hữu cơ, những phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá cũng được gọi là phản ứng oxi hoá khử. Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 3 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 1. Khái niệm Tuy nhiên quan niệm trên không dễ áp dụng trong hoá hữu cơ. Electron trong vài phản ứng oxi hoá và khử không chuyên trực tiếp nên không thể dựa vào sự chuyển trực tiếp electron. Một số trường hợp áp dụng dễ dàng như số oxi hoá của cacbon trong CH4 là -4. Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 4 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá Số oxi hoá là một đại lượng quy ước. Số oxi hoá của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó, nếu giả định liên kết giữa các phân tử trong nguyên tử là liên kết giữa các ion. Tức là trong những liên kết cộng hoá trị các cặp điện tử dùng chung bị hút hẳn về phía nguyên tố có độ âm điện lớn hơn để trở thành ion âm và nguyên tố kia thì trở thành ion dương a. Khái niệm : Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 5 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá Trong hữu cơ người ta dùng khái niệm số oxi hoá và bậc số oxi hoá khác: Số oxi hoá là số điện tích quy ước khi giả thiết rằng phân tử hữu cơ gồm những ion đơn giản kết hợp với nhau hay là điện tích xuất hiện ở nguyên tử khi có sự chuyển dịch electron liên kết về phía nguyên tử có độ âm điện cao hơn Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 6 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá Quy tắc 1: Số oxi hoá trong các đơn chất bằng 0 b. Cách xác định số oxi hoá: Quy tắc 2: Trong một phân tử tổng số oxi hoá các nguyên tố bằng 0 Quy tắc 3: Số oxi hoá của các ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tố bằng điện tích của ion Quy tắc 4 : Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hoá của hiđrô bằng + 1, số oxi hoá của oxi bằng - 2. Theo 4 quy tắc Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 7 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá 0 H - 1 H 3 C C H -1 H -1 Ví dụ 1 : Chú ý :Trong hợp chất hữu cơ khi xác định số oxi hoá còn dựa vào công thức cấu tạo Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 8 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá 0 OH + 1 H 3 C C H 0 CH 3 -1 Ví dụ 2 : Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 9 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3. Sự oxi hoá và sự khử: a. Sự oxi hoá: ( quá trình oxi hoá) Một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hoá của chất đó. b. Sự khử : ( quá trình khử ) Một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hoá của chất đó. Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 10 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3. Sự oxi hoá và sự khử: b. Sự khử : ( quá trình khử ) Tuy nhiên, trong hợp chất hữu cơ để xác định đâu là sự oxi hoá, đâu là sự khử người ta thường xem xét sự thay đổi số oxi hoá ở phân tử hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng. Trong phản ứng hữu cơ thông thường có liên quan tới một vài nguyên tử cacbon trong phân tử. Nên để xác định sự oxi hoá và sự khử ta làm như sau: [...]... 18 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: a Phương pháp: Trong phản ứng oxi hoá khử quan trọng là cân bằng phản ứng oxi hoá khử Sự cân bằng này dễ dàng thực hiện trong hoá học vô cơ Tuy vậy trong hoá học hữu cơ cũng có thể thực hiện được cân bằng cho phản ứng oxi hoá khử giữa chất hữu cơ và tác nhân oxi hoá khử Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 19 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ... Ngô Thị Thuỳ 20 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: b Các ví dụ : Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hoá khử sau: C6 H12O6 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O Hướng dẫn 0 +7 +2 +4 C6 H12O6 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 21 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: 5 x 24 x 0 +4... HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: -2 Cân bằng oxi : Cr2O7 + 8 H+ +3 2 Cr + 7H2O -2 Cân bằng H :Cr2O7 + 8 H+ + 6H Phản ứng oxi hoá : RCH2OH Học Viên : Ngô Thị Thuỳ +3 2 Cr + 7H2O RCHO 27 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: -2 Cân bằng oxi : Cr2O7 + 8 H+ +3 2 Cr + 7H2O -2 Cân bằng H :Cr2O7 + 8 H+ + 6H Phản ứng oxi hoá : RCH2OH... 30 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 5 Phản ứng oxi hoá khử thường gặp: a Phản ứng Cannizzaro: NaOH Ví dụ : 2 ArCHO ArCH2OH + ArCOOTrong phân tử này một phân tử anđehit bị oxi hoá thành axit, phân tử khác bị khử thành ancol b Phản ứng Tischenko: Ví dụ : 2RCHO c Phản ứng Pummerer: RCOOCH2R d Phản ứng Willgerodt: Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 31 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 6 Ý nghĩa và các ứng. .. + H2O Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 23 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: 3 x 2 x -1 +3 +6 : Quá trình oxi hoá C + 4e C 2Cr + 2 x 3e +3 2Cr :Quá trình khử 3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7+ 8H2SO4 3CH3COOH +2Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11H2O Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 24 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: Được phổ biến hơn cả là phương... PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3 Sự oxi hoá và sự khử: b Sự khử : ( quá trình khử ) ∑ ∑ Nếu hiệu số hoá (hợp chất hữu cơ) OX SP ∑ Nếu hiệu số ( hợp chất hữu cơ) OX SP > 0 thì ta gọi đó là sự oxi OX cđ ∑ - OX cđ < 0 thì ta nói đó là sự khử ∑ ∑ Nếu hiệu số = 0 thì phản ứng không phải là oxi hoá cũng không phải là khử OX SP OX cđ Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 12 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU... 28 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: Không cần cân bằng điện tích và O, chỉ cân bằng Hiđrô : RCH2OH Kết hợp hai phương trình trên : 3 x [ RCH2OH -2 Cr2O7 + 8 H+ + 6H -2 3RCH2OH + Cr2O7 + 8H+ RCHO + 2H RCHO + 2H] +3 2Cr + 7 H2O +3 3RCHO + 2 Cr + 7H2O Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 29 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4 Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: ... Thuỳ 16 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3 Sự oxi hoá và sự khử: b Sự khử : ( quá trình khử ) Ví dụ 5: 0 OH CH3 +1 H C 0 ∑ ∑ OX SP - CH3 OX cđ ∑ -1 O HCr2O4 = 0 + ( -3) = - 3 OX cđ CH3 0 +2 CH3 C + HCl (5) 0 ∑ OX SP = 0 + (- 2) + 1 = - 1 = +2 – 0 = +2 >0 : (5) là phản ứng oxi hoá Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 17 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3 Sự oxi hoá và sự khử: b Sự khử : ( quá trình khử )... không phải là phản ứng oxi hoá – khử OX SP OX cđ Học Viên : Ngô Thị Thuỳ 14 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3 Sự oxi hoá và sự khử: b Sự khử : ( quá trình khử ) Ví dụ 3: -2 -2 CH2= CH2 + H2 ∑ OX SP - ∑ OX cđ -3 -3 CH3- CH3 (3) = - 6 – ( -4 ) = -2 < 0 : (3) là phản ứng khử Phản ứng tách hiđrô từ CH3 – CH3 tạo thành CH2 = CH2 (3’) là phản ứng ngược với phản ứng (3) nên hiệu số oxi hoá sẽ > 0 và... của phản ứng oxi hoá – khử trong thực tiễn Phản ứng oxi hoá khử là loại phản ứng hoá học phổ biến trong tự nhiên và có tầm quan trọng trong sản xuất và đời sống Trong đời sống, phần lớn năng lượng ta dùng là năng lượng của phản ứng oxi hoá khử Sự cháy của các động cơ đốt trong, sự cháy của than củi, các quá trình điện phân , các phản ứng xảy ra trong pin , ắc qui… đều là quá trình oxi hoá khử Học . Thuỳ Dương 19 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 4. Cân bằng oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ: a. Phương pháp: Trong phản ứng oxi hoá khử quan trọng là cân bằng phản ứng oxi hoá khử. Sự cân. +2 >0 : Phản ứng (1) phản ứng oxi hoá – khử ∑ OX cđ Học Viên : Ngô Thị Thuỳ Dương 14 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 3. Sự oxi hoá và sự khử: b. Sự khử : ( quá trình khử ) Ví dụ. Dương 5 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ TRONG HOÁ HỮU CƠ 2. Số oxi hoá Trong hữu cơ người ta dùng khái niệm số oxi hoá và bậc số oxi hoá khác: Số oxi hoá là số điện tích quy ước khi giả thiết rằng phân tử hữu