在有機(jī)反應(yīng)中常有一些物質(zhì)與溴水、KMnO4反應(yīng)。溴水、KMnO4一般是作為氧化劑參與反應(yīng)的,通常這兩種物質(zhì)用于區(qū)別不易被氧化的烷烴、苯和易被氧化的烯烴、炔烴等。氧化劑很多,為什么要選擇著這兩種呢?主要是這兩種氧化劑都有顏色,溴水為橙色,KMnO4為紫紅色,反應(yīng)后兩種物質(zhì)均變成無(wú)色,便于檢驗(yàn)反應(yīng)是否發(fā)生。下面就這兩種物質(zhì)與一些烴發(fā)生反應(yīng)歸納一下: 溴水溶液中溶劑為水,溶質(zhì)為溴單質(zhì)(還有少量溴與水反應(yīng)生成的物質(zhì));KMnO4溶液中溶劑為水,溶質(zhì)為KMnO4,為使其氧化性增強(qiáng),常在其溶液中加些稀硫酸,稱(chēng)為酸性高錳酸鉀溶液。 當(dāng)溴水、KMnO4與一些烴反應(yīng)時(shí),則首先要搞清楚以下4方面的問(wèn)題:
(1)溶液分層問(wèn)題: (2)液體密度問(wèn)題: 上述兩種水溶液的密度均大于液態(tài)烴。因?yàn)闊N密度小于水,所以分層后,液態(tài)烴都在上層。 (3)溶液反應(yīng)問(wèn)題: 上述兩種物質(zhì)到底可以和那些烴發(fā)生反應(yīng)呢,應(yīng)該說(shuō)烷烴、苯與這兩種物質(zhì)都不反應(yīng);烯烴、炔烴與這兩種物質(zhì)都要反應(yīng);苯的同系物則與溴水不反應(yīng),與酸性高錳酸鉀溶液要反應(yīng)。 (4)溶液萃取問(wèn)題:萃取就是用一種溶劑將一種溶液中的溶質(zhì)從其原來(lái)的溶劑中分離出來(lái)的過(guò)程。所用到的該溶劑成為萃取劑,一般要有以下幾個(gè)條件:一是被萃取的溶液與其互不相溶,二是與被萃取的溶液不發(fā)生任何反應(yīng),三是溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原來(lái)溶劑中的溶解,四是萃取劑一般是易揮發(fā)的物質(zhì)。
[例] 溴水、KMnO4溶液分別與己烷、己烯、己炔、苯、甲苯反應(yīng)的現(xiàn)象。討論溴水與上述五中烴反應(yīng)的現(xiàn)象: (1)溴水與己烷:兩溶液混合后,首先是分層,無(wú)色己烷在上橙色溴水在下,振蕩后,不反應(yīng),但要發(fā)生萃取,結(jié)果因溴單質(zhì)的轉(zhuǎn)移,己烷呈紅棕色,而溴水則幾乎為無(wú)色。如圖1 (2)溴水與己烯:兩溶液混合后,首先是分層,無(wú)色己烯在上橙色溴水在下,振蕩后,發(fā)生反應(yīng),就不存在萃取問(wèn)題。溴與己烯發(fā)生加成反應(yīng)后,溴水層和己烯層均為無(wú)色,但還是出現(xiàn)分層,如圖2 (3)溴水與己炔:現(xiàn)象同溴水與己烯反應(yīng)。 (4)溴水與苯:現(xiàn)象同溴水與己烷反應(yīng)。 (5)溴水與甲苯:現(xiàn)象同溴水與己烷反應(yīng)。 (6)KMnO4溶液與己烷:兩溶液混合后,首先是分層,無(wú)色己烷在上紫紅色KMnO4溶液在下,振蕩后,不反應(yīng),也不發(fā)生萃取,結(jié)果無(wú)色己烷仍為無(wú)色,紫紅色KMnO4溶液仍為紫紅色。如圖3 (7)KMnO4溶液與己烯:兩溶液混合后,首先是分層,無(wú)色己烯在上紫紅色KMnO4溶液在下,振蕩后,要發(fā)生氧化還原反應(yīng),結(jié)果紫紅色KMnO4溶液變成無(wú)色,無(wú)色己烯層仍為無(wú)色,還是分層。如圖4 (8)KMnO4溶液與己炔:現(xiàn)象同KMnO4溶液與己烯反應(yīng)。 (9)KMnO4溶液與苯:現(xiàn)象同KMnO4溶液與己烷反應(yīng)。 (10)KMnO4溶液與甲苯:現(xiàn)象同KMnO4溶液與己烯反應(yīng)。 如溴水改用溴的CCl4溶液后,現(xiàn)象有不一樣了,因?yàn)殇宓腃Cl4溶液與烴不會(huì)分層。請(qǐng)看下列列表。綜合列表如下: 附:各種物質(zhì)與溴水、高錳酸鉀反應(yīng)的原理: 1、能使溴水褪色或變色的物質(zhì)及有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理分別為: ①烯烴、炔烴、二烯烴等不飽和烴類(lèi)反應(yīng),使溴水褪色
CH2=CH2+Br2
CH≡CH+Br2
(或CH≡CH+2Br2
CH2=CH-CH=CH2+Br2
(或CH2=CH-CH=CH2+Br2 ②與苯酚反應(yīng)生成白色沉淀 ③與醛類(lèi)等有醛基的物質(zhì)反應(yīng),使溴水褪色 CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2HBr ④與苯、甲苯、四氯化碳等有機(jī)溶液混合振蕩,因萃取作用使溴水褪色,有機(jī)溶劑溶解溴呈橙色(或棕紅色)。 ⑤與堿性溶液(如NaOH溶液、Na2CO3溶液等)反應(yīng),使溴水褪色。 Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O (或3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O) Br2+Na2CO3=NaBr+NaBrO+CO2 ⑥與較強(qiáng)的無(wú)機(jī)還原劑(如H2S、SO2、KI和FeSO4等)發(fā)生反應(yīng),使溴水褪色。 Br2+H2S=2HBr+S↓(淺黃色沉淀) Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 3Br2+6FeSO4=2Fe2(SO4)3+2FeBr3 Br2+2KI=2KBr+I2(溶液變?yōu)樽厣?/span>) 2、能使高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)及有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理分別為: ①與烯烴、炔烴、二烯烴等不飽和烴類(lèi)反應(yīng),使高錳酸鉀溶液褪色;與苯的同系物(甲苯、乙苯、二甲苯等)反應(yīng),使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 ②與苯酚發(fā)生氧化還原反應(yīng),使高錳酸鉀溶液褪色 ③與醛類(lèi)等有醛基的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng),使高錳酸鉀溶液褪色 ④與具有還原性的無(wú)機(jī)還原劑(如H2S、SO2、FeSO4、KI、HCl等)反應(yīng),使高錳酸鉀溶液褪色。 (3)歸納“既使高錳酸鉀溶液褪色,又使溴水褪色的物質(zhì)”包括: 既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,又能使溴水褪色的物質(zhì)包括分子結(jié)構(gòu)中有C=C雙鍵、C≡C叁鍵、醛基(—CHO)的有機(jī)物;苯酚和無(wú)機(jī)還原劑。苯的同系物只能使其中的酸性高錳酸鉀溶液褪色;有機(jī)萃取劑只能使其中的溴水褪色。 |
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