Równanie reakcji D-aldozy "A":

 

 

Uwaga!

W odpowiedzi do zadania pojawił się błąd. Znajduje się w nim wzór L-mannozy zamiast D-mannozy.

 

---

Wyjaśnienie:

W zasadowym roztworze D-fruktozy ustala się stan równowagi pomiędzy nią a D-glukozą i D-mannozą. Przejście pomiędzy wymienionymi formami odbywa się poprzez nietrwałą formę enodiolową:

 

D-mannoza i D-glukoza są epimerami - diastereoizomerami, różniącymi się konfiguracją grup przy tylko jednym centrum chiralności (definicja epimerów jest często zawężana do różnicy konfiguracji tylko przy drugim atomie węgla). Z powyższych dwóch aldoz do D-mannoza rzadko występuje w stanie wolnym w przyrodzie. Możemy napisać równania połówkowe utleniania i redukcji jakie zachodzą podczas próby Trommera dla D-mannozy:

utlenianie:

 

redukcja:

Prostym sposobem na znalezienie stopnia utlenienia atomu węgla w związkach organicznych jest zapamiętanie poniższych zasad:

• Wiązanie z innym atomem węgla (pojedyncze lub wielokrotne) nie zmienia stopnia utlenienia węgla.
• Wiązanie z wodorem zmniejsza stopień utlenienia węgla o I (węgiel ma większą elektroujemność).
• Każde wiązanie z tlenem zwiększa stopień utlenienia atomu węgla o I (tlen ma większą elektroujemność).
• Analogicznie każde wiązanie z azotem i innym pierwiastkiem o większej elektroujemności od węgla zwiększa jego stopień utlenienia o I.

Poniżej przypominamy podstawowe wiadomości dotyczące określania stopni utlenienia pierwiastków oraz bilansowania równań reakcji redox:

Reguły dotyczące stopni utlenienia:

1. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w obojętnym związku jest równa 0.
2. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w jonie jest równa ładunkowi tego jonu.
3. Tlen w związkach przyjmuje zwykle -II stopień utlenienia (w H₂O₂ -I, a w OF₂ +II).
4. Wodór w związkach przyjmuje zwykle +I stopień utlenienia (w wodorkach metali -I).
5. Metale w związkach przyjmują dodatnie stopnie utlenienia równe ich wartościowości.
6. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia równy 0.

Utleniacz to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków obniża stopień utlenienia.

Reduktor to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków zwiększa stopień utlenienia.

Utlenianie - proces w którym bierze udział reduktor, dochodzi w nim do zwiększenia stopnia utlenienia.

Redukcja - proces w którym bierze udział utleniacz, dochodzi w nim do obniżenia stopnia utlenienia.

Aby zapisać zbilansowane równania procesów utleniania i redukcji postępujemy zgodnie z poniższym schematem:

1. Ustalamy stopnie utlenienia wszystkich atomów.

2. Sprawdzamy, które pierwiastki zmieniły swój stopień utlenienia

3. Pierwiastek obniża stopień utlenienia przyjmując elektrony, a zwiększa stopień utlenienia oddając elektrony. Dopisujemy odpowiednią ilość elektronów po lewej stronie w procesie redukcji, a po prawej stronie w procesie utlenienia

4. Uzgadniamy ładunki po lewej i po prawej stronie dopisując jony H₃O⁺ /H⁺ lub jony OH^-, To jakich jonów możemy użyć zależy od środowiska:
   - środowisko kwaśne => H₃O⁺/H⁺
   - środowisko obojętne => H₃O⁺/H⁺ lub OH^- (staramy się użyć takiego jonu, aby po lewej stronie dopisać H₂O)
   - środowisko zasadowe => OH^-

5. Sprawdzamy czy ilości atomów są takie same po lewej i po prawej stronie. Jeśli nie zgadza się ilość atomów tlenu i wodoru dopisujemy cząsteczki wody w odpowiedniej ilości po lewej lub prawej stronie.

6. Jeżeli ilości elektronów biorących udział w utlenianiu i redukcji są różne, to mnożymy równania przez odpowiednie liczby, tak aby ilość elektronów w utlenianiu i redukcji była identyczna.
   
   
7. Dodajemy stronami równanie utleniania i redukcji, a następnie porządkujemy substancje, tak aby znajdowały się po odpowiedniej stronie równania.