☆アセトアルデヒドにフェーリング液(Cu2+が含まれる)を加え加熱する
CH3CHO+ Cu2+ →
★アセトアルデヒドにフェーリング液(Cu2+が含まれる)を加え加熱する
CH3CHO+2Cu2++5OH-→CH3COO-+Cu2O+3H2O
もしくは
CH3CHO+2Cu2++2H2O→CH3COO-+Cu2O+5H+
アルデヒドには還元性があります(酸化されカルボン酸になる)。アルデヒド(アルデヒド基)の有無をフェーリング液で検出することができます。上記は酸化還元反応ということになります。
アセトアルデヒドCH3CHO、Cu2+それぞれについて反応式をつくります。(下記表記は、両辺等価とは限りません)
CH3CHO →CH3COO-
Oの数を合わせるため左辺にH2Oを加えて
CH3CHO+H2O→CH3COO-
Hの数を合わせるため右辺に3H+を加えて
CH3CHO+H2O→CH3COO-+3H+
電気的なつりあいをとるため右辺に2e-を加えて
CH3CHO+H2O→CH3COO-+3H++2e-・・・①
2Cu2+→Cu2O(赤褐色)
Oの数を合わせるため左辺にH2Oを加えて
2Cu2++H2O→Cu2O
Hの数を合わせるため右辺に2H+を加えて
2Cu2++H2O→Cu2O+2H+
電気的なつりあいをとるため左辺に2e-を加えて
2Cu2++H2O+2e-→Cu2O+2H+・・・②
ともに2e-なので、そのまま①+②をすると
両辺の2e-が消えて
CH3CHO+2Cu2++2H2O→CH3COO-+Cu2O+5H+
フェーリング液にはNaOHが含まれていることを考慮して両辺に5OH-を加えると
CH3CHO+2Cu2++5OH-→CH3COO-+Cu2O+3H2O
実際のフェーリング液はCuSO4が含まれ青色の液体でありこれも考慮して両変に5Na+,2SO42+を加えて
CH3CHO+2CuSO4+5NaOH→CH3COONa+Cu2O+3H2O+2Na2SO4
となります。
この反応式を導くにあたってまずフェーリング液とアルデヒドが反応して生じる赤褐色の物質がCu2Oであることを知っている必要があります。(フェーリング反応)
次に酸化数の変化に着目して同じ反応式を導いてみます。
(下記表記は、両辺等価とは限りません)
2Cu2+→Cu2O
では2×(+2)が2×(+1)になり、2減少しています。このため左辺に2e-を加えて
2Cu2++2e-→Cu2O
電気的つりあいを考えて(ここではOH-で調整して)
2Cu2++2e-+2OH-→Cu2O
右辺にH2Oを加えて原子数をそろえます。
2Cu2++2e-+2OH-→Cu2O+H2O・・・③
CH3C*HO →CH3C*OO-
についてC*の酸化数変化に着目します。メチル基CH3のCとC*はC同士の結合のため考慮する必要がありません。したがって
CH3C*HOのH-C*=Oのみに着目します。
C*の酸化数は+1(二重結合の酸素が-2,水素が+1)
CH3C*OO-の[O=C*-O:]-に着目して
C*の酸化数は+3(二重結合の酸素が-2,σ結合のみの酸素が-1)
結局酸化数の変化は+1から+3へと2増加しています。
このため右辺に2e-を加えて
CH3CHO →CH3COO-+2e-
電気的つりあいを考えて(ここではOH-で調整して)
CH3CHO+3OH-→CH3COO-+2e-
右辺に2H2Oを加えて原子数をそろえます。
CH3CHO+3OH-→CH3COO-+2e-+2H2O・・・④
どちらも2e-なので、そのまま③+④をして
CH3CHO+2Cu2++5OH-→CH3COO-+Cu2O+3H2O
とはじめの方法で導いた反応式と同じ反応式が導けます。
アルデヒドといえば銀鏡反応も頻出ですが、これは
[Ag(NH3)2]++e-→Ag+2NH3
という反応により銀が析出するものです。
また、アセトアルデヒド、アセトン、エチルアルコールは、ヨードホルム反応(I2とNaOHを加え加熱すると黄色沈殿(CHI3)を生じる反応)を示す代表的な化合物です。
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