«K12/K13» Alkohole im Überblick «PDF», «POD»

0.0.1 ↑ Alkohole

Alkohole enthalten neben den Elementen C und H auch O. Sie "leiten" sich aber dennoch von den Kohlenwasserstoffen "ab".

Beispiel: \text{C}_2\text{H}_6\text{O}${\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}$ als Summenformel

Strukturformel:

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & - \\ {} & | & & | & & & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$ oder \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & & & | & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}$?

Versuch

[Zugabe von Natrium zu Wasser und \text{C}_2\text{H}_6\text{O}${\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}$]

Beobachtung

[Jeweils] exotherme Reaktion unter Gasentwicklung (\text{H}_2${\text{H}}_2$)

Folgerung

\text{Na} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\uparrow + \,\text{Na}^+\text{OH}^-$\text{Na}+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{H}}_2\uparrow +{\text{Na}}^{+}{\text{OH}}^{-}$

\text{Na} + \text{C}_2\text{H}_6\text{O} \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{O}^-\text{Na}^+ + \text{H}_2\uparrow$\text{Na}+{\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}\to {\text{C}}_2{\text{H}}_5{\text{O}}^{-}{\text{Na}}^{+}+{\text{H}}_2\uparrow$

Da vergleichbares Reaktionsprinzip, muss auch die Verbindung vergleichbar zu Wasser sein.

2 \,{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccc} {} \text{H} & \rightarrow & \overline{\underline{\text{O}}} \\ {} & & \uparrow \\ {} & & \text{H} \end{array} } \stackrel{\text{Abspaltung von H als H}^+}{\longrightarrow} \text{H}_2 + 2 \,\text{OH}^-$2\begin{array}{ccc}\hfill \text{H}\hfill & \hfill \to \hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \uparrow \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}\stackrel{{\text{Abspaltung von H als H}}^{+}}{\to }{\text{H}}_2+2{\text{OH}}^{-}$

(leichte Abspaltung, da Bindung bereits polar!)

2 \,{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\text{O}} & | \\ {} & | & & | & & \uparrow & \\ {} & & & & & \text{H} & \end{array} } \stackrel{\text{Abspaltung von H als H}^+}{\longrightarrow} \text{H}_2 + 2 \,\text{C}_2\text{H}_5\text{O}^-$2\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\text{O}}\hfill & \hfill \mid \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \uparrow \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill \end{array}\stackrel{{\text{Abspaltung von H als H}}^{+}}{\to }{\text{H}}_2+2{\text{C}}_2{\text{H}}_5{\text{O}}^{-}$

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & & & | & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

Keine polare [H-]Bindung; unwahrscheinlich als Struktur

0.0.1.1 ↑ Alkohole im Überblick

Alkohole leiten sich formal von den einfachen Kohlenwasserstoffen ab. Es existiert ebenfalls eine homologe Reihe.

Formel:

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & | & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & - & \text{O} & \text{H} \\ {} & & | & & & \end{array}$\begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

\text{OH}$\text{OH}$: Hydroxiegruppe [ist eine] funktionelle Gruppe, ändert die Eigenschaften

Mehrwertige Alkohole [besitzen] mehr als eine OH-Funktion im Molekül. Beispiele:

Ethandiol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & | & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & \\ {} \text{H} & \text{O} & & \text{O} & \text{H} \end{array}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{H}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}$

(1,2,3-)Propantriol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \\ {} \text{H} & \text{O} & & \text{O} & \text{H} & \text{O} & \text{H} \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{H}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}$

Primäre Alkohole

[C-Atom mit OH-Gruppe bindet genau ein C-Atom]

[prim-Ethanol]

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & | & & | & \\ {} - & \text{C} & \text{\textbf{--}} & \text{\textbf{C}} & - \\ {} & | & & | & \\ {} & & & \text{O} & \text{H} \end{array}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}$

prim-Propanol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccccc} {} & | & & | & & | & & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & \text{\textbf{--}} & \text{\textbf{C}} & - & \text{O} & \text{H} \\ {} & | & & | & & | & & & \end{array}$\begin{array}{ccccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

Sekundäre Alkohole

[C-Atom mit OH-Gruppe bindet genau zwei C-Atome]

[sek-Propanol]

