Org-keemia-kys-vast-I-osa (0)

Org-keemia-kys-vast-I-osa.vp



Orgaanilise keemia õpiku küsimuste vastused I osa 1. SÜSINIKU KEEMIA (LK 24) 3. Tasapinnaline struktuurivalem Ruumiline struktuurivalem 4. 5. 7. 1 C C C O H H H H H H H H C C C O H H H H H H H H Cl OH a) b) c) C C C C C C H H H H H H H H H H
H H a) b) c) C C C C C C C C OH H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C C C Cl H H H H H H H H H H H C C C C C C C H H H H H H H H a) b) C H H H H H H H H H H


2. ALKAANID 2.1. Alkaanid ja nende nimetused (lk 29) 2. a) n-pentaan,  b) 2-metüülheksaan,  c) 2,3-dimetüülheksaan, d) 4-etüül-2,3,5,5-tetrametüülheptaan,  e) 1,3-dimetüültsükloheksaan, f) 3-etüül-4-isopropüüloktaan ehk 3-etüül-4-(1-metüületüül)oktaan 3. 4. a) isopropüül-  =  1-metüületüül- b) isobutüül-  =  2-metüülpropüül- c) tert-butüül- 1,1-dimetüületüül- 2.2.–2.3. Isomeeria ja alkaanide esindajad (lk 34) 1. Ainete omadustest ja omaduste liigitamisest on juttu lk 32.
Keedusool, suhkur ja vedelgaas on juhuslikud näited, võite neile lisada teisigi tuntud aineid. Küsimuste näiteid
Kas vedelgaas on individuaalne ühend või ainete segu? Aga keedusool ja suhkur? Küsimusi füüsikaliste omaduste kohta 1. Milline on nende ainete agregaatolek toatemperatuuril?
2. Milline on nende ainete värvus?
3. Milline on nende ainete sulamistemperatuur?
4. Kas neid on võimalik sulatada ilma lagunemiseta? Küsimusi keemiliste omaduste kohta 1. Kui hästi või halvasti nad lahustuvad vees?
2. Kas nad reageerivad veega? Küsimusi füsioloogiliste omaduste kohta 1. Milline on nende ainete maitse ja lõhn?
2. Kas nad võivad olla inimese organismile kahjulikud või isegi mürgised? 2 C C C C H H H H H H H H H H C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C C H H H H H H H H C C C C H H H H H H H H H H C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H a) c) d) b)


2. Heksaani isomeerid: a) n- heksaan, b) 2-metüülpentaan, c) 3-metüülpentaan, d) 2,2-dimetüülbutaan, e) 2,3-dimetüülbutaan. Märkus: tsükloheksaan ei ole heksaani isomeer! Miks? 4. Täielik põlemine:  CH 4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O Osalisel põlemisel võib tekkida mitmesuguseid saadusi, mis erinevad süsiniku oksüdatsiooni-
astme poolest, nt 2CH 4 + 3O2 ® 2CO + 4H2O,   aga ka 2CH 4 +   O2 ® 2CH3OH   või CH 4 +   O2 ® HCHO + H2O  jne. 5. Metaanis on süsinik redutseerunud kõige enam võimalikust, ta oksüdatsiooniaste on seal –IV.
Mistahes alkoholis on vähemalt üks süsiniku aatomitest osaliselt oksüdeerunud. Järelikult?
Aga arvutame ka etanooli süsinike keskmise oksüdatsiooniastme (vt ka lk 21): Vesiniku o-a I
Hapniku o-a  [–1 + (–1) = –2], seega –II 1. Süsiniku o-a  [–1 + (–1) +1 = –1], seega –I
2. Süsiniku o-a  [–1 + (–1) + (–1) = –3], seega –III Süsiniku keskmine o-a [ (–3) + (–1) ] / 2 = –2, seega  –II 6. Oletame, et köögi põrandapind on 6 m 2, nii nagu see on paljudes vanemates korterelamutes. Ruumide standardkõrguse 2,5 m korral on köögi ruumala 15 m 3. Metaani plahvatusohtliku segu alumine piir on 5% (vt lk 23), seega siis võiks enam-vähem ohutult lekkida kuni (5% 15 m ) 100% 0,75 m (750 dm ) 3 3 3 × = gaasi. Hoiatus! See arvutus on tehtud köögi koguruumala suhtes. Lekkiva kraani juures moodustub
plahvatusohtlik gaasisegu varem, kui kogu köök gaasiseguga täitub. 2.4. Alkaanide omadused (lk 41) 1. Radikaali määratlus on toodud lk 37. Eristage reaktsioone, mis võivad toimuda radikaalide
endaga (nt rekombinatsioon ehk omavaheline ühinemine molekuliks) ja reaktsioone, mis kulge-
vad radikaalide tekkimise ja nende edasise reageerimise teel. Viimastest on juttu lk 38–40. 3 a) c) e) b) d) C C O H H H H H H


