Уравнение реакции бензина с перманганатом калия

Окисление алкенов перманганатом калия

В отличие от предельных углеводородов, алкены характеризуются высокой химической активностью, обусловленной особенностями строения молекулы. При обычных условиях алкены охотно вступают в реакции неполного окисления с превращением в органические соединения других классов. Универсальный реагент в процессах окисления алкенов – перманганат калия.

Понятие о неполном окислении

В химии органических соединений под окислением понимается взаимодействие, при котором происходит обеднение реагента водородом или обогащение кислородом, сопровождающееся отдачей электронов молекулой. Обратный процесс называется восстановлением.

Полное окисление происходит при горении углеводородов с разрушением молекулы. Продуктами в этом случае являются углекислый газ и вода. При неполном окислении продуктами становятся различные вещества.

Высокая реакционная способность алкенов обусловливается присутствием в молекуле двойной связи. Один из ее компонентов – слабая -связь – легко разрушается с образованием у углеродных атомов свободной валентности (неспаренного электрона). За счет оттягивания или отрыва освободившихся электронов и происходит окислительно-восстановительный процесс.

Определение степеней окисления

Для того чтобы правильно записать уравнение реакции неполного окисления алкена, нужно определить степени окисления атомов до вступления во взаимодействие и после него. Они рассчитываются исходя из электроотрицательности элементов.

Например, при окислении пропена перманганатом калия вступающий в реакцию пропен характеризуется следующими степенями окисления углеродных атомов:

• В составе группы углерод, обладающий большей электроотрицательностью, смещает к себе электронные пары двух связей , отнимая у водородных атомов по одному отрицательному заряду. На связи сдвига электронов нет. Следовательно, атом углерода приобретает степень окисления -2 -2;
• В группе аналогичный подсчет показывает для углерода степень окисления -1 -1 (для каждого водорода соответственно +1 +1);
• В радикале углерод оттягивает на себя отрицательные заряды с трех водородных атомов и имеет степень окисления -3 -3.

В общем виде результат можно записать следующим образом:

Расчет степеней окисления в кислородсодержащих соединениях производится аналогично с учетом большей электроотрицательности кислорода.

Влияние среды на окислитель

Состав раствора (наряду с температурой) определяет, до какого соединения окислится восстановитель – алкен. Окислитель в растворах с различным уровнем кислотности (щелочности) также ведет себя неодинаково.

Неорганическая соль в водном растворе диссоциирует на катион металла и собственно окислитель – перманганат-анион . В ходе реакции марганец восстанавливается от степени окисления +7 +7 до той или иной величины в зависимости от среды.

В нейтральной и слабощелочной среде марганец приобретает степень окисления +4 +4:

Кислород из перманганат-аниона присоединяется к алкену по месту двойной связи.

Под воздействием серной кислоты марганец восстанавливается до степени окисления +2 +2:

При окислении со щелочью (гидроксид лития достаточно высокой концентрации) марганец восстановится до +6 +6:

Мягкое окисление

Процесс в нейтральной или слабощелочной среде при обычной температуре представляет собой так называемое мягкое окисление перманганатом калия, или гидроксилирование. В алкене разрывается -связь, и к освободившимся валентностям двух углеродных атомов присоединяются две гидроксогруппы . Источниками их формирования служат:

• кислород из перманганат-иона;
• вода.

Продукт реакции – диол (двухатомный спирт). Например, окисление этилена перманганатом калия приводит к образованию этиленгликоля:

Для составления полного уравнения нужно:

1. определить степени окисления реагентов:
2. рассчитать электронный баланс:
3. расставить коэффициенты:
4. ввести в уравнение недостающие реагенты и продукты, исходя из равенства состава в левой и правой частях уравнения, и определить окончательные коэффициенты:

Реакция окисления пропена в нейтральной среде перманганатом калия составляется аналогично:

Дальше мягкое окисление не идет, так как -связи в молекуле в мягких условиях сохраняются. Раствор перманганата теряет окраску, а оксид марганца выпадает в виде бурого осадка. Гидроксилирование, известное также как реакция Вагнера, служит для выявления в молекулах двойной связи.

Жесткое окисление

Жесткими называют процессы окисления, протекающие в нейтральном растворе в условиях повышенной температуры, а также при добавлении кислоты или щелочи. В этих случаях двойная связь в алкене разрушается полностью, а продуктами реакции становятся кетоны, кислоты (с промежуточным окислением до альдегида) либо соли.

Окисление перманганатом калия в кислой среде

Пропен в содержащем кислоту растворе реагирует до образования уксусной кислоты и углекислого газа:

Степени окисления участвующих в реакции углеродных атомов и марганца составят:

Электронный баланс определяется только с учетом углерода, вошедшего в состав кислоты:

Сначала расставляются коэффициенты в окислителе, восстановителе и в продуктах окисления:

Затем вписываются недостающие вещества и полностью рассчитываются коэффициенты:

Еще один пример жесткого окисления алкенов перманганатом калия с серной кислотой – реакция с участием пентена-2. Молекула расщепляется по месту двойной связи, и ее фрагменты окисляются через промежуточное образование альдегидов до двух кислот:

Электронный баланс составляется для двух углеродных атомов алкена, поскольку оба они являются восстановителями.

