Aldehydy i ketony

Ten materiał ćwiczy związki karbonylowe — aldehydy i ketony — w zakresie chemii rozszerzonej. Zaczynasz od budowy: obie grupy związków zawierają grupę karbonylową, ale w aldehydach leży ona na końcu łańcucha (grupa –CHO), a w ketonach wewnątrz łańcucha. Z tej różnicy wynika prawie wszystko, co dalej ćwiczysz: nazewnictwo, sposób otrzymywania i różnice w zachowaniu wobec utleniaczy. Rozpoznajesz aldehydy i ketony we wzorach półstrukturalnych, podajesz ich nazwy systematyczne i wskazujesz izomery o tym samym wzorze sumarycznym, np. propanal i propanon.

Drugi blok to otrzymywanie. Aldehydy powstają w wyniku utleniania alkoholi pierwszorzędowych, ketony — drugorzędowych, a alkohole trzeciorzędowe w tych warunkach się nie utleniają. Wyjaśniasz, dlaczego tak jest, i zapisujesz równania reakcji z tlenkiem miedzi(II). Uczysz się też, że aldehyd łatwo utlenia się dalej do kwasu karboksylowego.

Trzeci blok to reakcje charakterystyczne. Próba Tollensa (lustro srebrne) i próba Trommera (ceglastoczerwony osad tlenku miedzi(I)) pozwalają odróżnić aldehyd od ketonu. Ćwiczysz obserwacje, równania reakcji oraz interpretację: aldehyd jest w tych próbach reduktorem, a jony srebra(I) i miedzi(II) — utleniaczami. Ustalasz także zmiany stopni utlenienia atomów węgla i metalu.

Czwarty blok dotyczy właściwości fizycznych i zastosowań: dlaczego aldehydy i ketony mają niższe temperatury wrzenia niż alkohole o podobnej masie cząsteczkowej, dlaczego najprostsze z nich dobrze rozpuszczają się w wodzie, czym jest formalina i do czego używa się acetonu.

Materiał oferuje cztery formy pracy. Quiz zawiera zadania z wyjaśnieniem po każdej odpowiedzi. Fiszki utrwalają definicje, nazwy i obserwacje. Egzamin ustny w formie rozmowy z egzaminatorem sprawdza, czy umiesz zaprojektować próbę i uzasadnić jej wynik. Praca pisemna do wydruku zawiera zadania otwarte z równaniami reakcji i projektami doświadczeń.

Zadania są oryginalnymi ćwiczeniami do samodzielnej nauki; wszystkie potrzebne dane podano w ich treści. Wzory zapisujemy w postaci półstrukturalnej, tak jak w typowych zadaniach z chemii organicznej, a nazwy zgodnie z zasadami nazewnictwa systematycznego. Szczególną uwagę poświęcamy rozróżnianiu podobnych sytuacji, w których łatwo o pomyłkę: aldehyd i keton o tym samym wzorze sumarycznym, alkohol pierwszo- i drugorzędowy o tej samej liczbie atomów węgla czy obserwacje w obu próbach przy ogrzewaniu.

• Rozpoznajesz aldehydy i ketony we wzorach i podajesz ich nazwy systematyczne.
• Wskazujesz alkohol, z którego można otrzymać dany aldehyd lub keton, i zapisujesz równanie utleniania.
• Opisujesz przebieg i obserwacje prób Tollensa i Trommera oraz zapisujesz ich równania.
• Projektujesz doświadczenie pozwalające odróżnić aldehyd od ketonu.
• Wyjaśniasz temperatury wrzenia i rozpuszczalność związków karbonylowych w odniesieniu do wiązań wodorowych.

Materiał ćwiczeniowy przygotowany przez Zestly.