4.1.5. Качественные реакции органических соединений.

Алкены >C=C<

Водный раствор KMnO₄

Наблюдают исчезновение фиолетовой окраски KMnO₄ и образование хлопьевидного осадка диоксида марганца бурого цвета

3 >C=C< + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3 >C(OH)-C(OH)< + 2MnO₂↓ + 2KOH

Исчезает желто-коричневая окраска раствора брома из-за протекания реакции:

>C=C< + Br₂ →  >C(Br)-C(Br)<

Исчезает желто-коричневая окраска раствора брома из-за протекания реакции:

R-С≡С-R’ + 2Br₂   →   R-CBr₂-CBr₂-R’

Водные растворы аммиачных комплексов Ag(I), например, аммиачный раствор оксида серебра

[Ag(NH₃)₂]OH

Алкины с тройной связью на конце молекулы дают желтый осадок:

R-С≡СН + [Ag(NH₃)₂]OH → R-С≡СAg↓ + 2NH₃ + H₂O

Алкины, у который при тройной связи нет атомов водорода в такую реакцию не вступают

Водный раствор аммиачных комплексов одновалентной меди Cu(I), например, аммиачный раствор оксида меди (I)

[Cu(NH₃)₂]OH

Алкины с тройной связью на конце молекулы дают красный осадок :

R-С≡СН + [Cu(NH₃)₂]OH →  R-С≡СCu↓ + 2NH₃ + H₂O

Алкины, у которых при тройной связи нет атомов водорода в такую реакцию не вступают, что позволяет отличить их друг от друга

Образование желтой жидкости с запахом горького миндаля на дне реакционной смеси 

При кипячении с каким-либо гомологом бензола водный раствор перманганата калия обесцвечивается и выпадает бурый осадок оксида марганца (IV). На примере с толуолом и этилбензолом реакции выглядят следующим образом:

C₆H₅CH₃ +2KMnO₄ = C₆H₅COOK + 2MnO₂↓ + KOH + H₂O (при кипячении)

C₆H₅CH₂CH₃ + 4KMnO₄ = C₆H₅COOK + K₂CO₃ + 2H₂O + 4MnO₂↓ + KOH (при нагревании)

Постепенное обесцвечивание подкисленного раствора KMnO₄. Выпадения бурого осадка MnO₂ не наблюдается, поскольку марганец восстанавливается до практически бесцветной соли двухвалентного марганца. Чаще всего в качестве подкислителя изпользуют серную кислоту. На примере с толуолом реакция выглядит следующим образом:

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄ +14H₂O

Исчезновение желто-коричневой окраски бромной воды с одновременным выпадением белого осадка трибромфенола:

Разбавленный водный раствор соли железа (III),  например,

FeCl₃

Исчезновение желто-коричневой окраски бромной воды с одновременным выпадением белого осадка триброманилина:

Одноатомные первичные и вторичные спирты

CH₃OH, C₂H₅OH, (CH₃)₂CH-OH и т.д.

Оксид меди (II)

CuO

Черный CuO при нагревании со спиртом изменяет свою окраску на красную в связи с восстановлением до Cu⁰. Первичный спирт при этом превращается в альдегид:

R-CH₂-OH + CuO =t^o=> R-CHO + Cu + H₂O,

вторичный — в кетон:

R-C(OH)-R’+ CuO =t^o=> R-C(O)-R’ + Cu + H₂O,

В случае метанола появляется легко узнаваемый запах формальдегида (естественно, чтобы он был узнаваемым, нужно до этого быть знакомым с его запахом:-) )

В случае реакции с CuO этилового спирта чувствуется специфический запах ацетальдегида, схожий с ароматом прелых яблок сорта «антоновка»

Растворение голубого осадка Cu(OH)₂ с образование ярко-синего раствора комплексного соединения меди. На примере с глицерином уравнение реакции выглядит следующим образом:

Альдегиды,

—CHO

Аммиачный раствор оксида серебра

[Ag(NH₃)₂]OH

Так называемая реакция серебряного зеркала. В результате восстановления Ag⁺¹ в металлическое серебро Ag⁰ на стенках сосуда образуется зеркало. При небрежном смешении реагентов или в недостаточно чистом сосуде вместо серебряного зеркала может образоваться черный осадок, состоящий из мелкодисперсных частиц металлического серебра. В обоих случаях наблюдаемые явления описываются уравнением в общем виде:

R-CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH = R-СООNH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃↑ + H₂O

Свежеосажденный

Cu(OH)₂

Образование оранжево-красного осадка Cu₂O при нагревании в результате реакции:

R-CHO + 2Cu(OH)₂ = R-COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

Карбоновые кислоты,

-COOH

Выделение углекислого газа в результате разложения образующейся нестойкой угольной кислоты H₂CO₃:

2R-COOH + CO₃^2-  →  CO₂ + H₂O + R-COO^—

Появление запаха сложного эфира, образующегося в результате реакции:

R-COOH + R’-OH → R-COO-R’ + H₂O

Запахи эфиров весьма разнообразны, но общим является ярко выраженная пахучесть, нередко, могут напоминать ароматы различных фруктов.

Муравиная кислота

-СНО

и

-СООН

Окрашивание лакмуса в красный цвет, по причине кислой среды, создаваемой муравьиной кислотой:

HCOOH ↔ HCOO^— + H⁺

Аммиачный раствор оксида серебра

[Ag(NH₃)₂]OH

Молекуле муравьиной кислоты, не смотря на ее малый размер удается сочетать в себе помимо карбоксильной группы также и карбонильную, которая позволяет вступать муравьиной кислоте в реакцию серебряного зеркала подобно альдегидам:

HCOOH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → 2Ag↓ + 4NH₃↑ + CO₂↑ + 2H₂O

Растворимые соли жирных карб. кислот, например, стеарат натрия

CH₃(CH₂)₁₆COONa (мыло)

Выпадение хлопьевидного белого осадка малорастворимой жирной кислоты:

CH₃(CH₂)₁₆COONa + H⁺ → Na⁺ + CH₃(CH₂)₁₆COOH

Выпадение белого осадка нерастворимой кальциевой или магниевой соли жирной кислоты. Ионное уравнение в общем виде:

2R-COO^— + Ca²⁺ → (R-COO)₂Ca↓,

где R-длинный углеводородный радикал.

На примере, стеарата натрия и хлорида кальция молекулярное уравнение реакции выглядит так:

2CH₃(CH₂)₁₆COONa + CaCl₂ → (CH₃(CH₂)₁₆COONa)₂Ca↓

Окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет как в щелочах, ввиду того, что соли жирных кислот гидролизуются по аниону:

CH₃(CH₂)₁₆COO^— + H₂O → CH₃(CH₂)₁₆COOH + OH^—

Олеиновая кислота,

-COOH;

>C=C<

Водный раствор KMnO_4(водн.)

Наблюдают исчезновение фиолетовой окраски KMnO₄ и образование хлопьевидного осадка оксида марганца бурого цвета MnO₂

3>C=C< + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3>C(OH)-C(OH)< + 2MnO₂↓ + 2KOH

Исчезает желто-коричневая окраска раствора брома из-за протекания реакции (указан структурный фрагмент молекулы олеиновой кислоты):

>C=C< + Br₂ → C(Br)=C(Br)<

Олеиновая кислота, будучи практически нерастворимой в воде жирной кислотой, растворяется в водных растворах щелочей:

C₁₇H₃₃COOH + NaOH → C₁₇H₃₃COONa + H₂O

Глюкоза,

-CHO

-C(OH)-C(OH)-

Аммиачный раствор оксида серебра

[Ag(NH₃)₂]OH

Свежеосажденный

Cu(OH)₂

Йод,

I₂

Появление синей окраски

 концентрированная азотная кислота

НNО₃(конц.)

Ксантопротеиновая реакция

Появление ярко-желтого окрашивания по причине  нитрования бензольных колец молекул белка

Свежеосажденный

Cu(OH)₂