Спирт, альдегид, кислота, сложный эфир
Кислородсодержащие вещества образуют «лестницу» окисления, и реагент сразу показывает, на какую ступень идёт реакция. Класс вещества определяет группа: –OH у насыщенного атома углерода — спирт, –CHO — альдегид, –COOH — карбоновая кислота, R–COO–R′ — сложный эфир (R может быть и атомом H, как в HCOO–CH₃).
- Первичный спирт → альдегид. Окислитель — CuO при нагревании: CH₃–CH₂–OH + CuO →(t) CH₃–CHO + Cu + H₂O; получается этаналь (уксусный альдегид). Вторичный спирт даёт кетон, третичный в этих условиях (CuO) не окисляется; KMnO₄ в кислой среде при нагревании окисляет первичный спирт сразу до кислоты.
- Альдегид → карбоновая кислота. Окисляют аммиачным раствором Ag₂O («серебряное зеркало»): CH₃–CHO + Ag₂O →(NH₃, t) CH₃–COOH + 2Ag; или свежеосаждённым Cu(OH)₂ при нагревании: CH₃–CHO + 2Cu(OH)₂ →(t) CH₃–COOH + Cu₂O + 2H₂O. Налёт серебра и кирпично-красный осадок Cu₂O — признаки альдегидной группы. Муравьиная кислота HCOOH и её эфиры тоже содержат альдегидную группу и дают серебряное зеркало. В растворе вместо уксусной кислоты образуется её соль (CH₃–COONH₄ в аммиачном растворе), поэтому эти уравнения упрощены.
- Многоатомные спирты. Глицерин с Cu(OH)₂ без нагревания даёт ярко-синий раствор — это не окисление, а качественная реакция на многоатомные спирты.
- Кислота + спирт → сложный эфир (этерификация), продукт — этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты): CH₃–COOH + CH₃–CH₂–OH ⇌(H₂SO₄ конц., t) CH₃–COO–CH₂–CH₃ + H₂O. Реакция обратима, серная кислота служит катализатором и отнимает воду.
- Кислоты реагируют с активными металлами, основаниями и карбонатами: 2CH₃–COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃–COONa + H₂O + CO₂. Медь стоит в ряду активности после водорода и не вытесняет водород из кислоты.
Итак, смотри на реагент: CuO окисляет первичный спирт, Ag₂O и Cu(OH)₂ при нагревании окисляют альдегид, а спирт с кислотой в присутствии H₂SO₄ дают сложный эфир.