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & & | & \\ {} - & \text{C} & \text{\textbf{--}} & \text{\textbf{C}} & \text{\textbf{--}} & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \\ {} & & & \text{O} & \text{H} & & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

sek-Butanol, 2-Butanol, Butan-2-ol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccccc} {} & | & & | & & | & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & \text{\textbf{--}} & \text{\textbf{C}} & \text{\textbf{--}} & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & & | & \\ {} & & & & & \text{O} & \text{H} & & \end{array}$\begin{array}{ccccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

Tertiäre Alkohole

[C-Atom mit OH-Gruppe bindet genau drei C-Atome]

tet-Butanol, 2-Methylpropan-2-ol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & | & & & \\ {} & & - & \text{C} & - & & \\ {} & | & & \text{\textbf{\texttt{|}}} & & | & \\ {} - & \text{C} & \text{\textbf{--}} & \text{\textbf{C}} & \text{\textbf{--}} & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \\ {} & & & \text{O} & \text{H} & & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{|}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \text{–}\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

Die OH-Funktion ändert (je nach Lage im Molekül) die Eigenschaften eines Moleküls.

[Zwei OH-Gruppen an einem C-Atom sind normalerweise nicht stabil, weil wegen der Elektronegativität des Sauerstoffs "zu wenig" Elektronen verfügbar wären (es findet eine "zu starke" Polarisierung statt)]

0.0.1.2 ↑ Eigenschaften der Alkohole

Die Eigenschaften der Alkohole sind durch das Vorhandensein "einer" OH-Funktion bestimmt.

Löslichkeit

Ethanol ist im Vergleich zu Ethan in Wasser löslich (hydrophil).

Erklärung: Ethanol ist ein polares Molekül:

Ethan

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & | & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & \end{array}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

Keine e^-$e^{-}$-Verschiebung; keine Polarität

Ethanol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & \rightarrow & \text{O} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array}$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \to \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

e^-$e^{-}$-Verschiebung; Polarität → Lösbarkeit im polaren Lösungsmittel \text{H}_2\text{O}${\text{H}}_2\text{O}$ (Umhüllung des [gesamten] Moleküls mit Wasserteilchen möglich)

Achtung: Je länger die C-Kette, desto mehr dominiert der unpolare Teil → Löslichkeit sinkt [ab \text{C}_{10}${\text{C}}_{10}$ überhaupt keine Löslichkeit mehr]

Siedepunkt/Schmelzpunkt

Im Vergleich zu Alkanen sind Siedepunkt/Schmelzpunkt deutlich erhöht.

Es wird folglich mehr Energie benötigt, um Moleküle voneinander zu trennen.

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccccccccccc} {} & | & & | & & {\scriptsize\delta^{-}} & & & & {\scriptsize\delta^{+}} & & & & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\text{O}} & | & \cdots\cdots & & \text{H} & & & & & \\ {} & | & & | & & | & & & & | & & | & & | & \\ {} & & & & & \text{H} & & \cdots\cdots & | & \underline{\text{O}} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & & & & & {\scriptsize\delta^{+}} & & & & {\scriptsize\delta^{-}} & & | & & | & \end{array}$\begin{array}{ccccccccccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\delta }^{-}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\delta }^{+}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\text{O}}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \cdots \cdots \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \cdots \cdots \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \underset{¯}{\text{O}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\delta }^{+}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\delta }^{-}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

[Voraussetzung für Wasserstoffbrückenbindung: stark negativ polarisiertes Atom mit freien Elektronenpaaren und H-Atom]

Wasserstoffbrücken als sehr starke Wechselwirkung zwischen Molekülen sorgen für hohe Siedepunkte/Schmelzpunkte.

[Die Wasserstoffbrückenbindung ist deshalb so stark, weil sie a) deutlich lokalisiert und b) permanent ist.]

Viskosität

Durch Wasserstoffbrücken werden Alkohole viskoser als vergleichbare Alkane.

Brennbarkeit

Ethanol brennt mit nicht rußender blauer Flamme.

→ \text{C}:\text{O}$\text{C}:\text{O}$-Anteil; C schon teilweise oxidiert!

