Oxidace alkanů

Poznámka k videu

Oxidace je opět reakce, kterou nebudeme probírat v rámci mechanismu. Jedná se o reakci, jenž spadá do radikálových substitucí. Jak již znáte z anorganické chemie opak k oxidaci je redukce, tudíž lze opět vztáhnout souhrnně tyto reakce k zvyšování/snižování oxidačního čísla. Oxidace organických látek je poměrně častým jevem a můžeme se s ním setkat skoro každý den. Nejjednodušším případem je spalování pohonných hmot v motoru automobilů.

Příkladem oxidace může být rce alkanů se vzdušným kyslíkem, kdy reaguje jako biradikál kyslíku.

Obr. 1: Biradikál kyslíku

Rozdělujeme podle rychlosti průběhu oxidace na katalytické (kontrolované) a hoření (nekontrolované).

1. katalytické – pomalý průběh, lze separovat jednotlivé meziprodukty

Obr. 2: Ukázka katalytické oxidace a využití. (Lze mezi produkty odebírat.)

2. hoření – rychlé, možné dva typy:

   1. za přístupu dostatku $O_2$ – úplná oxidace uhlovodíku, vzniká $H_2O$ a $CO_2$

   2. za nedostatku $O_2$ – nedokonalé spalovaní, vzniká $CO$ (případně saze $C$) a $H_2O$

Obr. 3: Hoření a vznikající produkty (rce nevyčísleny).

DOPLNĚK: Při nedostatku $O_2$ při hoření je nutné dbát zvýšené opatrnosti! $CO$ je silně jedovatý plyn (navázání na hemoglobin ČK - vzniká karbonylhemoglobin, $CO$ vázaný asi 220krát lépe než $O_2$), bez chuti a zápachu! Prvními příznaky otravy $CO$ jsou obvykle bolest hlavy a nevolnost, vrcholící do kómatu a při nedostatečné první pomoci vede až ke smrti! První pomoc: vyvětrat, vynést postiženého ven (z chemického hlediska bude v prostředí s extrémně vyšší koncentrací $O_2$, tudíž dochází k posunu chemické rovnováhy a $CO$ se vyváže), hlídat vědomí a dýchání, okamžité volat lékaře! Dnes se již dbá na prevenci a instalují se detektory $CO$, aby se zabránilo různým tragédiím.

Přehled oxidace alkanů:

POZNÁMKA: U organických sloučenin probíhá oxidace nejčastěji dehydrogenací (odstranění dvou atomů vodíku ze sloučeniny) nebo oxygenací (navázání kyslíku). Uhlík se v těchto reakcích oxiduje a kyslík redukuje. Obdobně redukce je spojena s hydrogenací nebo deoxygenací (opak oxidace).