Уравнение реакции окисления глицерина в глицериновый альдегид

Расчетные задачи в органической химии

Окисление глицерина перманганатом калия

Задача 48.
Напишите три уравнения реакций окисления многоатомных спиртов на примере глицерина перманганатом калия.
Решение:
1. Окисление глицерина перманганатом калия
Процесс окисления многоатомных спиртов происходит ступенчато. При жестком окислении глицерина перманганатом в присутствии ионов Н+ (концентрированная серная кислота при нагревании) возможно окисление первичных спиртовых групп до карбоксильных (-СООН), а вторичных — до кетонных (=О):

Реакция протекает через несколько стадий и при этом образуется конечное вещество: СООНС(О)СООН — 2-оксопропандиовая кислота (диоксипропандиовая кислота)) или 2-оксомалоновая кислота (диоксималоновая кислота) , а также
2-оксометандикарбоновая кислота.

Водный раствор диоксипропандиовой кислоты называется мезоксалевой кислотой:

2. Реакция Карла Шееле
При смешивании глицерина с кристаллическим перманганатом калия (марганцовкой) происодит бурная реакция ( яркая вспышка смеси). Взаимодействие сопровождается выделением большого количества теплоты и газов (углекислый газ СО₂ и пары воды Н₂О), которые увлекают за собой горячие твердые частицы диоксида марганца МnО₂ и карбоната калия К₂CO₃:

3. Глицерин при взаимодействии с перманганатом калия КMnО4 в присутствии H2SO4 возможно окисление по реакции:

Получение 1,2-дийодперфторбутана

Задача 49.
Рассчитайте загрузку иода на первую стадию процесса, при условии, что расчет надо вести на C4F8J2. Заполнение реактора 80% при максимальной температуре процесса 230°С. Реактор V = 2л.
Решение:
I₂ ⇔ 2I•
CF₂=CF₂ + I• ⇔ CF₂I– CF₂•
CF₂I– CF₂• + I• ⇔ CF₂I– CF₂I

Процесс начинается с термодиссоциации иода с образованием атомарного иода, который вступает в реакцию с тетрафторэтилена (ТФЭ) с образованием тетрафторэтилиодидного радикала, который стабилизируется за счет присоединения атома иода с образованием 1,2-дииодперфторэтана (ДИЭ).

Процесс образования 1,2-дийодперфторбутана из дийодперфторэтана и тетрафторэтилена (ТФЭ) может быть описан следующими уравнениями:

Из уравнений реакций вытекает, что на образование 1 моль C₄F₈J₂ затрачивается 1 моль I₂, т.е n(I₂) = n(C₄F₈J₂).

n(C₄F₈J₂) = V(C₄F₈J₂)/Vm = [V(сосуда) . 0,8]/Vm = (2 . O,8)/22,4 = 0,0714 моль.

m(I₂) = n(I₂) . M(I₂) = 0,0714 . 253,8089 = 18,12 г.

Нахождение состава смеси метана и этана

Задача 50.
При сжигании 20 л смеси метана и этана добыто 25 л карбон (IV) оксида. Найти состав смеси в обьемных частях.
Решение:
Уравнения реакции горения веществ будут иметь вид:
1) CH₄ + O₂ = CO₂ + 2H₂O
2) C₂H₆ + 3,5O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

Из уравнений горения газов вытекает, что при сгорании 1 моль метана образуется 1 моль углекислого газа, а при сгорании этана — 2 моль.

Примем объм метана и этана в газовой смеси за «х» и «у» соответственно, а объёмы СО₂ — Х и 2Y.

Для вычисления состава смеси метана и этана в обьемных частях составим уравнение с двуья паременными, плоучим:

Решим систему линейных уравнений методом подстановки:

Выразим из первого уравнения х + у = 20 данной системы «y» через «x«, получим:

Подставив во второе уравнение х + 2у = 25 данной системы вместо «y» выражение (20 — х), получим систему:

Полученные системы равносильны. В последней системе второе уравнение содержит только одну переменную. Решим это уравнение, получим:

Тогда «у» = 20 — «х» = 20 — 15 = 5.

Окисление глицерина

На первом этапе этих превращений затрачивается энергия: глицерин вступает в реакцию с АТФ с образованием глицерофосфата и АДФ. На следующем этапе превращений происходит окисление фосфоглицерина и его превращение в фосфодиоксиацетон (рис. 42).

глицерин фосфоглицерин фосфодиоксиацетон

Рис. 42. Начальные этапы использования глицерина в качестве источника энергии

Перенос водорода с НАД-Н_2, образующегося в ходе этой реакции, на кислород по цепи дыхательных ферментов сопряжен с ресинтезом трех молекул АТФ. Таким образом, не только компенсируются первоначальные затраты энергии, но и образуется две дополнительных молекулы АТФ.

Фосфодиоксиацетон преобразуется в свой изомер – фосфоглицериновый альдегид, дальнейшие превращения которого тождественны превращениям, происходящим в процессе окисления углеводов (рис. 43).

Рис. 43. Превращение фосфодиоксиацетона в фосфоглицериновый альдегид

Через несколько этапов он превращается в пировиноградную кислоту (ПВК), затем в ацетил-К_оА, превращения которого завершаются в цикле трикарбоновых кислот (ЦТКК). Конечными продуктами окисления глицерина являются Н₂О и СО₂.

Глицерин является достаточно энергоемким веществом. При полном (до СО₂и Н₂О) окислении одной молекулы глицерина освобождается энергия, за счет которой может быть ресинтезирована 22 молекулы АТФ (с учетом затрат одной молекулы АТФ на начальном этапе превращений).

Дата добавления: 2015-10-29 ; просмотров: 13251 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Acetyl

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

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.