Reacciones de Oxidación y Reducción en compuestos orgánicos
Summary
TLDREste vídeo educativo, presentado por la maestra Mónica Saldaña, explica conceptos de oxidación y reducción en química orgánica. Se discuten las reacciones de combustión total y parcial, con ejemplos de metano y benceno para la oxidación total, y alcoholes para la parcial. Se ilustran técnicas para balancear ecuaciones químicas y se mencionan reactivos como el permanganato y el cromato de potasio. También se explora la reducción, con aldehídos y cetonas transformándose en alcoholes, y se mencionan catalizadores como platino y hidruro de halógeno de litio.
Takeaways
- 🔥 La combustión del metano produce CO2, agua y energía, requiere oxígeno y se inicia con una chispa eléctrica.
- 🧪 Para balancear la ecuación química de la combustión del metano, se necesitan coeficientes adecuados para los hidrógenos y oxígenos.
- 📚 La combustión del benceno, un hidrocarburo, también produce CO2, agua y energía, y se inicia con una chispa o llama.
- 🔬 La representación molecular ayuda a visualizar y balancear las ecuaciones químicas de combustión.
- 🌐 En la oxidación total, como la combustión, se utiliza oxígeno del ambiente y se libera energía calorífica.
- 🍾 Los alcoholes pueden sufrir oxidación parcial mediante reagentes oxidantes como el permanganato de potasio o el di cromato de potasio.
- 🟣 El permanganato de potasio, de color violeta, reacciona con alcoholes para producir aldehídos o ácidos carboxílicos, y se decolora en el proceso.
- 🍾 Los alcoholes primarios al oxidarse con permanganato de potasio pueden producir aldehídos o ácidos carboxílicos.
- 🔵 Los alcoholes secundarios al oxidarse con permanganato de potasio producen cetonas, ya que no hay hidrógenos en el carbono alpha para eliminar.
- 🚫 Los alcoholes terciarios no reaccionan con el permanganato de potasio, ya que no tienen hidrógenos en el carbono alpha para eliminar.
- 🔁 La reducción es el proceso opuesto a la oxidación, donde aldehídos y cetonas pueden convertirse en alcoholes.
Q & A
¿Qué es la oxidación total y cómo se relaciona con la combustión?
-La oxidación total es un proceso en el que un combustible se quema completamente en presencia de oxígeno, produciendo dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y energía. En la combustión, por ejemplo, el metano del gas natural se quema para producir estos productos, y se requiere una chispa eléctrica para iniciar la reacción.
¿Cómo se representa químicamente la combustión del metano?
-La combustión del metano se representa químicamente como CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, donde CH4 es el metano, O2 es el oxígeno y los productos son CO2 y H2O.
¿Por qué la ecuación química de la combustión del metano no está balanceada inicialmente?
-La ecuación química inicial no está balanceada porque no se han considerado los átomos de hidrógeno y oxígeno de forma correcta. Se necesitan coeficientes adecuados para balancear los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en la ecuación.
¿Cómo se balancea la ecuación de la combustión del metano?
-Para balancear la ecuación de la combustión del metano, se coloca un coeficiente de 2 delante del agua (H2O) y un coeficiente de 2 delante del dióxido de carbono (CO2), resultando en la ecuación CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.
¿Qué es la oxidación parcial y cómo se diferencia de la oxidación total?
-La oxidación parcial es un proceso en el que un compuesto orgánico se oxida solo parcialmente, en lugar de ser completamente oxidado a CO2 y H2O. Por ejemplo, los alcoholes pueden ser oxidados a aldehídos o ácidos en presencia de un reactivo oxidante como el permanganato de potasio.
¿Qué sucede cuando un alcohol primario reacciona con un oxidante como el permanganato de potasio?
-Cuando un alcohol primario reacciona con el permanganato de potasio, se oxida a un aldehído y, si hay suficiente oxidante, puede seguir oxidándose hasta formar un ácido carboxílico.
¿Cómo se representa la oxidación de un alcohol secundario con el permanganato de potasio?