2. Radikaalil on paardumata elektron ja seetõttu on ta kõrge energiaga ebastabiilne osake. Radikaal
püüab selle elektroniga luua elektronipaari kas teise radikaali paardumata elektroniga või ühe
elektroniga elektronipaarist, mis moodustab keemilist sidet mingis teises osakeses. Mõlemal
juhul tekib madalama energiaga osake, millel pole paardumata elektroni. 3. Alkaani halogeenimine on summaarse võrrandi järgi asendusreaktsioon. Reaktsiooni mehhanismi, s.t protsessi kulgemise täpse kirjelduse alusel on see ahelreaktsioon.
Arvutades süsiniku oksüdatsiooniastmed lähteainetes ja saadustes, leiame, et see on alkaani
oksüdeerimise reaktsioon. 4. Esiteks peab halogeeni molekul lagunema radikaalideks. Siis peaks halogeeni radikaal ründama
süsiniku aatomit, et tõrjuda välja (asendada) vesiniku radikaal, kuid halogeeni radikaal ei saa
rünnata süsiniku aatomit kui reaktsioonitsentrit, sest see on varjatud vesiniku aatomite poolt.
Seepärast on kõige kättesaadavamaks reaktsioonitsentriks hoopis vesiniku aatom, mille radikaal
„ära võtab”. Nüüd on süsiniku aatomil radikaaltsenter (paardumata elektron) ja see reageerib
lõpuks ühe halogeeni molekuliga (vt skeemi lk 39–40). 5. Vaatleme siin sidemete katkemisi ja moodustumisi ainult reaktsiooni summaarse võrrandi
alusel, sest tegelikult on need protsessid üpris keerulised ja kulgevad hulga vaheastmete kaudu. a) on katkenud 4 süsinik–vesinik-sidet ja moodustunud 2 vesiniku molekuli; b) on katkenud 2 süsinik–vesinik-sidet, teine teise süsiniku juures, ja moodustus üks vesiniku molekul; c) on katkenud 2 süsinik–vesinik-sidet pentaani ahela otsmiste süsinike juures ja need süsinikud on omavahel uue sideme moodustanud. Saaduseks on ka üks vesiniku molekul. d) 6. 7. Metaani halogeenimisel (kloorimisel) on paratamatuks vaheühendiks metüülradikaal ·CH 3, mis peaks edasi reageerima kloori molekuliga (vt skeemi lk 39–40), kuid radikaalid võivad ka
omavahel ühineda ja nii tekib kahest metüülradikaalist püsiv etaani molekul. Kui palju seda
soovimatut kõrvalsaadust tekib, sõltub suurel määral reaktsioonitingimustest, nt kõrgemal
rõhul moodustub etaani rohkem. 4 CH 3 CH CH 2 CH 3 H CH 3 CH CH 2 CH 3 H CH 3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH 3 CH2 CH2 • + CH 2 CH3 • CH 3 CH CH2 H • CH 2 CH3 • CH 3 CH CH2 • • + CH 3 CH3 CH 3 CH CH 2


8. Otsustamiseks arvutage süsiniku keskmised oksüdatsiooniastmed reaktsioonivõrrandite
mõlemal poolel! Veel lihtsam on endale teadvustada, et vesiniku eraldumine molekulist on selle
aine suhtes oksüdeerumine (pöördprotsess s.t vesiniku liitumine on ju redutseerumine!). 9. Vt täiendavat selgitust lk 38. Loomulikult reageerib kiiremini hargnenud süsinikahelaga
2-metüülpropaan. 10. Arvestage, et see siin on põhimõtteline võrrand. Võimalike kõrvalsaadustega tegeleb nt
järgmine ülesanne. 11. Põhiline reaktsioon oleks järgmine: Selle kõrval kulgeb üsnagi märgatavalt reaktsioon esimese süsiniku juures: Radikaalid, mis vahepeal moodustuvad, võivad anda selliseid reaktsioone (kõrvalsaadusi): Peale selle võivad süsinikradikaalid disproportsioneeruda, nt Kui võtta arvesse ka võimalikku dihalogeenimist (vt lk 40), on selge, et radikaalreaktsioonidega
tootmisprotsessid ei ole kunagi väga hea saagisega, s.t oodatud sihtprodukti (selles näites
2-kloropropaani) ei teki 100% ulatuses lähteaine suhtes. Sellegipoolest kasutatakse radikaal-
reaktsioone tööstuslikus tootmises laialdaselt. 5 CH 3 CH 2 CH CH 3 CH 3 + Cl 2 CH 3 CH 2 C CH 3 CH 3 Cl + HCl CH 3 CH 2 CH 3 + Cl 2 CH 3 CH CH 3 Cl + HCl CH 3 CH 2 CH 3 + Cl 2 CH 3 C H 2 CH 2 Cl + HCl CH 3 CH CH 3 • + CH 3 CH CH 3 • CH 3 CH CH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH CH 3 • + CH 3 CH 2 CH 2 • CH 3 CH CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 • + CH 3 CH 2 CH 2 • CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH CH 3 • + CH 3 CH CH 3 • CH 3 CH CH 2 + CH 3 CH 2 CH 3