0.0.1.3 ↑ Oxidierbarkeit von Alkoholen

Grundlage: Oxidationszahl (gedachte Ladungszahl → e^-$e^{-}$ an Atom)

Beispiel: \text{H}_2\text{S}${\text{H}}_2\text{S}$

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} \text{H} & ( & - & \overline{\underline{\text{S}}} & - & ) & \text{H} \end{array}$$ \text{[In der XHTML-Version fehlt hier eine Formel. In der PDF-Version ist sie vorhanden.]}$$

Vorstellung als "Ionen":

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccc} {} \text{H}^{+} & \text{S}^{2-} & \text{H}^{+} \end{array}$\begin{array}{ccc}\hfill {\text{H}}^{+}\hfill & \hfill {\text{S}}^{2-}\hfill & \hfill {\text{H}}^{+}\hfill \end{array}$

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} _{+1} & & _{-2} & & _{+1} \\ {} \text{H} & - & \text{S} & - & \text{H} \end{array}$\begin{array}{ccccc}\hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{-2}\hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill \\ \hfill \text{H}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{S}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}$

Für Kohlenstoffverbindungen gilt:

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccccccccccc} {} & & & _{+1} & & & & _{+1} & & & & _{+1} & & & \\ {} & & & \text{H} & & & & \text{H} & & & & \text{H} & & & \\ {} & & & \frown & & & & \frown & & & & \frown & & & \\ {} _{+1} & & & | & _{-3} & & & | & & & _{-3} & | & & & _{+1} \\ {} \text{H} & ( & - & \text{C} & - & | & - & \text{C} & - & | & - & \text{C} & - & ) & \text{H} \\ {} & & & | & & & & | & _{-2} & & & | & & & \\ {} & & & \smile & & & & \smile & & & & \smile & & & \\ {} & & & \text{H} & & & & \text{H} & & & & \text{H} & & & \\ {} & & & _{+1} & & & & _{+1} & & & & _{+1} & & & \end{array}$$ \text{[In der XHTML-Version fehlt hier eine Formel. In der PDF-Version ist sie vorhanden.]}$$

Primärer Alkohol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccccccc} {} & & & \text{H} & & & _{+1} & \text{H} & & & \\ {} & & & \frown & & & & \frown & & & \\ {} & & & | & & & & | & & & \\ {} \text{H} & ( & - & \text{C} & - & | & - & \text{C} & ( & - & \stackrel{-2}{\overline{\underline{\text{O}}}}\stackrel{+1}{\text{H}}\}_{{-}{1}} \\ {} & & & | & & & _{-1} & | & & & \\ {} & & & \smile & & & & \smile & & & \\ {} & & & \text{H} & & & _{+1} & \text{H} & & & \end{array}$$ \text{[In der XHTML-Version fehlt hier eine Formel. In der PDF-Version ist sie vorhanden.]}$$

Sekundärer Alkohol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & _{+1} & & & \\ {} & | & & | & _{\pm 0} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \\ {} & & _{-1}\{ & \text{O} & \text{H} & & \end{array}$$ \text{[In der XHTML-Version fehlt hier eine Formel. In der PDF-Version ist sie vorhanden.]}$$

Tertiärer Alkohol

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & | & & & \\ {} & & - & \text{C} & - & & \\ {} & | & & | & _{+1} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \\ {} & & _{-1}\{ & \text{O} & \text{H} & & \end{array}$$ \text{[In der XHTML-Version fehlt hier eine Formel. In der PDF-Version ist sie vorhanden.]}$$

Versuch

\text{Primärer Alkohol} + \text{CuO} \longrightarrow \text{Cu} + \text{?}$\text{Primrer Alkohol}+\text{CuO}\to \text{Cu}+\text{?}$

\text{Sekundärer Alkohol} + \text{CuO} \longrightarrow \text{Cu} + \text{?}$\text{Sekundrer Alkohol}+\text{CuO}\to \text{Cu}+\text{?}$

\text{Tertiärer Alkohol} + \text{CuO} \not\longrightarrow$\text{Tertirer Alkohol}+\text{CuO}̸x\to$

• { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & _{-1} & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array} } \,+ {\stackrel{+2}{\text{Cu}}}\text{O} \longrightarrow\ \stackrel{0}{\text{Cu}} + { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & & & & \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}|} \\ {} _{-3} & | & & & /\!/ & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & _{+1} & \\ {} & | & & & \backslash{} & \\ {} & & & & _{+1} & \text{H} \end{array} }$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{-1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}+\stackrel{+2}{\text{Cu}}\text{O}\to \stackrel{0}{\text{Cu}}+\begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}\mid }\hfill \\ \hfill {}_{-3}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}$

  -1 \longrightarrow +1$-1\to +1$

  Primäre Alkohole sind bereit, e^-$e^{-}$ abzugeben. Sie werden dabei zu sog. Aldehyden.

