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Disproportionierung Bei einer als oder auch als Dismutation bezeichneten chemischen Reaktion reagiert im Verlauf einer i

Disproportionierung

Bei einer als Disproportionierung (oder auch als Dismutation) bezeichneten chemischen Reaktion reagiert im Verlauf einer intramolekularen Redoxreaktion ein mehrfach vorhandener Bestandteil einer Verbindung – z. B. eine Atomsorte – sowohl als Oxidationsmittel wie auch als Reduktionsmittel. Nach Ablauf der Disproportionierungsreaktion liegt dieser Bestandteil (Atomsorte), der vorher in einer mittleren Oxidationsstufe vorlag, sowohl in einer erhöhten als auch in einer im gleichen Ausmaß erniedrigten Oxidationsstufe vor. Die betreffende Atomsorte wird also teils oxidiert und im gleichen Ausmaß reduziert. Die umgekehrt verlaufende Reaktion nennt man Komproportionierung oder Synproportionierung.

Beispiele Bearbeiten

  • Einfache Beispiele für Disproportionierungen: Reaktion von elementarem Chlor in Natronlauge. Im Verlauf der Reaktion wird ein Chlor-Atom des Chlormoleküls (Oxidationszahl 0) zum Chlorid-Anion reduziert (Oxidationszahl −I), das andere Chlor-Atom wird zum Hypochlorit-Anion (Oxidationszahl + I) oxidiert.
  • Komplizierteres Beispiel für eine Disproportionierungsreaktion: Disproportionierung von Kaliumchlorat (Chlor-Oxidationszustand V) unter Bildung von Kaliumchlorid (Chlor-Oxidationszustand -I) und Kaliumperchlorat (Chlor-Oxidationszustand VII). Diese Reaktion muss gemäß folgender Reaktionsgleichung verlaufen, denn nur dann ist die Bilanz hinsichtlich der Erhöhung bzw. der Erniedrigung der Oxidationszahlen der Chloratome ausgeglichen: 3 Chlor-Atome erfahren eine Erhöhung ihrer Oxidationszahl um jeweils 2 Stufen und dementsprechend erfährt 1 Chlor-Atom eine Erniedrigung seiner Oxidationszahl um 6 Stufen.

Radikalische Disproportionierung Bearbeiten

  • Ein Spezialfall ist die radikalische Disproportionierung in der organischen Chemie: Bei dieser Reaktion wird der Oxidationszustand des zentralen C-Atoms im Radikal links im gleichen Maße erhöht, wie sich der Oxidationszustand des zentralen C-Atoms im Radikal rechts erniedrigt. Formal gesehen wird ein H-Atom vom linken auf das rechte Radikal übertragen.

Cannizzaro-Reaktion Bearbeiten

Bei der Cannizzaro-Reaktion disproportionieren Aldehyde, die kein Wasserstoffatom in α-Stellung zum aldehydischen Kohlenstoffatom besitzen, in Gegenwart von starken Basen wie konzentrierter Natronlauge. Als Oxidationsprodukt entsteht das entsprechende Salz einer Carbonsäure (z. B. Natriumsalz), als Reduktionsprodukt der Alkohol:

