Oxidace alkanů

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).

Autor: Jan Vrtílka