  Exkurs: Aufstellen von Redoxgleichungen

  1. Teilgleichungen mit Oxidationszahlen

  2. e^-$e^{-}$-Ausgleich → Bestimmung, ob Oxidation oder Reduktion

  3. Ladungsausgleich

  4. Stoffausgleich

  5. e^-$e^{-}$-Bilanzausgleich → Redoxgleichung [Gesamtgleichung]

  • Reduktion

    {\stackrel{+2}{\text{Cu}}}\text{O} + 2\,e^- + 2\,\text{H}_3\text{O}^+ \longrightarrow\ \stackrel{\pm 0}{\text{Cu}} +\ 3\,\text{H}_2\text{O}$\stackrel{+2}{\text{Cu}}\text{O}+2e^{-}+2{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to \stackrel{\pm 0}{\text{Cu}}+3{\text{H}}_2\text{O}$

    Oxidation

    { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & _{-1} & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array} } \,+ 2\,\text{H}_2\text{O} \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & & & & \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}|} \\ {} _{-3} & | & & & /\!/ & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & _{+1} & \\ {} & | & & & \backslash{} & \\ {} & & & & _{+1} & \text{H} \end{array} } + 2\,e^- + 2\,\text{H}_3\text{O}^+$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{-1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}+2{\text{H}}_2\text{O}\to \begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}\mid }\hfill \\ \hfill {}_{-3}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2e^{-}+2{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$

    Gesamtgleichung

    {\stackrel{+2}{\text{Cu}}}\text{O} + { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & _{-1} & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array} } \longrightarrow \text{Cu} + { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & & & & \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}|} \\ {} _{-3} & | & & & /\!/ & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & _{+1} & \\ {} & | & & & \backslash{} & \\ {} & & & & _{+1} & \text{H} \end{array} } + \text{H}_2\text{O}$\stackrel{+2}{\text{Cu}}\text{O}+\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{-1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}\to \text{Cu}+\begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}\mid }\hfill \\ \hfill {}_{-3}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+{\text{H}}_2\text{O}$

  • Reduktion

    {\stackrel{+7}{\text{Mn}}}\text{O}_4^- + 5\,e^- + 8\,\text{H}_3\text{O}^+ \longrightarrow\ \stackrel{+2}{\text{Mn}}^{2+} +\ 12\,\text{H}_2\text{O}$\stackrel{+7}{\text{Mn}}{\text{O}}_4^{-}+5e^{-}+8{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\stackrel{+2}{\text{Mn}}}^{2+}+12{\text{H}}_2\text{O}$

    Oxidation

    { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & _{-1} & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array} } \,+ 2\,\text{H}_2\text{O} \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & & & & \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}|} \\ {} _{-3} & | & & & /\!/ & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & _{+1} & \\ {} & | & & & \backslash{} & \\ {} & & & & _{+1} & \text{H} \end{array} } + 2\,e^- + 2\,\text{H}_3\text{O}^+$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{-1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}+2{\text{H}}_2\text{O}\to \begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}\mid }\hfill \\ \hfill {}_{-3}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2e^{-}+2{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$

    Gesamtgleichung

    5\,{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & | & & | & _{-1} & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}} & \text{H} \\ {} & | & & | & & & \end{array} } + 10\,\text{H}_2\text{O} + 16\,\text{H}_3\text{O}^+ + 2\,\text{MnO}_4^- + 10\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 24\,\text{H}_2\text{O} + 5\,{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & & & & \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}|} \\ {} _{-3} & | & & & /\!/ & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & _{+1} & \\ {} & | & & & \backslash{} & \\ {} & & & & _{+1} & \text{H} \end{array} } + 10\,e^- + 10\,\text{H}_3\text{O}^+$5\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{-1}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}+10{\text{H}}_2\text{O}+16{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+2{\text{MnO}}_4^{-}+10e^{-}\to 2{\text{Mn}}^{2+}+24{\text{H}}_2\text{O}+5\begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \stackrel{-2}{\overline{\text{O}}\mid }\hfill \\ \hfill {}_{-3}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}_{+1}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+10e^{-}+10{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$

  • Reduktion

    {\stackrel{+6}{\text{Cr}}}_2\text{O}_7^{2-} + 6\,e^- + 14\,\text{H}_3\text{O}^+ \longrightarrow\ 2\,\stackrel{+3}{\text{Cr}}^{3+} +\ 21\,\text{H}_2\text{O}${\stackrel{+6}{\text{Cr}}}_2{\text{O}}_7^{2-}+6e^{-}+14{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to 2{\stackrel{+3}{\text{Cr}}}^{3+}+21{\text{H}}_2\text{O}$

    Oxidation

    { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & \text{O} & \text{H} & & \\ {} & | & & | & _{\pm 0} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \end{array} } \,+ 2\,\text{H}_2\text{O} \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & ^{/} & \text{O} & ^{\backslash} & & \\ {} & | & & \vert\vert{} & _{+2} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & & & | & \end{array} } + 2\,e^- + 2\,\text{H}_3\text{O}^+$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{\pm 0}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}+2{\text{H}}_2\text{O}\to \begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}^{∕}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill {}^{\setminus }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \mid \hfill & \hfill {}_{+2}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}+2e^{-}+2{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$

    Gesamtgleichung

    3\,{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & \text{O} & \text{H} & & \\ {} & | & & | & _{\pm 0} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \end{array} } + 6\,\text{H}_2\text{O} + \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 8\,\text{H}_3\text{O}^+ \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & ^{/} & \text{O} & ^{\backslash} & & \\ {} & | & & \vert\vert{} & _{+2} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & & & | & \end{array} } + 17\,\text{H}_2\text{O} + 2\,\text{Cr}^{3+}$3\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{\pm 0}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}+6{\text{H}}_2\text{O}+{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}+8{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to \begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}^{∕}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill {}^{\setminus }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \mid \hfill & \hfill {}_{+2}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}+17{\text{H}}_2\text{O}+2{\text{Cr}}^{3+}$

• { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & \text{O} & \text{H} & & \\ {} & | & & | & _{\pm 0} & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & | & & | & \end{array} } \,+ {\stackrel{+2}{\text{Cu}}}\text{O} \longrightarrow\ \stackrel{0}{\text{Cu}} + { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & ^{/} & \text{O} & ^{\backslash} & & \\ {} & | & & \vert\vert{} & & | & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - \\ {} & | & & & & | & \end{array} }$\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill {}_{\pm 0}\hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}+\stackrel{+2}{\text{Cu}}\text{O}\to \stackrel{0}{\text{Cu}}+\begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {}^{∕}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill {}^{\setminus }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

  Sekundäre Alkohole sind bereit, e^-$e^{-}$ abzugeben. Sie werden dabei zu sog. Ketonen.

0.0.1.4 ↑ Oxidationsprodulte der Alkohole

• \text{Primärer Alkohol} \stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow} \text{Aldehyd}$\text{Primrer Alkohol}\stackrel{\text{Ox.}}{\to }\text{Aldehyd}$

  Mit funktioneller Gruppe:

  \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & & & \overline{\text{O}}| & {\scriptsize\delta^-} \\ {} & & /\!/ & & \\ {} - & \text{C} & & & \\ {} {\scriptsize\delta^+} & & \backslash{} & & \\ {} & & & \text{H} & \end{array}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill & \hfill {\delta }^{-}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill {\delta }^{+}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill & \hfill \hfill \end{array}$

  Name: Stammname–al

• \text{Sekundärer Alkohol} \stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow} \text{Keton}$\text{Sekundrer Alkohol}\stackrel{\text{Ox.}}{\to }\text{Keton}$

  Mit funktioneller Gruppe (Carbonylgruppe [auch Ketofunktion]):

  \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccc} {} ^{/} & \text{O} & ^{\backslash} \\ {} & \vert\vert{} & \\ {} - & \text{C} & - \end{array}$\begin{array}{ccc}\hfill {}^{∕}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill {}^{\setminus }\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \mid \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill \end{array}$

  Name: Stammname–on

0.0.1.5 ↑ [Physikalische] Eigenschaften der Oxidationsprodukte der Alkohole (im Vergleich)

Siedepunkt/Schmelzpunkt

Siedepunkt/Schmelzpunkt bei Aldehyden und Ketonen vergleichbar (durch ähnliche Polarität der funktionellen Gruppe).

Im Vergleich zu Alkoholen niedrigerer Siedepunkt/Schmelz­punkt, da nur Polarität, aber keine Wasserstoffbrücken.

[Je länger die Kette, desto mehr V.d.W.-Kräfte, desto höhere Siedepunkte/Schmelzpunkte]

Löslichkeit

Niedrigere Vertreter sind aufgrund der polaren Gruppen in Wasser löslich; durch längere Kohlenstoffketten sinkt die Lös­lich­keit in Wasser, während sie in Benzin zunimmt.

Viskosität

Die Viskosität nimmt mit steigender Kettenlänge zu [V.d.W.-Kräfte!], ist aber nicht so stark wie bei den Alkoholen.

0.0.1.6 ↑ Chemische Eigenschaften der Oxidationsprodukte der Alkohole

Aldehyde

a)

mit ammoniakalischer Silbernitratlösung

Reduktion

\text{Ag}^+ + e^- \longrightarrow \text{Ag}${\text{Ag}}^{+}+e^{-}\to \text{Ag}$

Oxidation

{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| \\ {} & & & /\!/ & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & \\ {} & & & \backslash{} & \\ {} & & & & \text{H} \end{array} } + 2\,\text{OH}^- \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| & & \\ {} & & & /\!/ & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & & & \\ {} & & & \backslash{} & & & \\ {} & & & & \overline{\underline{\text{O}}} & - & \text{H} \end{array} } + 2\,e^- + \text{H}_2\text{O}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2{\text{OH}}^{-}\to \begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2e^{-}+{\text{H}}_2\text{O}$

b)

mit Fehling I- und II-Lösung

Reduktion

2\,\text{Cu}^{2+} + 2\,e^- + 2\,\text{OH}^- \longrightarrow \text{Cu}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}$2{\text{Cu}}^{2+}+2e^{-}+2{\text{OH}}^{-}\to {\text{Cu}}_2\text{O}+{\text{H}}_2\text{O}$

Oxidation

{ \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| \\ {} & & & /\!/ & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & \\ {} & & & \backslash{} & \\ {} & & & & \text{H} \end{array} } + 2\,\text{OH}^- \longrightarrow { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| & & \\ {} & & & /\!/ & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & & & \\ {} & & & \backslash{} & & & \\ {} & & & & \overline{\underline{\text{O}}} & - & \text{H} \end{array} } + 2\,e^- + \text{H}_2\text{O}$\begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2{\text{OH}}^{-}\to \begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}+2e^{-}+{\text{H}}_2\text{O}$

→ Aldehyde lassen sich oxidieren!

Ketone

Ketone lassen sich weder durch die sog. Fehlingprobe noch durch eine Silberspiegelprobe weiter oxidieren.

Damit gilt: Die Fehlingprobe und die Silberspiegelprobe sind spezifische Nachweisreaktionen für Aldehydfunktionen.

[Die Fehlingprobe ist bei ziegelrotem Ausschlag (\text{Cu}_2\text{O}${\text{Cu}}_2\text{O}$) positiv. Die Silberspiegelprobe ist bei silbernem Niederschlag (Ag) positiv.]

0.0.1.7 ↑ [Übersicht]

• \begin{array}{@{}lclcl} {} \text{Primäre Alkohole} &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} \text{Aldehyde} &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} \text{Carbonsäuren} \\ {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & | & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & - & \text{O} & \text{H} \\ {} & & | & & & \end{array} } &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| \\ {} & & & /\!/ & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & \\ {} & & & \backslash{} & \\ {} & & & & \text{H} \end{array} } &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccccc} {} & & & & \overline{\text{O}}| & & \\ {} & & & /\!/ & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & & & & \\ {} & & & \backslash{} & & & \\ {} & & & & \overline{\underline{\text{O}}} & - & \text{H} \end{array} } \text{(Carboxylgruppe)} \end{array}$\begin{array}{ccccc}\text{Primre Alkohole}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \text{Aldehyde}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \text{Carbonsuren}\hfill \\ \begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \begin{array}{ccccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\text{O}}\mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill ∕∕\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \setminus \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{H}\hfill \end{array}\text{(Carboxylgruppe)}\hfill \end{array}$

  [Wenn man Aldehyde haben will, darf man primäre Alkohole nur mäßig oxidieren – oxidiert man zu stark, erhält man Carbonsäuren.]

• \begin{array}{@{}lclc} {} \text{Sekundäre Alkohole} &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} \text{Ketone} &\not\longrightarrow \\ {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & \text{R}' & & & \\ {} & & | & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & - & \text{O} & \text{H} \\ {} & & | & & & \end{array} } &\stackrel{\text{Ox.}}{\longrightarrow}& {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{ccccc} {} & ^{/} & \text{O} & ^{\backslash} & \\ {} & & \vert\vert{} & & \\ {} \text{R}' & - & \text{C} & - & \text{R} \end{array} } &\not\longrightarrow \end{array}$\begin{array}{cccc}\text{Sekundre Alkohole}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \text{Ketone}\hfill & \hfill ̸x\to \hfill \\ \begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\text{R}}^{\prime }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}\hfill & \hfill \stackrel{\text{Ox.}}{\to }\hfill & \begin{array}{ccccc}\hfill \hfill & \hfill {}^{∕}\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill {}^{\setminus }\hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill {\text{R}}^{\prime }\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{R}\hfill \end{array}\hfill & \hfill ̸x\to \hfill \end{array}$

• \begin{array}{@{}lc} {} \text{Tertiäre Alkohole} &\not\longrightarrow \\ {} { \setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & & \text{R}' & & & \\ {} & & | & & & \\ {} \text{R} & - & \text{C} & - & \text{O} & \text{H} \\ {} & & | & & & \\ {} & & \text{R}'' & & & \end{array} } &\not\longrightarrow \end{array}$\begin{array}{cc}\text{Tertire Alkohole}\hfill & \hfill ̸x\to \hfill \\ \begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\text{R}}^{\prime }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \text{R}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{O}\hfill & \hfill \text{H}\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill {\text{R}}^{\prime \prime }\hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}\hfill & \hfill ̸x\to \hfill \end{array}$

  [Oxidiert man teritäre Alkohole (mit einem sehr starken Oxidationsmittel), so zerfällt das Ding.]

→ Unterscheidungsmöglichkeit von Alkoholen und deren Oxidationsprodukten!

0.0.1.8 ↑ Phenol – ein besonderer Alkohol

Aromatisierter Alkohol → Mesomeriestabilisierung

Aromatischer Alkohol mit mesomeren Grenzformeln → nicht oxidierbar!

reagiert sauer → Protonendonator

Erklärung:

\text{CH}_3{-}\text{CH}_2{-}\text{OH} + \text{H}_2\text{O} \not\longrightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{CH}_3{-}\text{CH}_2{-}\overline{\underline{\text{O}}}|^\ominus${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-\text{OH}+{\text{H}}_2\text{O}̸x\to {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-\overline{\underset{¯}{\text{O}}}{\mid }^{\ominus }$ (Ethanoation)

Warum gibt Phenol leichter ein Proton ab als andere Alkohole?

[Beim Ethanoation ist die] negative Ladung lokalisiert [ungut]:

\setlength{\arraycolsep}{0pt} \begin{array}{cccccc} {} & | & & | & & \\ {} - & \text{C} & - & \text{C} & - & \overline{\underline{\text{O}}}|^\ominus \\ {} & | & & | & & \end{array}$\begin{array}{cccccc}\hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \\ \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \text{C}\hfill & \hfill -\hfill & \hfill \overline{\underset{¯}{\text{O}}}{\mid }^{\ominus }\hfill \\ \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \mid \hfill & \hfill \hfill & \hfill \hfill \end{array}$

[Beim Phenolation dagegen ist die] negative Ladung über das gesamte Molekül delokalisiert [und] damit energetisch günstiger:

Es reagiert leicht sauer (gibt Proton nicht sehr leicht ab).

• Mesomeriestabilisierung von Phenol

  

• Mesomeriestabilisierung von 1,2-Dihydroxybenzol

  

[Man kann beim Aufstellen mesomerer Grenzformeln eine negative Ladung nur an Substituenten setzen, welche H sind (Platzgründe: ansonsten zu große Reste)]