Pengoksidaan alkohol

Kumpulan -OH sesuatu alkohol boleh dioksidakan, dan dalam bab Sebatian Karbon Tingkatan 5 ini diperiksa terutamanya bagi etanol, yang dioksidakan kepada asid etanoik (satu asid karboksilik). Dua perkara diuji: persamaan yang menggunakan [O] untuk mewakili oksigen yang dibekalkan oleh agen pengoksidaan, dan perubahan warna tajam yang mengesahkan tindak balas telah berlaku.

Persamaan seimbang

Ahli kimia menulis pengoksidaan oleh agen pengoksidaan menggunakan [O] bagi atom oksigen yang dibekalkannya. Etanol dioksidakan kepada asid etanoik:

C₂H₅OH(aq) + 2[O] → CH₃COOH(aq) + H₂O(l)

Kira atom untuk menyemak imbangan: sebelah kiri mempunyai C₂, H₆ dan O₁ daripada etanol tambah O₂ daripada dua [O], memberi C₂ H₆ O₃; sebelah kanan mempunyai C₂ H₄ O₂ dalam asid etanoik tambah H₂ O₁ dalam air, juga memberi C₂ H₆ O₃. Persamaan seimbang. Corak yang sama terpakai kepada alkohol primer lain, contohnya metanol dioksidakan kepada asid metanoik.

Agen pengoksidaan dan perubahan warnanya

Dua agen pengoksidaan berasid digunakan, dan setiap satu memberi perubahan warna yang mesti anda ketahui:

• Kalium dikromat(VI) berasid, K₂Cr₂O₇, bertukar daripada jingga kepada hijau apabila ion dikromat(VI) jingga diturunkan kepada ion kromium(III) hijau.
• Kalium manganat(VII) berasid, KMnO₄, bertukar daripada ungu kepada tidak berwarna apabila ion manganat(VII) ungu diturunkan kepada ion mangan(II) yang tidak berwarna.

Mana-mana perubahan warna itu ialah bukti bahawa alkohol telah dioksidakan, jadi menyebut warna “daripada… kepada…” yang betul bernilai markah penuh.

Keadaan yang diperlukan

Campuran etanol dan agen pengoksidaan berasid dipanaskan, biasanya perlahan-lahan di bawah refluks supaya etanol yang meruap tidak hilang sebelum ia bertindak balas. Agen pengoksidaan mesti diasidkan (dengan asid sulfurik cair) untuk berfungsi. Tiada mangkin lain diperlukan.

Pemerhatian

• Campuran tindak balas menunjukkan perubahan warna di atas (jingga kepada hijau, atau ungu kepada tidak berwarna).
• Cecair dengan bau tajam dan masam seperti cuka dihasilkan, ini ialah asid etanoik.
• Hasilnya berasid: ia menukarkan litmus biru kepada merah dan bertindak balas dengan karbonat menghasilkan karbon dioksida, mengesahkan asid karboksilik.

Mengapa pengoksidaan penting dalam kitaran tindak balas karbon

Pengoksidaan menghubungkan keluarga alkohol dengan keluarga asid karboksilik, jadi ia terletak antara dua tindak balas yang juga anda perlukan. Asid etanoik yang dihasilkan kemudian boleh digunakan dalam pengesteran dengan alkohol lain untuk membuat ester yang berbau harum, manakala etanol itu sendiri boleh dihasilkan melalui penapaian atau penghidratan etena. Melihat pengoksidaan sebagai jambatan dari alkohol ke asid membantu anda mengikuti keseluruhan urutan penukaran organik, satu tema soalan berstruktur yang lazim.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Guna [O] bagi oksigen agen pengoksidaan dan imbangkannya, kesilapan yang kerap ialah terlupa hasil air atau menulis hanya satu [O]. Sebut kedua-dua bahagian perubahan warna; “bertukar hijau” sahaja tidak lengkap tanpa “daripada jingga”. Jangan katakan hasilnya hanya aldehid, pada peringkat SPM hasil yang dijangka daripada pengoksidaan penuh etanol ialah asid etanoik. Nyatakan bahawa agen pengoksidaan mesti diasidkan dan campuran dipanaskan.

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam Kertas 2 (4541/2) anda mungkin diminta menulis persamaan dengan [O], menamakan agen pengoksidaan, dan memberi perubahan warna dan hasilnya. Dalam Kertas 1 (4541/1), item objektif menguji perubahan warna dan identiti asid yang terbentuk. Dalam Kertas 3 (4541/3), perubahan jingga-ke-hijau atau ungu-ke-tidak-berwarna ialah pemerhatian amali yang perlu anda boleh rekod dan tafsirkan. Sauhkan jawapan anda pada alkohol menjadi asid karboksilik, dan seluruh soalan akan tersusun dengan sendirinya.