6.3 Unterscheidung: Aldehyde – Ketone
Aldehyde (Alkanale): sind Reduktionsmittel. Sie können zu Carbonsäuren oxidiert werden.
Positive Reaktionen mit Fuchsinschweflige Säure (Schiffsche Probe), Fehling-Probe und dem Tollensreagenz (Silberspiegel-Reaktion).
Ketone (Alkanone): sind keine Reduktionsmittel. Sie lassen sich ohne Spaltung von Bindungen nicht oxidieren. Spaltung von Bindungen wäre z.B. bei der Verbrennung von Ketone; was natürlich möglich ist.
Negative Reaktionen mitFuchsinschweflige Säure (Schiffsche Probe), Fehling-Probe und dem Tollensreagenz (Silberspiegel-Reaktion).
6.3.1 Beispiele: Aldehyde – Ketone
Vervollständige folgende Tabelle:
| Alkanale, Aldehyde | Alkanone, Ketone | |
| Funktionelle Gruppe (Strukturformel) | ||
| Allgemeine Halbstrukturformel | ||
|
Einfachstes Aldehyd/Keton (Halbstrukturformel und Name) |
||
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Weitere Beispiele (Halbstrukturformel und Name) |
CH₃-CO-C₂H₅
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Propanal (Propionaldehyd) |
2-Pentanon |
|
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CH₃-CO-C₄H₉
|
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| Reduktionsmittel? |
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| Alkanale, Aldehyde | Alkanone, Ketone | |
| Funktionelle Gruppe (Strukturformel) |  |
 |
| Allgemeine Halbstrukturformel | R-CHO | R₁-CO-R₂ |
|
Einfachstes Aldehyd/Keton (Halbstrukturformel und Name) |
H-CHO Methanal (Formaldehyd) |
CH₃-CO-CH₃ 2-Propanon (Aceton) |
|
Weitere Beispiele (Halbstrukturformel und Name) |
CH₃-CHO Ethanal (Acetaldehyd) |
CH₃-CO-C₂H₅ 2-Butanon |
|
C₂H₅-CHO Propanal (Propionaldehyd) |
CH₃-CO-C₃H₇ 2-Pentanon |
|
|
C₃H₇-CHO Butanal |
CH₃-CO-C₄H₉ 2-Hexanon |
|
| Reduktionsmittel? | ja | nein |
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6.2 Alkanone (Ketone)
6.2.1 Herstellung von Alkanonen (Ketonen)
Versuch
Die heiße CuO-Spirale wird mehrmals in 2-Propanol getaucht.
Beobachtung
Der schwarze Überzug verschwindet; es entsteht blankes Kupfer. Zusätzlich tritt ein charakteristischer Geruch auf.
Zugabe von FSS zur abgekühlten Lösung gibt keine Violettfärbung.
Auswertung
Es handelt sich um eine Redoxreaktion. Die Cu²⁺-Ionen werden zu Kupfer reduziert und 2-Propanol (Isopropanol) wir zu Propanon (Aceton) oxidiert.
Reaktionsgleichung
Versucht einmal für diese Herstellung die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln zu formulieren. Wer Hilfen braucht, kann ja ein paar Seiten vorher schauen, wo die primären Alkohole oxidiert wurden.
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Merke: Alle sekundären Alkohole lassen sich durch Oxidation (bzw. Dehydrierung) in Ketone (Alkanone) überführen.
6.2.2 Funktionelle Gruppe der Alkanone (Ketone)
Die Alkanone besitzen (auch) eine „Carbonyl-Gruppe“.
Speziell hier: „Keto-Gruppe“
6.2.3 Eigenschaften und Verwendung von Aceton (Propanon)
Aceton ist eine farblose, charakteristisch riechende Flüssigkeit (Sdp.: 56 °C). Aceton ist brennbar. Aceton löst sowohl hydrophile (z.B. H₂O, C₂H₅OH ⇨ kann mit diesen Molekülen auch H-Brücken eingehen) als auch hydrophobe Stoffe. ⇨ Verwendung: Lösungsmittel.