-La oxidación de un alcohol secundario con el permanganato de potasio produce una cetona, ya que el carbono en el que se encuentra el grupo funcional -OH está unido a dos átomos de carbono y no hay hidrógenos para eliminar, formando dos enlaces con el oxígeno.
¿Qué ocurre con un alcohol terciario al reaccionar con el permanganato de potasio?
-Un alcohol terciario no reacciona con el permanganato de potasio, ya que no tiene hidrógenos en el carbono que lleva el grupo funcional -OH para eliminar, por lo que no hay oxidación y el permanganato no cambia de color.
¿Qué es la reducción y cómo se opone a la oxidación?
-La reducción es el proceso químico opuesto a la oxidación, donde un compuesto pierde oxígeno o gana hidrógeno. Por ejemplo, un aldehído puede ser reducido a un alcohol primario, eliminando un enlace con el oxígeno.
¿Cuál es la diferencia entre la reducción de aldehídos y cetonas y la reducción de ácidos carboxílicos?
-La reducción de aldehídos y cetonas suele requerir catalizadores como el platino, mientras que la reducción de ácidos carboxílicos puede necesitar hidrógeno y un reductor más fuerte, como el hidruro de halógeno de litio o aluminio.
Outlines
🔥氧化反应与燃烧
本段落介绍了氧化反应,特别是燃烧过程。燃烧是一种氧化反应,以甲烷燃烧为例,解释了燃烧过程中产生二氧化碳、水和能量。需要氧气和点火源,如火花或火焰。甲烷燃烧的化学方程式未平衡,通过分子模型平衡方程式,介绍了原子守恒原则,并通过增加系数来平衡碳、氢和氧原子的数量。
🍇氧化反应的进一步讨论
本段落继续讨论氧化反应,特别是不完全氧化。以苯的燃烧为例,解释了氧化反应产生的能量和平衡化学方程式。讨论了氧化反应中氧气的来源和反应条件。接着,介绍了氧化反应在有机化学中的应用,如使用高锰酸钾和重铬酸钾作为氧化剂,以及它们与醇类的反应。根据醇的类型(一级、二级或三级),反应产物会有所不同,如醛、酮或羧酸。
🌐氧化反应的详细机制
本段落深入探讨了氧化反应的机制,特别是烷烃和芳香烃的氧化。解释了烷烃的氧化可以产生醛、酮或羧酸,取决于氧化剂的量和醇的类型。讨论了氧化反应中双键和三键的断裂,以及它们如何影响产物的类型。还提到了芳香烃如苯不与高锰酸钾反应,以及还原反应的基本概念,如使用铂和卤化锂铝还原醛和酮,以及使用卤化铝还原羧酸。
Mindmap
Keywords
💡Oxidación
💡Reducción
💡Combustión
💡Permanganato de potasio
💡Alcohol primario
💡Alcohol secundario
💡Aldehído
💡Ácido carboxílico
💡Cetona
💡Balance de ecuaciones químicas
Highlights
La combustión del metano produce CO2, agua y energía.
La combustión es una reacción de oxidación total que siempre produce energía calorífica.
Para balancear una ecuación química, se debe equilibrar primero el número de átomos de carbono.
La combustión del benceno, un hidrocarburo, también produce CO2, agua y energía.
El permanganato de potasio es un reactivo oxidante que se usa para la oxidación parcial de alcoholes.
La oxidación parcial de alcoholes primarios puede producir aldehídos o ácidos carboxílicos.
La oxidación de alcoholes secundarios con permanganato de potasio produce cetonas.
Los alcoholes terciarios no reaccionan con el permanganato de potasio y no sufren oxidación.
La oxidación total de hidrocarburos requiere oxígeno del ambiente y una chispa para iniciar la combustión.
La reducción es el proceso opuesto a la oxidación y implica la eliminación de enlaces con oxígeno.
Los aldehídos pueden reducirse a alcoholes primarios utilizando platino como catalizador.
Los ácidos carboxílicos se reducen a alcoholes utilizando halogeno y hidruro de halógeno de litio.
La oxidación parcial de alcoholes puede producir diferentes productos dependiendo del tipo de alcohol y el reactivo oxidante utilizado.
El permanganato de potasio cambia de color durante la reacción, lo que indica la oxidación del alcohol.
La oxidación de alquinos con permanganato de potasio puede producir ácidos carboxílicos y dióxido de carbono.
Los aromáticos, como el benceno, no reaccionan con permanganato de potasio.
La reducción es un proceso químico que se puede realizar en diferentes compuestos para obtener alcoholes.
Transcripts
bienvenido al vídeo reacciones químicas
orgánicas de oxidación y reducción tu
maestra alma mónica saldaña corteza
veamos la oxidación total que también se
le conoce como combustión veamos un
ejemplo la combustión del metano que es
un gas que se encuentra en el gas
natural de las hornillas de tu casa
en la combustión siempre vamos a obtener
co2 agua y energía
obviamente necesitamos oxígeno y este
oxígeno pues por lo general se toma del
ambiente una chispa eléctrica sí y el
combustible y el caso el libro carburo
es el metano la aplicación de la de la
reacción de oxidación total o combustión
siempre es la producción de grandes
cantidades de energía calorífica
si nos fijamos esta ecuación no está
balanceada si ponemos el modelo
molecular bueno vemos que el carbono y
sus cuatro hidrógenos del metano el
oxígeno lo vamos a representar con estas
bolitas esféricas azules y el hidrógeno
con las esperas chocas veamos y vemos y
observamos que no está balanceada la
ecuación vemos aquí que hay un carbono y
efectivamente hay un carbono yo te
recomiendo que para balancear este tipo
de ecuaciones siempre empieces por el
número de átomos de carbono aquí hay uno
y aquí hay un perfecto ahí está ahí
vamos bien luego con los hidrógenos aquí
hay cuatro hidrógenos y aquí solamente
hay dos por lo tanto muy bien
colocamos un coeficiente de 2 al agua y
ya vamos a tener dos moléculas de agua
muy bien y vemos los oxígenos no están
balanceados porque aquí hay 2 y 1 por 2
2
4 entonces dos y dos son cuatro cuatro
vemos cuatro oxígenos y aquí solamente
vemos dos por lo tanto necesitamos un
coeficiente dos para que sean dos
moléculas de agua digo perdón de oxígeno
muy bien continuamos con otro ejemplo
veamos la combustión del benceno bueno
como dijimos vamos a representar nos
recuerda el benceno tiene seis átomos de
carbono que son estas esféricas grises
el oxígeno lo vamos a representar con
las esferas azules y el hidrógeno con
listas esféricas blancas muy bien si
tenemos el benceno y lo hacemos
reaccionar con oxígeno siempre igual es
un hidrocarburo y siempre vamos a
producir co2 agua y energía muy bien
pero pues vemos que no está balanceada
la ecuación entonces vemos que son 6
átomos de carbono y entonces aquí
solamente tenemos 1 bueno le ponemos 6 y
entonces colocamos 6 moléculas verdad
ahora con los hidrógenos tenemos 6
hidrógenos y aquí nada más 2 entonces
muy bien le colocamos un coeficiente 3 y
vamos a tener 3 moléculas de agua pero
ahora cuántos oxígenos tenemos 2 por 6
12
y 1 por 33 serían 15 bueno aquí si tú te
fijas pues necesitamos 7 moléculas y
media de oxígeno aquí en las secciones
de oxidación total y la combustión sí
podemos nosotros poner coeficientes
fraccionarios mira 7 enteros serían 7
moléculas de oxígeno y ya tenemos 14
verdad y la mitad de una molécula verdad
ya serían nuestros 15 átomos de oxígeno
para que quede balanceada bueno entonces
siempre debes recordar que en una
oxidación total ella que es la
combustión si siempre se han
escenificado oxígeno del ambiente
oxígeno molecular y atómico una chispa
eléctrica en tu cocina tiene puede ser
una chispa nada más eléctrica o una
llama un cerillo muy poca energía
produce co2 agua y
cantidades mayores de energía calorífica
ahora vamos a ver oxidación parcial
