Стирол (C6H5C2H3), также известный как винилбензол, представляет собой ароматический углеводород, имеющий в своей структуре бензольное кольцо и винильную группу (CH=CH2). При взаимодействии с перманганатом калия (KMnO4) в кислой среде, например, в присутствии серной кислоты (H2SO4), происходит окисление.
Давайте рассмотрим, что происходит при данной реакции.
1. Окисление винильной группы (CH=CH2):
Перманганат калия является сильным окислителем. Винильная группа в стироле (CH=CH2) будет подвергаться окислению. Конечный продукт зависит от условий реакции. В кислой среде (H2SO4) перманганат калия может окислять алкены и алкины до карбоксильных кислот. В данном случае винильная группа (CH=CH2) будет разрушена и превратится в карбоксильную группу (-COOH).
Итак, в результате окисления винильной группы образуется бензойная кислота (C6H5COOH).
2. Роль перманганата калия (KMnO4):
Перманганат калия в кислой среде восстанавливается из степени окисления +7 (MnO4⁻) до +2 (Mn²⁺). При этом он теряет фиолетовый цвет и образует бесцветный раствор ионов Mn²⁺.
Полное уравнение восстановления перманганата в кислой среде:
[ 2MnO_4^- + 10e^- + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O ]
3. Общее уравнение реакции:
В кислой среде окисление стирола можно записать следующим образом:
[
C_6H_5C_2H_3 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow C_6H_5COOH + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 4H_2O
]
Объяснение:
- Стирол (C6H5C2H3) окисляется до бензойной кислоты (C6H5COOH).
- Перманганат калия (KMnO4) восстанавливается до Mn²⁺, который образует сульфат марганца (MnSO4) в кислой среде.
- H2SO4 обеспечивает кислую среду, а также участвует в образовании сульфатов (K2SO4 и MnSO4).
- Вода (H2O) образуется как побочный продукт.
4. Характерные признаки реакции:
- Исчезновение фиолетового цвета раствора перманганата калия (MnO4⁻).
- Возможное образование осадка или изменение цвета раствора (образование Mn²⁺).
Итог:
В результате реакции стирола с KMnO4 и H2SO4 в кислой среде образуется бензойная кислота (C6H5COOH), сульфат марганца (MnSO4), сульфат калия (K2SO4) и вода (H2O).