3. HALOGEENIÜHENDID (LK 66–67) 1. 1) jodotsüklopropaan; 2) 2-kloro-2-metüülpropaan; 3) 1-bromo-2-metüülpropaan;
4) 2-fluoropropaan 2. 1) 1,1-dibromobutaan; 2) 1,2-dibromobutaan; 3) 2,2-dibromobutaan; 5) 1,3-dibromobutaan;
6) 1,4-dibromobutaan; 7) 1,1-dibromo-2-metüülpropaan; 8) 1,2-dibromo-2-metüülpropaan;
9) 1,3-dibromo-2-metüülpropaan 3. 4. Elektrofiil omastab elektrone Radikaal ühineb elektroniga Nukleofiil loovutab elektrone 5. 6. 6 CH 3 CH 2 I < CH 3 CH 2 Br < δ+ δ− CH 3 CH 2 Cl < CH 3 CH 2 F δ+ δ− δ+ δ− δ+ δ− + – H + :NH 3 BCl 3 Hg 2+ :OH – elektrofiil nukleofiil CH 3 NH 2 ·· CH 3 CH 2 O:– CH 3 O CH 3 ·· elektrofiil elektrofiil nukleofiil nukleofiil nukleofiil nukleofiil CH 3 CH 2 CH 2 Br δ+ δ− CH 3 CH 2 O H Cl CH 2 CH 2 CH 2 Cl CH 3 C H O CH 3 CH 2 S CH 3 CH 3 NH 2 a) b) c) d) e) f) δ+ δ+ δ+ δ+ δ+ δ+ δ+ δ+ δ− δ− δ− δ− δ− δ−


7. See on näidis kolme järgneva ülesande lahendamiseks. 8. 9. 10. Selgitus: kloriidioon (Cl –) on suhteliselt nõrk nukleofiil, aga anioon –OPCl 2 on veelgi nõrgem, kuna nukleofiilsus selles osakeses on hajutatud kahe tugevalt elektronegatiivse kloori aatomi
vahel. 11. Sest tetraklorometaanis on süsinik kõrgeimas oksüdatsiooniastmes (IV) ehk rohkem oksüdeeru-
da pole enam võimalik. 7 CH 3O – Na+ + CH 3CH2CH2 I δ+ δ− CH 3 O CH 2 CH 2 CH 3 + δ+ δ− Na+ I– Lahkunud osake Lahkuv rühm Ründav osake K+ CN– + CH 3CH2 CH2CH2 Br δ+ δ− CH 3CH2 CH2CH2 CN + K+ Br– δ+ δ− Lahkunud osake Lahkuv rühm Ründav osake H+ Cl– + CH 3CH2 CH2 OPCl 2 δ+ δ− CH 3CH2 CH2 Cl δ+ δ− + –OPCl 2 H + + –OPCl 2 HOPCl 2 Lahkunud osake Lahkuv rühm Ründav osake