principalmente de los alcoholes y esto
se hace ocupando un reactivo oxidante
por ejemplo el permanganato de potasio y
vamos a ver que también el micro matto
de potasio el permanganato de potasio es
de este color vena violeta y si nosotros
le agregamos lo hacemos reaccionar con
alcohol si el alcohol va a producir que
el permanganato reaccione con el alcohol
produciendo pues empieza a verse una
tonalidad café sita y después de color a
completamente el permanganato de potasio
y que es la substancia que quedó después
de reaccionar el alcohol con el
permanganato de potasio bueno
dependiendo qué tipo de alcohol fue el
que reaccionó veamos si el alcohol eso
era un alcohol primario con un agente
oxidante en este caso el permanganato o
bien vamos a ver que también puede ser
si cromato de potasio pues nos va a dar
un aldehído y si hay suficiente medio
oxidante substancia oxidante nos va a
dar hasta un ácido verdad que es lo que
sucede si te fijas el alcohol solamente
tiene vamos a decir un enlace con el
oxígeno cuando convierten al de idoia
son dos enlaces con oxígeno y si se
convierte en ácido se transforma en
ácido
ya son tres enlaces con el oxígeno
el carbono en un ácido en el carbono que
forma el grupo funcional carboxilasa
el carbono más oxidado de los compuestos
orgánicos porque ya tiene vamos a decir
tres enlaces con ellos muy bien si el
alcohol que reaccionó el que pusimos que
reaccionar con nuestro permanganato es
un alcohol secundario obviamente si te
fijas el alcohol secundario siempre es
carbono
está unido a dos átomos de carbono
en este caso puestos radicales verdad y
solamente tiene un brazo con el oxígeno
por lo tanto como todavía en un
hidrógeno si te fijas lo que estamos
haciendo es quitar los hidrógenos mira
aquí se quitó eran dos y ya nada más hay
uno y ya con el carbono y luego el
carbono ya no tiene enlaces con
hidrógeno por el corregimos con el ácido
el carbono está más oxidado verdad está
unido más a ya son tres enlaces con el
oxígeno clon alcohol secundario ya que
el carbono está unido a un oxígeno con
un enlace pero todavía hay hidrógenos lo
que estamos haciendo es quitar
hidrógenos y entonces pues ya se forman
dos enlaces con oxígeno obviamente como
es un alcohol secundario es decir está
en vamos a decir en medio de nosotros
dos átomos de carbono pues lo que te
forma es una cetona no un aldehído
porque han de ido tiene que estar en lo
hace en un alcohol primarios en un
alcohol vamos a decir término
en un carbono terminal verdad
muy bien entonces qué pasaría si
tuviéramos con alcohol terciario un
alcohol te salió a ver fíjate ya no
tiene hidrógenos para quitar por lo
tanto no hay oxidación si aquí lo que
hubiera le habíamos agregado el alcohol
terciario no hubiera cambiado de color
no hubiera de colorado porque no hubiera
reaccionado el permanganato con el
alcohol muy bien
mencionábamos que también pueden los
alcoholes reacciona con di cromato igual
si son primarios buenos nos va a dar
hasta el a un ácido carboxílicos pasa
por aldehído y luego un ácido
carboxílicos y el secundario solamente
un acetona y tenemos aquí por ejemplo el
diploma todo de potasio es una corte
tiene coloración naranja y como sabemos
que va a reaccionar el alcohol porque
cambia a un color verdusco pardo heim a
este y entonces decimos que
efectivamente reaccionaron si hubo
oxidación micros alcohol muy bien veamos
entonces un resumen un pequeño resumen
en la oxidación total aquí vemos puede
ser de al qaa nos va que en los equinos
verdad hidrocarburos en general
siempre estamos oxígeno una chispa o una
punto de ignición algo que prenda verdad
que queme el co2
y va a producir sus productos son co2
agua y este delta que significa que hay
liberación de energía calor muy bien en
la oxidación parcial si lo que tenemos
es un alcohol primario si fíjate no