Правило, по которому осуществляется окисление углерода, отражено в таблице:

Так, в 2-метилпропене первичный атом окисляется через промежуточные формальдегид (метаналь) и муравьиную кислоту полностью – до углекислого газа, а третичный – только до ацетона:

Окисление алкенов в щелочной среде

При нагревании с концентрированной щелочью алкены окисляются до солей:

Если один из углеродных атомов – первичный, он окисляется до углекислого газа:

Окисление в нейтральном растворе

В условиях высокой температуры образующаяся щелочь вступает в реакцию, в результате которой окисление алкенов продолжается до образования кетонов или солей. Так, при жестком окислении пропена в нейтральной среде получаются те же продукты, что и в присутствии концентрированного гидроксида калия: ацетат и неорганические соли калия – карбонат и манганат .

Кетон – результат окисления третичного углеродного атома, и дальнейшую реакцию они не поддерживают. Например, при окислении метилпропена как конечный продукт образуется ацетон:

Заключение

Взаимодействие с раствором перманганата калия в мягких или жестких условиях является показателем высокой реакционной способности алкенов, которая обусловлена присутствием в молекуле легко разрываемой -связи. Реакции мягкого и жесткого окисления относятся к числу характерных химических свойств алкенов как ненасыщенных углеводородов.

Что будет, если марганцовка попадет в бензобак? Рассматриваем примеры

Скачать PDF

Нашумевшее обсуждение на тему, что будет, если марганцовка попадет в бензобак зашло в тупик. Дошло до того, что бытует множество различных версий, домыслов, формальных опытов и советов из жизни. Распространенные из них: при взаимодействии с бензином произойдет взрыв, заклинит двигатель, засорится фильтр, автомобиль не тронется с места, прочие.

Марганцовка или перманганат калия представляет собой калиевую соль марганцевой кислоты. Имеет кристаллообразную форму ярко фиолетового цвета. При взаимодействии с водной средой резко окрашивается в малиновый цвет. В медицине и фармакологии применяется для антисептических перевязок, промывания гортани, открытых ран, нагноений, ожогов, язв различной стадии, при отравлении токсинами для промывания желудка.

В быту используется в качестве добавки для моющих средств, так как хорошо расщепляет жиры, при изготовлении пиротехники как сильный окислитель, в космических и ракетных двигателях, в морилке при вскрытии деревянных поверхностей, для выведения татуировок на теле. Как видим применение перманганата калия достаточно широко. Неужели такой востребованный химический продукт может быть так опасен при взаимодействии с топливом?

Реакция при взаимодействии с бензином и дизелем

Что будет если марганцовка попадет в бензобак? На самом деле, ничего страшного не произойдет, тем более взрыва. Реагент химически абсолютно нейтрален к топливу. При попадании чаще всего происходит оседание на дно бензобака без потери кристаллообразной формы и фиолетового цвета. Марганцовка может засорить топливные фильтра при дальнейшем запуске двигателя и езде.

Если незначительная часть и просочится сквозь надежную защиту фильтров, то это только добавит немного мощности мотору и максимальную сгораемость топлива в камере сгорания. Это вовсе не означает, что ее необходимо добавлять в бак сознательно. В больших количествах перманганат калия может способствовать прогоранию клапанов в головке блока цилиндра.

Происходит это благодаря тому, что при сгорании бензина выделяется большое количество тепловой энергии, которая «увеличивается» сгоранием марганцовки. Таким образов чрезвычайно высокая температура способна прожечь металлические сплавы. Для дизельного топлива марганцовка опасности не несет, кроме засорения фильтров.

Марганцовка и тосол: Множество мифов о воспламенении соли возможно пошло от взаимодействия глицерина (тосола) и перманганата калия. В процессе реакции выделяется огромное количество тепловой энергии и происходит самовозгорание химических реагентов. Для создания такого «фейерверка» необходимо четко знать пропорции и соблюдать их. При хаотическом смешивании реакции не будет никакой.

Проверка бензина: Помимо медицины, калиевая соль может принести огромную пользу при тестировании бензина на предмет наличия в нем воды. Для проведения эксперимента необходимо налить в металлическую емкость небольшое количество бензина, можно 2-3 литра. Добавить в посуду 50-70 грамм марганцовки. Если бензин окажется без воды, то реагент останется фиолетового цвета и сохранит кристаллообразную форму, в противном случае жидкость окрасится в малиновый цвет и полностью растворится в бензине.

Марганцовка «случайно» попала в бак

Иногда так случается, когда кто-то хочет насолить человеку, но страдает при этом автомобиль. Если вы заметили, что перманганат калия засыпали вам в топливный бак, то необходимо первым делом не заводите двигатель машины. Далее можно пойти двумя путями: снимать бак и промывать его или же бежать в автомагазин и покупать специальные химические присадки для заливки в бак с целью нейтрализации калиевой соли. И тот и иной варианты эффективны.

Разница в том, что в первом случае вам понадобится потратить 3-4 часа драгоценного времени. Во втором – 20 минут. После заливки в бак происходит нейтрализация марганцовки. Останется только поменять топливный фильтр на новый и никаких проблем.

Итак, на вопрос: что будет, если марганцовка попадет в бензобак ответим так. Ничего страшного при систематическом осмотре фильтра тонкой очистки подачи бензина. Как только заметили мелкие крупицы, всегда замените на новый. Так как стоимость элемента мала, покупка не ударит по вашему карману, а вот возможный капремонт, это гораздо хуже. Удачи вам. Будьте бдительны.

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.