4. ALKOHOLID (LK 82–83) 2. 3. a) butaan-1-ool (n-butanool) b) butaan-2-ool  (sec-butanool) c) 2-metüülpropaan-1-ool (isobutanool) d) 2-metüülpropaan-2-ool (tert-butanool) 4. Rajage põhjendus alkoholide võimele moodustada omavahelisi vesiniksidemeid, mis puudub
alküülhalogeniididel. 5. a) CH 3CH2OH kt° 78 °C, CH3OCH3 kt° –23 °C b) (CH 3)2CHCH2OH kt° 131 °C,  (CH3)2CHOCH3 32 °C Kuna isomeeride molekulmassid on võrdsed, ei peaks nende keemistemperatuurid palju
erinema, kuid alkoholide molekulid on omavahel seotud vesiniksidemetega, mistõttu nende
keemis-temperatuurid on umbes sada kraadi (!) kõrgemad kui vastavatel eetritel. 6. 7. 8 C C C C C H H H H CH 3 CH 2 CH 2 CH CH 3 OH OH H H H H H H H OH CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH CH 3 CH 2 CH CH 3 OH CH CH 2 CH 3 CH 3 OH CH 3 C CH 3 CH 3 OH CH 2 CH 2 CH 3 O H CH 2 CH 2 CH 3 O H CH 2 CH 2 O CH 3 H O CH 3 H O H H O H H O H H


8. Mentool ja kolesterool on mõlemad küll alkoholid, kuid tuleb tähele panna nende süsivesinikosa
erinevat suurust. Seepärast on nende sulamistemperatuurid vastavalt 43 °C ja 149 °C. Mentool
lahustub vees suhteliselt vähe, kuid lahustub hästi alkoholis. Kolesterool ei lahustu vees ega
alkoholis. Küll aga lahustuvad mõlemad mittepolaarsetes lahustites nagu eeter, süsivesinikud jt. 9. Etüleenglükool ehk etaan-1,2-diool ja glütserool ehk propaan-1,2,3-triool on mitmehüdroksüül-
sed alkoholid, mis võimaldab neil moodustada arvukalt vesiniksidemeid vee molekulidega ja
seetõttu seguneda veega (lahustuda) igas vahekorras. 10. Glütserool ja äädikhape segunevad veega igas vahekorras, seepärast kihti ei moodusta.
Tsükloheksaan ning bensiin on süsivesinikud, seega veest kergemad ja asuvad ülemises kihis.
Tetraklorometaan ( ρ = 1,595 g/cm3) on veest raskem. 11. Etanool lahustub vees. Heksaan ( ρ= 0,66 g/cm3) moodustab pärast veega segamist ülemise kihi, aga dikloroetaan ( ρ = 1,257g/cm3) koguneb anuma põhja. 12. a) umbes 6 g eetrit ja  b) umbes 8,5 g vett. 13. Kvalitatiivset hinnangut on kerge teha: mida väiksem on osaliselt oksüdeerunud süsiniku
(–CH 2OH ) osakaal molekulis, seda suurem on alkoholi kütteväärtus kaaluühiku kohta. Selles võib veenduda keskmiste oksüdatsiooniastmete arvutamise abil. 14. Vein ja eriti õlu sisaldavad peale alkoholi vähesel määral ka muid toitaineid. Üksnes alkoholi
alusel tehtud energeetilise väärtuse arvutus annab ligikaudselt: õlu 540 kJ, kuiv vein 1180 kJ,
viski 4600 kJ. Piima toiteväärtus (0,5 l 2,5 %-lise rasvasisaldusega piima) on vastavalt 1140 kJ. 15. Lihtne hinnang annab 0,29 promilli. 16. Võrdleme elektronstruktuuri hapniku aatomi juures: 17. 9 CH 3 CH 2 O H CH 3 CH 2 O– CH 3 CH CH 3 I + KOH CH 3 CH CH 3 OH + KCl a) b) Br + NaOH OH + NaBr c) Cl CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Cl O H CH 2 CH2 CH2 CH2 OH + 2NaOH + 2NaCl