Ist jedoch ein α-ständiges Wasserstoffatom im Aldehyd vorhanden, wird die Aldolreaktion bevorzugt.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Eintrag zu disproportionation. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.D01799 – Version: 2.1.5.
  2. Fair, G. M., J. Corris, S. L. Chang, I. Weil, and R. P. Burden. 1948. The behavior of chlorine as a water disinfectant. J. Am. Water Works Assoc. 40:1051–1061.
  3. Organikum, Wiley-VCH Verlag GmbH, 23. Auflage, 2009, S. 194, ISBN 978-3-527-32292-3.
  4. László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Elsevier Academic Press, Burlington-San Diego-London 2005, 1. Edition; ISBN 0-12-369483-3, S. 74.
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Bei einer als Disproportionierung oder auch als Dismutation bezeichneten chemischen Reaktion reagiert im Verlauf einer intramolekularen Redoxreaktion ein mehrfach vorhandener Bestandteil einer Verbindung z B eine Atomsorte sowohl als Oxidationsmittel wie auch als Reduktionsmittel Nach Ablauf der Disproportionierungsreaktion liegt dieser Bestandteil Atomsorte der vorher in einer mittleren Oxidationsstufe vorlag sowohl in einer erhohten als auch in einer im gleichen Ausmass erniedrigten Oxidationsstufe vor Die betreffende Atomsorte wird also teils oxidiert und im gleichen Ausmass reduziert Die umgekehrt verlaufende Reaktion nennt man Komproportionierung oder Synproportionierung 1 Inhaltsverzeichnis 1 Beispiele 2 Radikalische Disproportionierung 3 Cannizzaro Reaktion 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseBeispiele BearbeitenEinfache Beispiele fur Disproportionierungen Reaktion von elementarem Chlor in Natronlauge Im Verlauf der Reaktion wird ein Chlor Atom des Chlormolekuls Oxidationszahl 0 zum Chlorid Anion reduziert Oxidationszahl I das andere Chlor Atom wird zum Hypochlorit Anion Oxidationszahl I oxidiert C l 0 2 g 2 N a O H a q N a C l I s N a C l I O s H 2 O l displaystyle stackrel mathrm pm 0 mathrm Cl mathrm 2 g 2 NaOH mathrm aq xrightarrow bigtriangledown Na stackrel mathrm I mathrm Cl mathrm s mathrm Na stackrel mathrm I mathrm Cl mathrm O s H 2 O l nbsp Chlor reagiert in kalter Natronlauge exotherm zu Natriumchlorid Natriumhypochlorit und Wasser In warmer Natronlauge kann das gebildete Natriumhypochlorit mit uberschussigem Chlor weiter zu Natriumchlorat oxidiert werden Diese Reaktion wird auch bei der Wasseraufbereitung im Schwimmbad genutzt Bei der Einleitung von Chlor in Wasser liegt dann in Abhangigkeit vom pH Wert ein Gleichgewicht aus Chlor Hypochloriger Saure und Salzsaure vor 2 C l 2 H 2 O H C l O H C l displaystyle mathrm Cl 2 H 2 O to HClO HCl nbsp Je nach pH Wert dissoziiert die Hypochlorige Saure teilweise zu Oxonium und Hypochlorit Ionen H C l O H 2 O H 3 O C l O displaystyle mathrm HClO H 2 O to H 3 O ClO nbsp Reaktion bei der Auflosung von Stickstoffdioxid in Wasser 3 NO 2 H 2 O 2 HNO 3 NO displaystyle ce 3 NO 2 H 2O gt 2 HNO 3 NO nbsp In zwei Molekulen Stickstoffdioxid NO 2 displaystyle ce NO 2 nbsp werden die N Atome Oxidationszahl IV zu HNO 3 displaystyle ce HNO 3 nbsp oxidiert N Oxidationszahl V Im dritten Molekul NO 2 displaystyle ce NO 2 nbsp wird das N Atom zum Stickstoffmonoxid NO displaystyle ce NO nbsp N Oxidationszahl II reduziert Komplizierteres Beispiel fur eine Disproportionierungsreaktion Disproportionierung von Kaliumchlorat Chlor Oxidationszustand V unter Bildung von Kaliumchlorid Chlor Oxidationszustand I und Kaliumperchlorat Chlor Oxidationszustand VII Diese Reaktion muss gemass folgender Reaktionsgleichung verlaufen denn nur dann ist die Bilanz hinsichtlich der Erhohung bzw der Erniedrigung der Oxidationszahlen der Chloratome ausgeglichen 3 Chlor Atome erfahren eine Erhohung ihrer Oxidationszahl um jeweils 2 Stufen und dementsprechend erfahrt 1 Chlor Atom eine Erniedrigung seiner Oxidationszahl um 6 Stufen 4 K C l V O 3 s K C l I s 3 K C l V I I O 4 s displaystyle 4 mathrm K stackrel mathrm V mathrm Cl mathrm O mathrm 3 s xrightarrow bigtriangledown mathrm K stackrel mathrm I mathrm Cl mathrm s 3 mathrm K stackrel mathrm VII mathrm Cl mathrm O 4 s nbsp Kaliumchlorat reagiert exotherm zu Kaliumchlorid und Kaliumperchlorat Radikalische Disproportionierung BearbeitenEin Spezialfall ist die radikalische Disproportionierung in der organischen Chemie 1 3 Bei dieser Reaktion wird der Oxidationszustand des zentralen C Atoms im Radikal links im gleichen Masse erhoht wie sich der Oxidationszustand des zentralen C Atoms im Radikal rechts erniedrigt Formal gesehen wird ein H Atom vom linken auf das rechte Radikal ubertragen nbsp Cannizzaro Reaktion BearbeitenBei der Cannizzaro Reaktion disproportionieren Aldehyde die kein Wasserstoffatom in a Stellung zum aldehydischen Kohlenstoffatom besitzen in Gegenwart von starken Basen wie konzentrierter Natronlauge Als Oxidationsprodukt entsteht das entsprechende Salz einer Carbonsaure z B Natriumsalz als Reduktionsprodukt der Alkohol 4 nbsp Ist jedoch ein a standiges Wasserstoffatom im Aldehyd vorhanden wird die Aldolreaktion bevorzugt Weblinks BearbeitenBeschreibung der Disproportionierung bei ChemgapediaEinzelnachweise Bearbeiten a b Eintrag zu disproportionation In IUPAC Hrsg Compendium of Chemical Terminology The Gold Book doi 10 1351 goldbook D01799 Version 2 1 5 Fair G M J Corris S L Chang I Weil and R P Burden 1948 The behavior of chlorine as a water disinfectant J Am Water Works Assoc 40 1051 1061 Organikum Wiley VCH Verlag GmbH 23 Auflage 2009 S 194 ISBN 978 3 527 32292 3 Laszlo Kurti Barbara Czako Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis Elsevier Academic Press Burlington San Diego London 2005 1 Edition ISBN 0 12 369483 3 S 74 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Disproportionierung amp 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