- netundervisning
 
Studienet login divider Skema divider Statnoter divider Printvenlig
stump
MATERIALE

Periodat oxidationen ved PAS farvningen

Periodat oxidationen af carbohydrater i forbindelse med PAS farvningen kan beskrives ved reaktionen hernunder

Periodat oxidationsreaktion af diol

Figur 1. Oxidation af nabostillede alkoholer med periodat.

Fra dialkoholen fjernes H2 hvilket svarer til en oxidation. Periodat, IO4-, mister et oxygenatom, hvilket svarer til en reduktion. Reaktionenen kategoriseres derfor som en redox reaktion. En måde at karakteriserer en redoxreaktion er at der enten tilføres/fjernes H2 eller et oxygen. En anden måde karakteriser en redoxreaktion er som en reaktion, hvor der overføres elektroner mellem atomer.

Tilsvarende gælder, at

  • ved en oxidation fjernes elektroner fra et atom.
  • Ved en reduktion tilføres et atom elektroner.

At afstemme en redoxreaktion er derfor en måde at holde styr på elektronerne, hvilket det følgende vil vise.

Fremgangsmåden til bestemmelse af et atoms oxidationstrin er:

  1. opskriv den kemiske forbindelser der omdannes på prikformel
  2. bryd bindingerne på den måde at elektronerne i en binding tildeles det atom med højest elektronegativitet. Elektroner i bindinger mellem sammen grundstoffer deles ligeligt mellem atomern
  3. oxidationstrinnet bestemmes ved at sammenholde antallet af elektroner på et atom med antallet af elektroner i atomet på fri form.

Eksempel 1. Periodat.

Betragt figuren herunder:

Periodat oxidationstrin

Figur 2. Periodats oxidationstrin

Til venstre er periodationen optegnet på stregformel, i midten som prikformel. De elektroner som oxygen bidrager med er vist som røde. Da oxygen står i 6. hovedgrupper bidrager de atomer derfor med 6 elektroner. Iod står i 7. hovedgruppe og bidrager med 7 (blå) elektroner. Periodat har ladningen -1, svarende til en elektron, som også indgår, vist som grøn. Bemærk at prikformlen i midten opfylder oktetreglen. Til højre i Figur 2, er bindingerne mellem iod og oxygen brudte, og elektroner fra bindingerne er givet til oxygenatomerne, da oxygen har en højere elektronegativitet, EN, end iod. EN(O) = 3,5 og EN(I)=2,5.
Alle oxygenatomerne har to elektroner mere end på den fri form, og som skrevet må ladningen på de atomer derfor være -2, hvilket kaldes oxidationstrinnet eller oxidationtallet. Iod på fri form har 7 elektroner, som i illustrationen til højre i Figur 2 er forsvundet, hvilket betyder at iods ladning / oxidationstrin er +7.

Ved reaktionen vist i Figur 1 omdannes periodat til iodat, hvis oxidationstal vi kan bestemme ved at se på Figur 3 herunder.Iodat oxidationstrin

Figur 3. Iodats oxidationstrin

Sammenligner vi Figur 2 og 3 kan vi se at

  • iod er tilført 2 elektroner
  • iods oxidationstrin er faldet med 2
  • iod er blevet reduceret

Flytter vi fokus på dialkoholen i Figur 1, kan vi bestemme oxidationstrinnet ud fra Figur 4 herunder.

Oxidationstrin for diol

Figur 4. Dialkoholens oxidationstrin

Til venstre i Figur 4 er diolen vist, idet kun det væsentlige atomer er vist. R-grupperne i Figur 1 er udskiftede at C-atomer. I midten af Figur 4 er vist prikformel af de atomer hvor den kemiske omdannelse finder sted. Oxygens elektroner er igen vist med rødt, og elektroner fra hydrogen er vist med orange. De 4 elektroner som det næstøverste carbonatom bidrager med er vist ¨som lyseblå, og de 4 elektroner som det næstnederst carbonatom bidrager med er vist med mørkeblå. For det øverste og nederste carbonatom er der kun vis den elektron, som indgår i C-C bindingen, resten er udeladt for overskuelighedens skyld. Til højre i Figur 4 er atomerne adskilt efter samme fremgangsmåde som ovenfor. Elekronerne i C-C-bindingerne deles ligeligt, således at hver C-atom for en elektron fra hver C-C-binding. Da EN(H) = 2,1 er mindre end EN(C)=2,5, og EN(O)=3,5, bliver resultatet, at oxygen igen får oxidationstrinnet -2. Hydrogen får oxidationstrinnet +1, og de to carbon hvor alkoholerne er bundet til får oxidationstrin 0. De to sidste carbonatomer er ikke relevante i denne sammenhæng.

Tilbage er blot at se på oxidationstrinnet for de to dannede aldehyder ud fra Figur 5 herunder.

Dialdehyd oxidationstrin

Figur 5. To aldehyders oxidationstrin

Følger vi samme fremgangsmåde som tidligere, bliver resultatet, at igen får oxygen oxidationstrin -2 og hydrogen +1. Aldhyd carbonatomerne får oxidationstrin +1, da de er omgivet er 3 elektroner hvilket er en mindre end på fri form.

Sammenligner vi de centrale carbonatomer i Figur 4 og 5, ses, at

  • hvert carbonatom har mistet en elektron
  • oxidationstrinnet for hvert af de to atomer er steget med 1, fra 0 til +1
  • carbonatomerne er blevet oxiderede.

Afstemning af redoxreaktioner er at holde styr på elektronerne, og ud fra ovenståen ses, at iod har modtaget 2 elektroner og 2 carbonatomer har mistet 1 elektron hver, så der er balance i elekronregnskabet. Da antallet af C-, H-, O- og I-atomer i reaktionen i Figur 1 er ens på begge sider af pilen, er reaktionen afstemt.


© Cand. Scient., PhD, Lektor Eval Rud Møller • Opdateret: 2010-11-17• VIA University College Bioanalytikeruddannelsen • Hedeager 2 • DK-8200 Århus N