18. Vesi toimib alkoholaadile nii nagu hape soolale: CH 3—CH2—ONa   +   H2O ® CH 3—CH2—OH   +   NaOH 19. Vt ka eelmist ülesannet. CH 3—CH2—ONa   +   H2O ® CH 3—CH2—OH   +   NaOH CH 3—CH2—ONa   +   H2O   +   CO2 ® CH 3—CH2—OH   +   NaHCO3 20. Omadus Alkoholid Eetrid Happelisus nõrk puudub Lahustuvus vees tänu vesiniksidemetele hea vähene Nukleofiilsus/aluselisus väike väike C–O-side väga püsiv, seepärast asendus- reaktsioon süsiniku juures (–OH-rühma asendamine) toimub vaid erijuhtudel väga püsiv, seepärast asendus- reaktsioon süsiniku juures (–OCH 3-rühma asendamine) toimub vaid erijuhtudel. 21. Metüülalkoholi ja isobutüülalkoholi vahelisel reaktsioonil võivad tekkida järgmised eetrid: Mittesümmeetrilise eetri valmistamiseks on parim lahendus alkoholaadi ja halogenoalkaani
vaheline reaktsioon, näiteks: Näites toodud ainete valik on põhjendatud sellega, et a) bromiidid ja jodiidid on palju kallimad b) metüülhalogeniidid (see oleks siis variant CH 3Hal + (CH3)2CHCH2ONa) on gaasilised või liiga lenduvad ja seepärast ei võimalda reaktsiooni soojendamise abil kiirendada. 10 CH 3 OH + CH CH 2 OH CH 3 CH 3 CH 3 O CH 2 CH CH 3 CH 3 + H 2 O CH 3 OH + CH 3 OH CH 3 O CH 3 + H 2 O CH CH 2 OH CH 3 CH 3 + CH CH 2 OH CH 3 CH 3 CH 2 O CH 2 CH CH 3 CH 3 CH CH 3 CH 3 + H 2 O a) b) c) CH 3 ONa + CH CH 2 Cl CH 3 CH 3 CH 3 O CH 2 CH CH 3 CH 3 + NaCl,


23. 1 kg CH 3NO2 ruumala on 878,73 cm 3. Sellise koguse nitrometaani põlemisel eraldub 12 MJ energiat. Järelikult  3500 cm 3 CH 3NO2 põlemisel eraldub 36,91 MJ energiat. 3500 cm 3 CH 3NO2 mass on 3, 076 kg ning moolide arv 50,43 mol. 2CH 3NO2 + 1,5O2 ® N2 + 2CO2 + 3H2O 50,43 mol CH 3NO2 põletamiseks kulub 37,82 mol O2 ehk 847,17 dm 3 O 2 ehk 4236,12 dm 3 õhku sekundis. 1 kg C 8H18 ruumala on 1420,45 cm 3. Sellise koguse oktaani põlemisel eraldub 42 MJ energiat. Järelikult 36,91 MJ energia eraldumiseks on vaja põletada 1248,37 cm 3 ehk 878,85 g ehk 7,71 mol oktaani. C 8H18 +  12,5O2 ® 8CO2 +  9H2O 7,71 mol oktaani põletamiseks kulub 96,38 mol O 2 ehk 2158,91 dm 3 O 2 ehk 10794,55 dm 3 õhku sekundis. Sama energiahulga saamiseks on alkaani kütuse kogus küll väiksem (1248 cm 3 ja 3500 cm3), kuid õhu tarbimise erinevus suurem (10 795 dm 3 ja 4236 dm3). Tekib puhttehniline probleem: kuidas üldse nii suurt õhu hulka peaaegu momentaalselt põle-
miskambrisse sisse suruda. Ja siis keemia natuke aitab! 11


5. AMIINID (LK 90) 1. 2. 3. CH 3—CH2—CH2—CH2—Br   +   NH3 ® CH 3—CH2—CH2—CH2—NH3 + ·   Br – CH 3—CH2—CH2—CH2—NH3 + · Br– + NaOH ® CH 3—CH2—CH2—CH2—NH2 + H2O + NaBr 4. Nukleofiilid on a, b ja d, näiteks Osakesed c ja e ei saa olla nukleofiilideks, sest kõik lämmastiku elektronipaarid on neis seotud. 5. 6. CH 3CH2OCH2CH3 kt° on 35 °C,  (CH3CH2)2NH kt° on 55 °C ja CH3CH2CH2CH2OH  on 118 °C. Eetri molekulid ei moodusta omavahel vesiniksidemeid. Vesiniksidemed amiini molekulide
vahel (vt eelmine ülesanne) ei ole väga tugevad (miks?), küll on aga vesiniksidemed tugevad
alkoholis. 12 CH 2 NH 2 CH 3 + HCl CH 2 NH 2 + · CH 3 Cl– a) b) CH 3 CH 2 NH 2 + CH 3 COOH CH 3 CH 2 NH 3 + · –OOC 3 c) CH 3 CH 2 CH NH 2 CH 3 + H 2 SO4 CH 3 CH 2 CH NH 3 + · CH 3 HSO 4 – CH CH 3 N + H H CH 3 NH CH 3 CH 3 CH 3 CH2 CH2 Br N + CH 3 CH 3 CH 2 CH2 CH3 · + Br– N CH 3 CH 3 CH 3 + HCl N + CH 3 CH 3 H CH 3 · Cl– N CH 2 CH 2 H CH 3 CH 3 N CH 2 CH 2 H CH 3 CH 3


