アルデヒドとケトンに関する記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア エタノール を二クロム酸カリウムの硫酸酸性水溶液で穏やかに酸化すると、アセトンが生じる。
- イ アセトアルデヒド をアンモニア性硝酸銀水溶液に加えて温めると、銀が析出する。
- ウ 2-プロパノール を二クロム酸カリウムの硫酸酸性水溶液で酸化すると、アセトアルデヒドが生じる。
- エ アセトン をフェーリング液に加えて加熱すると、赤色の沈殿が生じる。
アルデヒドとケトン
第一級アルコールの酸化でアルデヒド、第二級アルコールの酸化でケトンが生じることと、アルデヒドが還元性を示しケトンが示さないことを使って、生成物や性質を選べる
前提
- アルコールとエーテル （高校化学 有機化合物（知識））
- 酸化剤と還元剤 （高校化学 酸化還元と電池・電気分解（知識））
この技能までの道筋（25 技能）
読み込み中…
右端（太枠）がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る（前提が先）
- 実験器具の使い方と安全 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 気体の発生方法・性質・集め方 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 有機物・無機物と金属の性質 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 原子・分子と化学式 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 原子の構造と同位体 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 電子配置と価電子 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 周期表と周期律 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- イオンと電離・電解質 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- イオン結合と金属結合 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 共有結合と配位結合 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 分子の形と極性 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 分子間力と沸点 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 結晶の種類と性質 （高校化学 物質の構成と化学結合（知識））
- 水溶液の性質と再結晶 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 溶解のしくみ（水和）と極性による溶けやすさ （高校化学 溶液の性質（知識））
- 有機化合物の特徴と官能基による分類 （高校化学 有機化合物（知識））
- 構造異性体 （高校化学 有機化合物（知識））
- 脂肪族炭化水素の置換反応・付加反応・付加重合 （高校化学 有機化合物（知識））
- 分解と化合（化学変化の種類） （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 酸化と還元 （中学理科 化学分野の用語と知識）
- 酸化・還元の定義 （高校化学 酸化還元と電池・電気分解（知識））
- アルコールとエーテル （高校化学 有機化合物（知識））
- 酸化数と酸化・還元の判定 （高校化学 酸化還元と電池・電気分解（知識））
- 酸化剤と還元剤 （高校化学 酸化還元と電池・電気分解（知識））
説明
カルボニル基 をもつ化合物のうち、カルボニル基の炭素に H 原子が結合しているもの（、ホルミル基）をアルデヒド、カルボニル基の炭素に炭化水素基が 2 つ結合しているもの（）をケトンといいます。この技能では、どのアルコールを酸化するとアルデヒドとケトンのどちらが生じるかを判断し、さらにアルデヒドだけが還元性を示す（銀鏡反応・フェーリング液の還元が陽性になる）ことを使って、生成物や性質を選べるようになります。アルコールの酸化の問題や、未知の物質を見分ける問題で使います。
なぜそうしてよいのか
アルコールが酸化されるとき、ヒドロキシ基 の H 原子と、 が結合している炭素原子の H 原子が 1 個ずつ取れて、 ができます。第一級アルコール では、その炭素に H が 2 個あるので、1 個取れても H が 1 個残り、（アルデヒド）になります。第二級アルコール では、その炭素の H は 1 個だけなので、取れたあとは炭化水素基 2 つと だけが残り、（ケトン）になります。第三級アルコールでは、その炭素に H がないので、この形の酸化は起こりにくくなります。
アルデヒドの には、まだ酸化される余地が残っています。C に付いた H が O を受け取る形でさらに酸化されると をもつカルボン酸になります（例：）。自分が酸化されやすいということは、相手を還元しやすい、つまり還元剤としてはたらく（還元性を示す）ということです。そのためアルデヒドは、アンモニア性硝酸銀水溶液の を還元して銀 を析出させ（銀鏡反応）、フェーリング液を加えて加熱すると を還元して酸化銅(I) の赤色沈殿を生じさせます。
