Chemie Kaliumpermanganat?

Hallo,

ich komme mit dieser Aufgabe nicht klar.

Kann mir jemand dabei helfen?

Kaliumpermanganat KMnO4 oxidiert in alkalischer Lösung 3-Methylpyridin (1) zu Pyridin-3-carbonsäure (2) und wird dabei selbst zu Mangandioxid (Braunstein, MnO2) reduziert. Wieviele Gramm Kaliumpermanganat sind erforderlich, um 10,0 g 3-Methylpyridin zur Säure zu oxidieren?

Vielen Dank

Answer 1

[indiachinacook]

Es wird also die Methylgruppe Ar–C¯ᴵᴵᴵ zu einer Carbonsäuregruppe Ar–C⁺ᴵᴵᴵOOH umgesetzt. Die Oxidationszahlen verraten, daß dabei sechs Elektronen umgesetzt werden, also können wir grob schreiben

Ar–CH₃ ⟶ Ar–COOH + 6 e¯

und zum Ausgleich der H- und O-Atome verwenden wir OH¯ und H₂O, weil die Reak­tion in einer alkalischen Lösung ablaufen soll:

Ar–CH₃ + 6 OH¯ ⟶ Ar–COOH + 4 H₂O + 6 e¯

Beim Permanganat funktioniert es genauso: Das Mn⁺ⱽᴵᴵO₄¯ wird zu Mn⁺ᴵⱽO₂ reduziert und nimmt dabei drei Elektronen auf; die Gleichung lautet vollständig

MnO₄¯ + 2 H₂O + 3 e⁼ ⟶ MnO₂ + 4 OH¯

Jetzt multiplizieren wir die Reduktionsgleichung mit 2, damit wir auch auf 6 Elektro­nen kommen, und addieren das Zeug zusammen, wobei sich alle H₂O und ein paar OH¯ wegheben.

Ar–CH₃ + 2 MnO₄¯ ⟶ Ar–COOH + 2 MnO₂ + 2 OH¯

Jetzt brauchen wir nur noch die molaren Massen von 3-Methylpyridin (93.13 g/mol) und Kaliumpermanganat (158.034 g/mol) und können sofort rechnen: Die m=10 g des Eduktes sind n=m/M=0.11 mol, wir brauchen doppelt soviel also 0.21 mol KMnO₄, das sind n=nM=​34 g.