6. KÜLLASTUMATA ÜHENDID (LK 104–105) 1. σ-sideme kohta lugege lk 15 ning π-sidemest lk 92–93. Pöörake tähelepanu nende sidemete geomeetriale, s.t nende ruumilisele ehitusele. Teoreetilises plaanis on ehk tähtsam, et neis
sidemetes osalevad erineva energiaga elektronid. Kuna π-sideme elektronid on kõrgema energiaga, ei ole see side nii püsiv kui σ-side. 2. Küllastumatus on väga vana nimetus, mis tähistab alkaanide ja alküünide võimet liita vesinikku,
halogeeni jt aineid sel viisil, et kaksik- või kolmiksideme asemele jääb süsinike vahele tavaline
(ja tugevam) σ-side. 3. Mittepolaarne kovalentne side. 5. 6. Arvutage süsinike oksüdatsiooniastmed mõlemal võrrandi poolel. Vajaduse korral vt eeskuju
lk 21.
Näeme, et süsiniku oksüdatsiooniaste kasvas (–II)-lt (–I)-le, seega on see oksüdeerimis-
reaktsioon. 7. Valime näiteks tsüklopentaani saamise n-pentaanist: Need kaks ainet ei saa olla isomeerid, kuna nende atomaarne koostis on erinev. Vesiniku
eraldumine molekulist on alati oksüdeerumisprotsess. Selles võid veenduda kui arvutate
kummagi ühendi keskmise oksüdatsiooniastme (need on vastavalt –2,4 ja –2). 8. A. Üldisem reaktsioonitüüp on liitumisreaktsioon. B. Alkeenide reaktsioonid algavad elektrofiilse osakese või tsentri rünnakuga ühele süsinikule.
C. Küllastumata ühenditega reageerivad vesinik, halogeenid, vesinikhalogeniidid, vesi ja hapnik. 13 trans-isomeer cis-isomeer CH 2 CH 2 + Cl 2 CH 2 CH 2 Cl Cl + H 2


9. 10. 11. Näeme, et hapniku sisestamine orgaanilise aine molekuli ei ole mitte alati oksüdeerimine. 12. 13. 1-kloro-2-metüülpropaan-2-ool 2-metüülpropaan-2-ool 14 CH 3 CH CH 2 + H 2 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 CH CH 2 + Cl 2 CH 3 CH CH 2 Cl Cl CH 3 CH CH 2 + Cl H CH 3 CH CH 3 Cl CH 3 CH CH 2 + H 2O CH 3 CH CH 3 OH CH 3 CH CH 2 + O 2 CH 3 CHO + HCHO 1) 2) 3) 4) 5) C H CH + 2Br 2 CH CH Br Br Br C H CH + 2HBr CH CH 3 Br Br Br C H 2 CH 2 + H 2 O CH 3 CH 2 OH –II –II –III –I Keskmine –II Keskmine –II CH 3 C CH CH 3 CH 3 [O] CH 3 C CH CH 3 CH 3 OH [O] CH 3 C O CH 3 + O C H CH 3 OH C CH 2 CH 3 CH 3 + Cl 2 + H 2 O C CH 2 CH 3 CH 3 OH Cl + HCl C CH 2 CH 3 CH 3 + Cl H + H 2 O C CH 3 CH 3 CH 3 OH + HCl


14. Kaaliumjodiidi lisamisega tõuseb lahuses jodiidioonide kontsentratsioon, millega suureneb
dijodoühendi moodustumisele viiva reaktsiooni osakaal (vee kontsentratsioon jääb ju samaks). 15. 16. 18. 15 C CH 2 CH 3 CH 3 + I 2 C + CH 2 CH 3 CH 3 I C CH 2 CH 3 CH 3 I I I– C CH 2 CH 3 CH 3 I OH CH 3 CH CH CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 I + I H ning CH 3 CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 3 I CH 3 C C CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 C CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 Br Br + 2HBr CH 3 CH 2 C CH 2 CH 2 CH 3 Br Br ning OH – – – – – – – – – – – – – – – OH OH – – – – – – – – – – A-vitamiin Limoneen Pineen Geraniool Mentool