Erkennbar, dass Aceton ein gutes Lösungsmittel ist, zeigt die nächste Abbildung. Was dort rot gefärbt ist, zeigt näherungsweise die negative Partialladung (anders als bei meiner Farbgebung) umd den Stauerstoff und was blau gefärbt ist, die positive Partialladung.
6.1.4 Aldehydnachweise
a) Schiffsche-Probe mit Fuchsinschwefliger Säure
Fuchsinschweflige Säure ergibt mit Aldehyden eine rotviolette Farbe. Dieser Aldehydnachweis beruht nicht auf der Reduktionswirkung von Aldehyden!
b) Tollens-Probe (Silberspiegel)
Versuchsaufbau (gilt auch für Fehling-Probe)
Versuchsdurchführung:
Schutzbrille aufsetzen, weite Ärmel hochkrempeln, Haare zurückbinden.
- Gib in das RG etwa zwei fingerbreit Silbernitratlösung.
- Füge mit der Pipette tropfenweise verdünnte Ammoniaklösung hinzu, bis sich der entstehende Niederschlag gerade wieder auflöst.
- Gib nun in das RG zwei fingerbreit Probelösung.
- Stelle das RG in das heiße Wasserbad.
Beobachtung:
Es bildet sich ein Silberspiegel auf der Innenseite des Reagenzglas.
Auswertung:
Es bedeutet, dass sich die Silber-Ionen zu elementarem Silber reduziert haben. Da eine Reduktion nur zusammen mit einer Oxidation ablaufen, muss etwas anderes oxidiert worden sein. Da es ein Aldehyd-Nachweis ist, kann man davon ausgehen, dass das C-Atom der Aldehyd-Gruppe oxidiert wurde. Da diese Reaktion in alkalischer Lösung abläuft (Ammoniak wurde dazugegeben), formuliert man mit Hilfe von Hydroxid-Ionen (OH⁻).
c) Fehling-Reagenz
Versuchsdurchführung:
Schutzbrille aufsetzen, weite Ärmel hochkrempeln, Haare zurückbinden.
- Gib in das RG etwa 5 ml Fehling 1-Lösung und dann 5 ml Fehling 2-Lösung.
- Füge ein Spatellöffel Glucose zu.
- Stelle das RG nach kurzem Schütteln in das heiße Wasserbad.
Beobachtung:
Es bildet sich ein roter Niederschlag von Kupfer(I)-Oxid (Cu₂O).
Auswertung:
Diese Reaktion verläuft recht analog zum Silberspiegel (Tollens-Reagens). Nur wird hierbei das Metall-Ion nicht komplett reduziert, sondern das Cu²⁺ wird zu Cu¹⁺ reduziert, wobei es sich sofort mit einem Oxid-Ion verbindet und den rötlichen Niederschlag bildet. Sauerstofflieferant ist auch in diesem Fall wie bei Tollens-Probe das Hydroxid-Ionen, da eine alkalische Lösung vorliegt.
Aufgabe: Versucht mit Hilfe der oberen Gleichung jetzt die Reaktionsgleichungen für das Fehlingreagenz zu formulieren.
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6.1.2 Funktionelle Gruppe der Alkanale (Aldehyde)
= Aldehydgruppe (= Sonderfall einer Carbonylgruppe)
6.1.3 Vergleich der Siedetemperaturen
Versucht einmal die folgende Tabelle zu vervollständigen.
| Methan | Methanal | Methanol | |
| Strukturformel | |||
| Molare Masse (M) in g/mol | |||
| Siedetemperatur | - 164 °C | - 21 °C | +64,5 °C |
| Begründung für die Siedetemperatur mit Hilfe der ... |
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| Methan | Methanal | Methanol | |
| Strukturformel |  |
 |
 |
| Molare Masse (M) in g/mol | 16 g/mol | 30 g/mol | 32 g/mol |
| Siedetemperatur | - 164 °C | - 21 °C | +64,5 °C |
| Begründung für die Siedetemperatur mittels ZMK |
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