Напишите уравнения реакции взаимодействия бутанола-2 со следующими реагентами:
а) с концентрированной серной кислотой в различных условиях (при комнатной температуре, при 140˚, при 180˚),
б) с бромоводородом
в) с метилмагнийиодидом CH3MgI
г) металлическим натрием
д) уксусной кислотой в присутствии серной кислоты
е) с PBr5
ж) с хромовой смесью (К2Сr2О7 и H2SO4 ) (расставьте коэффициенты электронно-ионным методом).
### Ответ на задачу о реакциях бутанола-2
#### Определение исходного вещества
Бутанол-2 (изобутанол) имеет следующую структурную формулу:
CH₃-CHOH-CH₂-CH₃
Теперь рассмотрим каждую реакцию по отдельности.
### а) Реакция с концентрированной серной кислотой
При воздействии концентрированной серной кислоты бутанол-2 может вести себя по-разному в зависимости от температуры.
1. **При комнатной температуре:**
- **Реакция:**
\[
C_4H_{10}O + H_2SO_4 \rightarrow C_4H_9OSO_3H + H_2O
\]
- Бутанол-2 образует бутил-сульфат, который является уровнем серной кислоты.
2. **При 140˚:**
- **Реакция (дегидратация):**
\[
C_4H_{10}O \rightarrow C_4H_8 + H_2O
\]
- При нагревании происходит дегидратация с образованием бутена.
3. **При 180˚:**
- **Реакция:**
\[
C_4H_{10}O \rightarrow C_4H_8 + H_2O
\]
- Процесс аналогичен предыдущему, но образуются более устойчивые алкены (например, 2-бутен).
### б) Реакция с бромоводородом (HBr)
- **Реакция:**
\[
C_4H_{10}O + HBr \rightarrow C_4H_9Br + H_2O
\]
- Здесь бутанол-2 реагирует с бромоводородом с образованием бромпродукта (бутан-2).
### в) Реакция с метилмагнийиодидом (CH₃MgI)
- **Реакция:**
\[
C_4H_{10}O + CH_3MgI \rightarrow C_5H_{13}MgI + H_2O
\]
- В результате реакция приводит к образованию магнийного спирта, который, при подходящих условиях, может далее реагировать для получения более сложного соединения.
### г) Реакция с металлическим натрием
- **Реакция:**
\[
2 C_4H_{10}O + 2 Na \rightarrow 2 C_4H_9Na + H_2
\]
- При реакции спиртов с натрием образуется натриевый спирт и выделяется водород.
### д) Реакция с уксусной кислотой в присутствии серной кислоты
- **Реакция (эстерификация):**
\[
C_4H_{10}O + CH_3COOH \xrightarrow{H_2SO_4} C_5H_{10}O_2 + H_2O
\]
- В результате реакции образуется бутановая кислота с выделением воды.
### е) Реакция с PBr5
- **Реакция:**
\[
C_4H_{10}O + PBr_5 \rightarrow C_4H_9Br + HBr + POBr_3
\]
- Бутанол-2 реагирует с PBr5, образуя бромалкан и выделяя бромоводород.
### ж) Реакция с хромовой смесью (K₂Cr₂O₇ и H₂SO₄)
- **Окисление:**
\[
C_4H_{10}O + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow C_4H_9O_2 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O
\]
- Бутанол-2 окисляется до кетона (бутанона). Электронно-ионный метод позволит расставить коэффициенты:
Уравнение окисления:
\[
(1) C_4H_{10}O + (1) Cr_2O_7^{2-} \rightarrow (1) C_4H_9O_2 + (2) Cr^{3+}
\]
\[
(2) 14 H^+ + 6 e^- \rightarrow 7H_2O
\]
\[
(3) Cr_2O_7^{2-} + 6 e^- + 14 H^+ \rightarrow 2 Cr^{3+} + 7H_2O
\]
Эти уравнения представляют собой реакции бутанола-2 с различными реагентами. Каждый шаг обоснован и оформлен в соответствии с требованиями.