importa qué tan grande o que y
ramificado hacia el alcohol si es un
alcohol primario siempre va a dar un
aire ido y después se salde ido si sigue
habiendo medios oxidantes como el
permanganato y el di cromato se pasa
hasta
ácidos carboxílicos muy bien y si el
alcohol que estamos haciendo reaccionar
lo estamos oxidando con permanganato de
cromatos es un alcohol secundario que no
importa qué tan largo sea acá la r y qué
tan largas sea cada r si siempre va a
dar una se toma muy bien veamos que
también los dos al que nos sufren
oxidación con el con el permanganato de
potasio formando violes si formaciones
que significa que se rompe la doble liga
dora en la cpe y se forma no h de un
lado y otro de guache en el otro por eso
es de gol
o sea 2 h es verdad muy bien igual no
importa que es tan larga sea la cadena
pero si hay un al que no reaccionando
con permanganato de potasio no paga
yo les haya 2 h
muy bien
también los algunos sufren oxidación
pueden sufrir oxidación con el
permanganato pero aquí ellos producen
ácidos carboxílicos y dióxido de carbono
porque hay una ruptura en la triple
enlace y veamos este ejemplo este al
'chino' in it eficaz de un lado de la
triple ligadura interés átomos de
carbono y de este lado solamente uno
cuando hay acción de el permanganato de
potasio se rompe esos esos este enlace y
como dijimos que su estado global oxida
pues va a formar tres enlaces con el
oxígeno o sea va a formar ha sido verdad
un ácido de tres átomos de carbono
porque de este lado a interés átomos de
carbono y del otro lado solamente hay un
átomo de carbono y si lo ponemos con
puros oxígeno claro
es el co2 es la manera más oxidada
que puede presentarse el oxígeno el
carbono ya tendría cuatro enlaces con
con el oxígeno verdad muy bien y esto es
un subproducto de permanganato de óxido
de manganeso que es de color
y oscuro ok si el alki no no es terminal
a christmas que es terminado porque está
en el bueno inicial verdad más bien
dicho es inicial porque está en el
carbono 1 verdad pero está en un extremo
a eso se refiere bueno pero si la dobla
triple indicadora está entre carbonos
internos o sea si te fijas a que hay dos
átomos de carbono y de este lado hay
tres entonces formaría un ácido de tres
átomos de carbono y un ácido de dos
átomos de carbono muy bien y aquí lo
podemos observar si los alcanos no se
oxidan el al que no sí acuérdate que
formaban los orioles verdad y en el al
'chino' que forman los ácidos
carboxílicos y aquí vemos en un poco del
todavía del dióxido de manganeso pero
pueden éste tiende a decolorarse
completamente los aromáticos quien es el
aromático por ejemplo el benceno el
benceno no sufre reacción
con él
permanganato de potasio como sabemos que
es permanganato de potasio pues sí
porque se ve de color morado rosita
verdad muy bien
veamos ahora la reducción la reducción
es lo contrario
si te fijas un aldehído tiene dos brazos
con el oxígeno y nos va a dar un alcohol
primario entonces lo que estamos
haciendo ahora en la reducción es quitar
brazos enlaces vamos a decir con el
oxígeno o sea que había dos ahora nada
más tiene 12 obviamente es un alcohol
primario una acetona que tiene dos bueno
si le quitamos uno va a ser un alcohol y
va a ser secundario un ácido
carboxílicos pues como el carbono
recuerda que el carbono siempre está en
un extremo es es iniciales es el carbono
uno si si le quitamos todos los brazos y
nada más le dejamos un brazo con el
oxígeno obviamente con el guanche es un
alcohol se convierte en un alcohol
primaria si te fijas para que haya
reducción en aldehídos y cetonas
ocupamos platino pero para que haya
reducción en los ácidos carboxílicos
ocupamos
este halo e hidruro de halógeno de litio
aluminio y bueno espero te haya servido
este vídeo hasta pronto
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