7. AREENID (LK 117–118) 1. a) 1,4-diklorobenseen;  b) 2-nitrotolueen;  c) trifenüülmetaan;  d) 3-klorotolueen;
e) fenüülmetanool;  f) 4-nitropüridiin;  g) aminobenseen (aniliin);  h) 2,5-diklorofuraan 2. 3. A. Orgaaniline aine, mille molekulis on üks või mitu aromaatset tuuma. B. Tasandiline suletud tsükkel ning ühtne π-elektronidest koosnev elektronpilv. C. Aromaatne tsükkel on nukleofiilne reaktsioonitsenter. Tema reageerimine algab elektrofiili ühinemisega. 4. VIGA!  „Vaata tabel lk 222”,  peab olema  „II osa lk 99”
Fenüülalaniin, Trüptofaan, Türosiin, Histidiin. 5. Ühe asendajaga naftaleenil on kaks isomeeri, asendajaga asendis 1 või 2 (tähistatakse ka kui α- ja β-isomeeridena).
Kahe ühesuguse asendajaga on näiteks 1,4-dimetüülnaftaleen           2,6-dimetüülnaftaleen             1,8-dimetüülnaftaleen 6. a) tsükloheksaan, b) bensoehape 7. Heksaan ei reageeri broomiga tavatingimustes. Hekseen liidab broomi kergesti, isegi vesilahu-
sest (nn broomiveega reageerides). Benseen reageerib broomiga vaid soojendamisel katalüsaato-
ri juuresolekul. 8. 9. 16 NO 2 NO 2 COOH N H 2 N HOOC Cl N H 2 + Br 2 kat Br + Br H + HNO 3 NO 2 + O H 2 H2SO4


10. Klorometüülbenseenis on asendus külgahelas. Seda saab teostada nii nagu alkaanide halo-
geenimisel, s.t kõrgel temperatuuril ja soovitavalt ultraviolettkiirgust kasutades. 4-klorometüülbenseeni tuleb valmistada elektrofiilse asendusreaktsiooni teel, kasutades
katalüsaatorit, nt alumiinium- või raud(III)kloriidi. Temperatuur ei pea nii kõrge olema ja
soovitavalt võiks reaktsiooninõud valguse eest varjata. 11. ja edasi reageerib katioon (elektrofiil): 12. Nikotiin on amiin. Kui muuta nikotiin ammooniumisoolaks, on ta vees lahustuv ning muust
taimsest massist kergesti eraldatav. Niisiis tuleb tubakat happega töödelda ja segu filtreerida. Filtraadile leelise lisamise abil võib ni-
kotiini soola muuta vees lahustumatuks amiiniks ja sel viisil nikotiin eraldada. 17 + Cl 2 Cl + Cl H t°, h n + Cl 2 Cl + Cl H kat CH 2 CH CH 3 + H 3 O + CH 3 CH + CH 3 + O H 2 CH 3 CH CH 3 OH + H 3 O + CH 3 CH + CH 3 + 2H 2 O või a) b) + CH 3 CH + CH 3 CH CH 3 CH 3 + H + N N + Cl H N N + H ·Cl – N N + H ·Cl – + NaOH N N + NaCl + H 2 O


13. „Agent Orange” oli preparaatide 2,4D ja 2,4,5T butüülestrite lahus. Viimast neist toodetakse
väga lihtsa skeemi järgi: 2,4,5-triklorofenoksüetaanhappe butüülester Kahjuks kulgeb ka kõrvalreaktsioon, mille tulemusena tekib üks dioksiinidest: „Agent Orange” sisaldas dioksiine  3,83 g/m 3. Olgu märgitud, et kõik need reaktsioonid on nukleofiilsed asendused. Nukleofiilne asendus aro-
maatses tuumas ei ole väga tüüpiline aromaatsete ühendite reaktsioon, seepärast ei ole neid meie
õpikus käsitletud, kuid nagu ülaltoodust näha, leiavad nad ka tööstuslikku kasutamist. 18 Cl Cl Cl Cl + NaOH Cl ONa Cl Cl + Cl H Cl Cl ONa Cl + ClCH 2 COOC4 H9 Cl OCH 2 COOC4 H9 Cl Cl + NaCl Cl Cl ONa Cl + Cl Cl NaO Cl O O Cl Cl Cl Cl + 2 NaCl


7.5. Fenoolid ja aromaatsed amiinid (lk 125–126) 1. a) eeter  b) fenool  c) alkohol  d) alkohol 2. Kresoolid: 2-metüülfenool          3-metüülfenool         4-metüülfenool Resortsiine: 1,3-dihüdroksübenseen 2-metüül- 4-metüül- 5-metüül- -1,3-dihüdroksü- -1,3-dihüdroksü- -1,3-dihüdroksü- benseen benseen benseen 2,5-dimetüül- 4,5-dimetüül- 4,6-dimetüül- -1,3-dihüdroksübenseen -1,3-dihüdroksübenseen -1,3-dihüdroksübenseen 3. Fenooli kt° on 182 °C ja tolueenil 111 °C. Tolueen on lihtsalt süsivesinik, aga fenooli molekulid
on omavahel vesiniksidemetega seotud sarnaselt vee või alkoholidega. 4. Delokalisatsiooniks nimetatakse kas σ- jaπ-sidemete omavahelist ühtlustumist või laengu (elekt- ronipaari) jaotumist π-sidemete osavõtul. Delokalisatsioon stabiliseerib ühendit või osakest (ioo- ni, radikaali), seetõttu on nt benseen küllalt raskesti oksüdeeritav, fenool palju tugevam hape
kui alkohol ja aniliin omakorda nõrgem alus kui alküülamiinid. Meenutame siinkohal ka fenoo-
lide ja aromaatsete amiinide lihtsat bromeerimist ja teisi asendusreaktsioone võrdluses asenda-
mata benseeniga. 19 OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH


5. Tasakaalulises segus on etoksiid- ja fenoksiidioon ning naatriumioon, kuid tasakaal on tugevasti
nihutatud fenoksiidiooni suunas. Alkohol on sedavõrd nõrk hape, et alkoholaati praktiliselt ei teki. Tasakaalulises segus on fenüülammoonium- ja etüülammooniumioon ning kloriidioon, kuid
tasakaal on tugevasti nihutatud etüülammooniumkloriidi suunas. 6. 7. 8. See on türosiin. Kuna fenoolid nitreeruvad kergesti, siis türosiini fenoolne rühm nitreerub läm-
mastikhappe toimel ning värvib materjali kollaseks. 20 OH O – Na + CH 3 CH 2 O – Na + CH 3 CH 2 OH + + a) O – Na + CH 3 OH + b) NH 3 + · Cl – NH 2 CH 3 CH 2 NH 2 CH 3 CH 2 NH 3 + · Cl – + + c) OH + 3Br 2 OH Br Br Br + 3HBr NH 2 + 3Br 2 NH 2 Br Br Br + 3HBr OH + HNO 3 OH NO 2 + OH + HNO 3 OH O 2 N + O H 2 O H 2


9. A. Kloori nukleofiilne asendamine aromaatses tuumas läheb väga raskesti, küll aga kergelt alifaatse süsiniku juures. B. Benseenituum oksüdeerub väga raskesti, küll aga alifaatsed külgahelad (alküülrühmad). C. Samal põhjusel, mis eelmises näites. D. Alküülamiinid on palju tugevamad alused võrreldes aromaatsete amiinidega. 10. Sest nad oksüdeeruvad õhuhapniku toimel. Seda näeme nende värvuse muutumisest õhu käes
seismisel. Konkreetseid võrrandeid on raske anda, sest protsessid on keerulised. Igatahes moo-
dustuvad muuhulgas ka kondensatsioonisaadused (tsüklite ühinemisega), mis on värvilised. 11. Aniliin on nõrk alus ja seetõttu on tema vesiniksidemed veega väga nõrgad, sellest siis ka vähene
lahustuvus vees. Soolhappes moodustub aniliini sool (aniliiniumkloriid), mis lahustub vees hästi. 14. Antioksüdantide ülesanne on võtta endale õhuhapniku rünnak ning sel viisil hoida toiduainet või
muud materjali oksüdeerumise eest (toiduainet rääsumise eest). Seega on nad eelkõige redutseerijad.
Võiks eristada 1) väävliühendeid E220–E228, mis lihtsalt oksüdeeruvad kõrgema oksüdatsiooniastmega väävli ühenditeks; 2) kergesti oksüdeeruvaid askorbiinhappe (C-vitamiini) derivaate E300–E304, E315, E316;
3) küllastumata ühendeid, mis seovad hapniku oma kaksiksidemete abil E306–E309;
4) fenoolseid ühendeid, mis püüavad radikaale oma aromaatse tuumaga E320, E321, E310–E312. 15. Koniin ei ole aromaatne ühend, vaid on tsükliline alküülamiin ja seepärast tugev alus. 21 Cl CH 2 Cl + NaOH Cl CH 2 O H + NaCl CH 3 CH 3 COOH COOH [O] [O] COOH COOH + 2CO 2 NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 + HCl NH 2 CH 2 CH 2 Cl – · NH 3 + NH CH 2 CH 2 CH 3 + HCl NH 2 + · Cl – CH 2 CH 2 CH 3 NH CH 2 CH 2 CH 3 + N CH 2 CH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 Br + NaBr + O H 2 a) b) NaOH