Решение задач: Реакции с Cu(OH)2 и KMnO4

Реакция алкенов с перманганатом калия \(KMnO_4\) является качественной реакцией на кратную связь. В обоих случаях (в кислой и щелочной средах) происходит обесцвечивание фиолетового раствора, но продукты реакции и внешние признаки различаются. Ниже приведено описание для тетради: 1. В кислой среде (жесткое окисление) Все алкены обесцвечивают раствор перманганата калия при нагревании в кислой среде (обычно \(H_2SO_4\)). При этом происходит полный разрыв двойной связи \(C=C\). Фиолетовый раствор становится бесцветным, так как марганец восстанавливается до иона \(Mn^{2+}\). Общая схема реакции: \[R-CH=CH-R' + [O] \xrightarrow{KMnO_4, H_2SO_4} R-COOH + R'-COOH\] Марганец переходит в бесцветную соль: \[2KMnO_4 + 3H_2SO_4 + 5[Alkene] \rightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + \dots\] Здесь \(Mn^{+7}\) (фиолетовый) переходит в \(Mn^{+2}\) (бесцветный). 2. В щелочной или нейтральной среде (реакция Вагнера) Все алкены также обесцвечивают фиолетовый раствор \(KMnO_4\) в щелочной или нейтральной среде (мягкое окисление). Однако вместо полного обесцвечивания часто наблюдается выпадение бурого осадка оксида марганца (IV) \(MnO_2\). Уравнение реакции (на примере этилена): \[3CH_2=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3CH_2(OH)-CH_2(OH) + 2MnO_2 \downarrow + 2KOH\] В этой реакции: - Образуется двухатомный спирт (гликоль). - Фиолетовый цвет исчезает. - Выпадает бурый осадок \(MnO_2\). Вывод для тетради: Да, все алкены обесцвечивают раствор \(KMnO_4\) как в кислой, так и в щелочной среде. - В кислой среде раствор становится прозрачным (образуется \(Mn^{2+}\)). - В щелочной или нейтральной среде фиолетовая окраска исчезает, но выпадает бурый осадок \(MnO_2\). Это свойство используется в химии для подтверждения ненасыщенности органического соединения. Российская химическая школа традиционно уделяет большое внимание этим реакциям (реакция Вагнера), так как они наглядно демонстрируют превращения веществ.