一方ケトンでは、カルボニル基の炭素に H がなく、炭化水素基との C–C 結合を切らないとそれ以上酸化できないため、ふつうの条件では酸化されにくく、還元性を示しません。したがって、ケトンは銀鏡反応もフェーリング液の還元も示しません。代表例として、メタノールの酸化でホルムアルデヒド 、エタノールの酸化でアセトアルデヒド 、2-プロパノールの酸化でアセトン が生じます。
手順
酸化されるアルコールの が結合している炭素に、ほかの炭素原子がいくつ結合しているかを数えて級数を決める（1 個以下なら第一級、2 個なら第二級、3 個なら第三級）。
級数から酸化生成物を決める：第一級 → アルデヒド （さらに酸化されるとカルボン酸 ）、第二級 → ケトン 、第三級 → 酸化されにくい。
生成物の構造式を、 の付いた炭素を に変え、その炭素の H を 1 個減らして書く（例：）。
生成物の還元性を判断する：アルデヒド（ をもつ）なら銀鏡反応・フェーリング液の還元（ の赤色沈殿）が陽性、ケトンならどちらも陰性。
選択肢の生成物・性質を、手順 2〜4 の結果と照らし合わせて選ぶ。
例題
2-プロパノール を硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液で酸化した。このとき生じる有機化合物と、その化合物にアンモニア性硝酸銀水溶液を加えて温めたときの結果の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア プロピオンアルデヒド 、銀が析出する
イ プロピオンアルデヒド 、銀は析出しない
ウ アセトン 、銀が析出する
エ アセトン 、銀は析出しない
例題の解答
手順 1： が結合している中央の炭素には、両側の の炭素 2 個が結合しているので、2-プロパノールは第二級アルコールである。
手順 2：第二級アルコールを酸化するとケトンが生じる。
手順 3：中央の炭素を に変え、その炭素の H を 1 個減らすと
となり、生成物はアセトンである。よってア・イは誤り。
手順 4：アセトンはケトンなので還元性を示さず、アンモニア性硝酸銀水溶液の を還元しない。銀は析出しない（銀鏡反応は陰性）。
手順 5：アセトンで銀が析出しない組み合わせはエ。
答え: エ
よくある誤り
第二級アルコールを酸化してもアルデヒドが生じるとしてしまう誤り。正しくは、 の付いた炭素の H が 1 個しかないので、 のようにケトンが生じる。アルデヒドが生じるのは第一級アルコール（例：）である。
ケトンも をもつのでアルデヒドと同じく銀鏡反応やフェーリング液の還元を示すとしてしまう誤り。正しくは、還元性を示すのは をもつアルデヒドだけで、アセトン などのケトンはどちらも示さない。
フェーリング液の還元で銀が析出する、または黒色の沈殿が生じるとしてしまう誤り。正しくは、フェーリング液ではアルデヒドが を還元し、酸化銅(I) の赤色沈殿が生じる。銀が析出するのはアンモニア性硝酸銀水溶液を用いる銀鏡反応である。
アルデヒドが還元性を示すことを「アルデヒドは還元されやすい」と取り違える誤り。正しくは、アルデヒド自身は酸化されて となり、相手（ や ）を還元する。つまりアルデヒドは還元剤としてはたらく。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
酸素を含む脂肪族化合物の性質と反応に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
- ア 2-プロパノールを硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液で酸化すると、プロピオンアルデヒド（プロパナール）が生じる。
- イ ジエチルエーテルは 1-ブタノールと互いに構造異性体であり、金属ナトリウムを加えると水素を発生する。
- ウ アセトンにフェーリング液を加えて加熱すると、赤色の沈殿が生じる。
- エ ギ酸は分子中にホルミル基（アルデヒド基）をもつので、アンモニア性硝酸銀水溶液を還元して銀を析出させる。
- オ 酢酸エチルに水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱すると、エステル化が起こって酢酸ナトリウムとエタノールが生じる。
酸素を含む脂肪族化合物の性質と反応について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア エタノールに濃硫酸を加えて約 に加熱すると、主にジエチルエーテルが生じる。
- イ 2-プロパノールを硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液で酸化すると、プロピオンアルデヒド（プロパナール）が生じる。
- ウ ギ酸は還元性を示さないので、アンモニア性硝酸銀水溶液に加えて温めても、銀は析出しない。
- エ 酢酸エチルに水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱すると、酢酸ナトリウムとエタノールが生じる。
- オ ジメチルエーテルはエタノールの構造異性体であり、金属ナトリウムを加えると水素を発生する。
この技能の次に学べること
- カルボン酸とエステル （高校化学 有機化合物（知識））
- 単糖の構造と性質 （高校化学 高分子化合物（知識））