ALDEHYDY 1. Właściwości Odczyn wodnych roztworów aldehydów jest obojętny, oznacza to, że nie ulegają one dysocjacji na jony. Ulegają za to reakcjom utleniania za pomocą odczynnika Trommera lub Tollensa. Są to charakterystyczne reakcje aldehydów służące do ich rozróżniania od ketonów. Reakcja zwana próbą Trommera polega na utlenieniu aldehydu do kwasu karboksylowego i redukcji wodorotlenku miedzi(II) – Cu(OH)2 do tlenku miedzi(I) – Cu2O. Ponieważ reakcję prowadzi się w środowisku zasadowym, zamiast kwasu karboksylowego otrzymuje się jego sól. Próbę Trommera można zapisać dwojako, ponieważ wodorotlenek miedzi(II) łatwo rozkłada się do tlenku miedzi(II). Reakcja rzeczywista: O + NaOH H3C C H etanal + CH 3-COONa 2Cu(OH) 2 octan sodu niebieski osad + Cu 2O + 3H2O czerwony osad Reakcja uproszczona: O H3C C H etanal + 2CuO CH 3-COOH + Cu 2O kwas octowy Łatwo rozpoznać, że zaszła próba Trommera, ponieważ niebieski osad Cu(OH) 2 przekształca się podczas reakcji w czerwony osad Cu2O. Druga, charakterystyczna reakcja aldehydów nosi nazwę próby Tollensa lub lustra srebrnego. Polega ona na reakcji kompleksowego związku srebra z aldehydem, w wyniku czego powstaje sól kwasu karboksylowego, metaliczne srebro, amoniak i woda. Reakcję tę często zapisuje się w sposób uproszczony, pisząc zamiast kompleksowego związku srebra tlenek srebra(I). W rzeczywistości tlenek srebra(I) – Ag2O – jest substancją stałą, dlatego przekształcenie go w rozpuszczalny w wodzie związek kompleksowy z amoniakiem ułatwia zajście reakcji. Reakcja rzeczywista: O H3C + C H etanal 2Ag(NH 3)2OH CH 3-COONH 4 + kompleks srebra i amoniaku + 2Ag 3NH 3 + H2O lustro srebrne octan amonu Reakcja uproszczona: O H3C C H etanal + Ag 2O + CH 3-COOH kwas octowy tlenek srebra(I) 2Ag lustro srebrne Świadectwem zajścia próby Tollensa jest pojawienie się metalicznego srebra na ściankach probówki. Oprócz procesu utleniania aldehydów zachodzi też reakcja redukcji aldehydów do alkoholi pierwszorzędowych. Reakcję prowadzi się na katalizatorach platynowych, palladowych lub niklowych. O H3C katalizator + C H2 H etanal H3C CH2 OH etanol Oprócz wodoru do aldehydów mogą przyłączać się także alkohole. W wyniku addycji alkoholi powstają nietrwałe związki zwane hemiacetalami lub, przy obecności nadmiaru alkoholu, acetyle. H+ O H3C C H etanal + H3C OH metanol H3C OH C H OCH 3 hemiacetal Aldehydy o małej liczbie atomów węgla mogą ulegać procesowi polimeryzacji. W wyniku tej reakcji np. z formaldehydu powstaje poliformaldehyd. O n H HO + H2O C H metanal H3C H + H3C H3C H+ OH C H OCH 3 metanol hemiacetal O H n poliformaldehyd OH C CH2 OCH 3 + H2O OCH 3 acetal Aldehydy, np. aldehyd mrówkowy – formaldehyd, ulegają reakcji polikondensacji. Przykładem produktu takiej polikondensacji jest żywica fenylowo-formaldehydowa, czyli tzw. bakelit, z którego wytwarza się części do maszyn, płyty laminatowe i części elektrotechniczne. OH ... H H C OH ... n żywica fenylowo-formaldehydowa Właściwości fizyczne wybranych n‐aldehydów przedstawia poniższa tabela. Aldehydy są charakterystycznie pachnącymi i toksycznymi związkami chemicznymi o własnościach grzybobójczych i bakteriobójczych — im krótszy łańcuch węglowy, tym mniej przyjemny zapach i większa toksyczność. Formaldehyd i akroleina (przypalony tłuszcz) ma bardzo nieprzyjemny zapach, ale wanilina (waniliowy) czy cytronelal (cytrynowy) przyjemny. Aldehydy o krótkich łańcuchach węglowych dobrze rozpuszczają się w wodzie (np. aldehyd octowy CH3CHO bez ograniczeń), w miarę zwiększania się ilości atomów węgla rozpuszczalność szybko spada. Aldehydy są to substancje będące w większości ciałami stałymi (wyjątkami są: formaldehyd, acetaldehyd (aldehyd octowy) i aldehydy nienasycone — są gazami w miarę dobrze rozpuszczalnymi w wodzie). Aldehydy posiadają silne właściwości redukujące, co odróżnia je od ketonów. 2. Zastosowanie Aldehydy stosowane są do syntez organicznych (tworzywa sztuczne, barwniki), w przemyśle spożywczym i kosmetycznym (składniki kompozycji zapachowych i aromatów spożywczych), garbarstwie (aldehyd glutarowy). Roztwór aldehydu mrówkowego (HCHO) w wodzie (tzw. formaliny ) stosowany jest do konserwacji preparatów biologicznych. KETONY 1. Właściwości Właściwości fizyczne wybranych ketonów zestawiono w poniższej tabeli. Wiązanie podwójne występujące w ketonach między tlenem a węglem wymusza hybrydyzacje węgla, a fragment acylowy jest płaski z kątami między wiązaniami równymi 120º. Różnica elektroujemności tlen-węgiel wymusza polaryzacje wiązania, dlatego związki te wykazują niezerowe momenty dipolowe. 2. Zastosowanie Ketony są polarnymi rozpuszczalnikami związków organicznych. Warto jednak podkreślić, że aceton jest najbardziej uniwersalnym i szeroko stosowanym ketonem. Stanowi składnik farb, lakierów, klejów, zmywaczy do paznokci środków czystości.
