EL-MO II Moleküle, Schulbuch

51 3.4 carBOnYlverBInDungen – alDehYDe unD KetOne Redox-Reaktionen Im Prinzip können viele Redox-Reaktionen als Additionsreaktionen aufgefasst wer - den. In vielen Bereichen erweist es sich aber als günstig, Redox-Reaktionen als eigenen Reaktionstyp zu betrachten. Carbonylverbindungen sind durch Reduktionsmittel zu den entsprechenden Alkoholen reduzierbar. Oxidierbar sind nur die Aldehyde (Unterscheidungsmöglichkeit von Ketonen). Die Versuche zeigen die reduzierende Wirkung der Aldehyde. Folgende zwei Redox- Reaktionen werden unter anderem als Nachweis für Aldehyde eingesetzt: Reaktion mit Fehling´scher Lösung (Abb. 51.1) Der Aldehydnachweis nach Fehling wurde schon im Zusammenhang mit den Oxida - tionsprodukten der Alkohole durchgeführt (Versuch 41.4). Er beruht auf der Reduk - tion von blauer Cu 2+ -Lösung in basischem Milieu zu rotem, schwerlöslichem Cu 2 O. Reaktion schematisch: R–CHO + Cu 2+ R–COOH + Cu 2 O Redox-Gleichung: Red.: 2 Cu 2+ + 2 OH – + 2e – Cu 2 O + H 2 O Ox.: R–CHO + 3 OH – R–COO – + 2e – + 2 H 2 O 2 Cu 2+ + R–CHO + 5 OH – Cu 2 O + R–COO – + 3 H 2 O Ergänzen mit Gegen-Ionen zur vollständigen Gleichung: 2 CuSO 4 + R–CHO + 5 NaOH Cu 2 O + R–COONa + 3 H 2 O + 2 Na 2 SO 4 Reaktion mit Tollens-Reagenz („Silberspiegel“) Silber(I)-nitrat-Lösung wird mit Natronlauge versetzt. Es bildet sich schwerlösliches Silber(I)-oxid. Durch Zugabe von Ammoniak kann der Niederschlag durch Komplex - bildung aufgelöst werden. Die Ag + -Ionen werden im Basischen durch Aldehyde zu metallischem Silber reduziert. (Versuch 51.1) Reaktion schematisch: R–CHO + Ag + R–COOH + Ag Cannizzaro-Reaktion Aldehyde, die kein aktives α -H-Atom besitzen, gehen im stark basischen Milieu un - tereinander eine Redox-Reaktion ein. Es bilden sich das entsprechende Carboxylat- Ion und ein Alkohol. Reaktionen zwischen Molekülen einer Oxidationsstufe zu Ver - bindungenmit niedriger bzw. höherer Oxidationsstufe nennt man Disproportionierung . Der Cannizzaro-Reaktion ( Stanislao Cannizzaro , 1826–1910, italienischer Chemiker) kommt vor allen Dingen bei aromatischen Aldehyden große Bedeutung zu (Abb. 51.2). [NaOH] [NaOH] ■ 51.1: Formulier die exakte Reakti - onsgleichung für die Reaktion von Tollens-Reagenz mit einem Aldehyd nach dem Re - aktionsschema im Text! ÜBUngEn ■ 51.1: Nachweis eines Aldehyds mit Tol- lens-Reagenz In eine Proberöhre gibt man einige Milliliter verdünnte AgNO 3 -Lösung, 1 mL NaOH ( c = ca. 1 mol/L) und so viel Ammoniak-Lösung, dass sich der gebildete Niederschlag wieder auf - löst. Nun setzt man 1 mL eines wasserlösli - chen Aldehyds zu und erwärmt. Es bildet sich schwarzes, kolloidales Silber. Ist die Proberöh - re sauber (fettfrei!), so scheidet sich das Sil - ber zum Teil als glänzender Spiegel am Glas ab. Achtung! Tollens-Reagenz keinesfalls aufbe - wahren! Beim langen Stehen kann sich hoch - explosives Knallsilber bilden! Entsorgung: Abfluss LeHrerVersuCH Aldehyd + Fehling 1 + Fehling 2 OH Oxidation Carboxylat-Ion prim. Alkohol Aldehyd Reduktion Aldehyd R C C R O H R C O H C R O O O H H H Reduktion R C O H R C H H O H H 2 H 2 Propanon 2-Propanol Reduktion Reduktion Ethanol Ethanal H 2 H 3 C C H 3 C C O H H 3 C C H O CH 3 H 3 C C H O H O H H CH 3 Aldehyd Primärer Alkohol CHO 2 CH 2 OH + OH – COO – + Abb. 51.1: Nachweis eines Aldehyds mit der Fehling- Reaktion Abb. 51.2: Dis pro portionierun geines Aldeh yds nach Cannizzaro Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv