フェーリング反応の覚え方と反応式の作り方がスッキリわかる！

こんにちは。

銀鏡反応とフェーリング反応はアルデヒドの検出反応として非常に有名です。

以前、銀鏡反応についてお話ししましたが、

銀鏡反応の構造決定の使い方と反応式の作り方まとめ

今回アルデヒドの還元性を検出する反応として、もう１つの反応『フェーリング反応』についてお話しします。

このフェーリング反応ももちろん、アルデヒドの検出反応としてよく使われます。

銀鏡反応とほとんど同じように
使いますが、
若干フェーリング反応と銀鏡反応は
違う部分があります。
実際にこの違いを知っておかないと、
ミスってしまう問題もあります。

なので、今日この場で、
「フェーリング反応は何きても大丈夫！」
って言えるようにしましょう！

フェーリング反応のメカニズム

まずフェーリング反応は
その材料を覚えてしまえば
良いのです。

フェーリング反応の材料は、
３つあります。

銀鏡反応のときのように、
それぞれに役割があります。

では、その３つとは、
酒石酸ナトリウムカリウム、
CuSO₄
NaOH
です。

このフェーリング反応の基本と言うのは、
還元剤であるアルデヒドと
（＝酸化されやすい）
Cu²⁺の酸化還元反応である。

CuSO₄のCu²⁺
とNaOH由来のOH^–が反応して、
Cu₂Oの沈殿が出来る
反応です。

この出来たCu₂Oの赤褐色で、
「あ、アルデヒドができたんだな！」
と考えられます。

このOH^–は、
NaOH由来のものです。

酒石酸ナトリウムカリウムの役割は？

ちなみに画像は酒石酸です。

酒石酸は、ご覧の通り、
ヒドロキシ酸
（ヒドロキシ基を持つカルボン酸）
で、

代表的なヒドロキシ酸です。
このカルボン酸の酸の部分の、

H⁺の部分が、
Na⁺とK⁺に
なっているのが、
酒石酸ナトリウムカリウムです。

この酒石酸ナトリウムカリウムが
なぜ必要なのか？という理由を明らかにして行きます！

酒石酸ナトリウムカリウムが
必要な理由は、もしかしたらちゃんと無機を
勉強している人なら気付いているかも？
というか、

「ん？このままで大丈夫？」
という異変に気付いたと思います。

それは、銅+OH^–
と言う組み合わせです。

ほとんどの金属は、
OH^–とのイオンの組み合わせで
沈殿になります。

今回も、
Cu(OH)₂の青白色沈殿
が出来ます。

落ちこぼれ受験生のしょうご

え、アルデヒドと反応するの、
Cu²⁺だから、
反応しなくなるんじゃ、、

それを防ぐのが、
酒石酸ナトリウムカリウム
なんですよ。

酒石酸ナトリウムカリウムが、
錯イオン状態に保つ事が
出来るのです！

このメカニズムは、
高校ではお話ししきれませんが、
酒石酸ナトリウムカリウムは、

銅の沈殿を錯イオンに変える

という役割をしていると
思っておいてください！

フェーリング反応の反応式の作り方

フェーリング反応の反応式は、
アルデヒドの還元性を利用している
ものなので、
『酸化還元反応』です。

(還元剤)RCHO+H₂O→RCOOH+2H⁺+2e^–
(酸化剤)2Cu²⁺+2OH^–+2e^–→Cu₂O+H₂O

Cuの酸化数を見ると
最初+2だったのが、
反応後+1に変わっています。

やっぱり還元されているわけです。

アルデヒドじゃないのにフェーリング反応陽性

なんとアルデヒドじゃないのに、
面倒な事に、フェーリング反応陽性
な有機物があります。

でも、その構造式を見たら、
一瞬で納得できるので、
百聞は一見にしかず！
ご覧下さい！

確かに！！！
そう、アルデヒド基もこっそりこいつは、
もっているんですよ！

だからフェーリング反応もします。

ベンズアルデヒドは例外！

f
実は、ベンズアルデヒドは、
銀鏡反応は示すが、
フェーリング反応は示しにくいです。
（※フェーリング反応しないと覚えて構いません）

ベンズアルデヒドに限らず、
『芳香族＋アルデヒド』は、
反応が起りません。

なぜかというと、
ベンゼン環は、共鳴していて、

この共鳴の電子が、
アルデヒドのカルボニル基の
>C=Oの電荷の偏りに
流れ込むからです。
アルデヒドが還元性
＝アルデヒドが酸化される
＝アルデヒドのC-HにOが割り込める！

という構図です。
カルボニル基の電荷の偏りが小さくなると、
このアルデヒドのC-Hの間に
Oが割り込みやすさが弱くなるのです。

まずアルデヒドには、
このようにカルボニル基があります。

なので、普段は、
Hから電子を奪っていて、
C-Hの結合が切れかけています。

なので、

C-Hの間に-O-が割り込みやすいんです！
でも、
ベンゼン環についている
アルデヒドは、ベンゼンから
電子を受け取ります。

すると、Cの電荷の偏りδ+が
小さくなります。

このため、ベンゼン環に
直接くっついているアルデヒドは、
還元性が弱くて、
フェーリング反応は起りにくいです。

銀鏡反応は？

これはイオン化傾向を見ると、
わかりますが、

イオン化傾向が大きいほど、
e^–を投げやすい、
つまり還元性が強いわけです。

ということは、
イオン化傾向が小さいと言う事は、
酸化力が大きいと言う事になります。

イオン化傾向的に言うと、
CuよりAgの方が、
小さいです。

つまり、銀は酸化力があるので、
ベンズアルデヒドであっても
銀鏡反応を示します。
ちなみに、
以前新潟大学で、

「ベンズアルデヒドを検出するための
手順をこたえよ！」
と言う問題が出ました。

このとき

落ちこぼれ受験生のしょうご

あ、アルデヒドだから、
フェーリング反応だな！

いかがでしたか？
今日はフェーリング反応について、
キッチリ学んでいただきました。