Осуществите превращения CH3OH->HCOH->HCOOH->HCOH->CO2

Рассмотрим поэтапно превращения, начиная с метанола (CH₃OH) и заканчивая диоксидом углерода (CO₂). Указанные соединения:

1. CH₃OH — метанол

2. HCHO — формальдегид (альдегидная форма; формула HCOH — сокращённая запись, чаще обозначают как HCHO)

3. HCOOH — муравьиная кислота

4. HCHO — снова формальдегид

5. CO₂ — углекислый газ

Теперь разберём, какие химические превращения нужно провести:

1. CH₃OH → HCHO

Это реакция окисления метанола.
Метанол окисляется до формальдегида при помощи мягкого окислителя.
Например:

CH₃OH + [O] → HCHO + H₂O

В лабораторных условиях можно использовать, например, медную проволоку, нагретую до 300°C (реакция с участием Cu и O₂, или Ag в присутствии O₂). Метанол пропускают над катализатором при нагревании.

2. HCHO → HCOOH

Это также окисление, но на следующую ступень — из альдегида в карбоновую кислоту.
Формальдегид окисляется до муравьиной кислоты:

HCHO + [O] → HCOOH

Окислителями могут быть:

• Перманганат калия (KMnO₄)

• Дихромат калия (K₂Cr₂O₇) в кислой среде

• Концентрированная азотная кислота (HNO₃)

3. HCOOH → HCHO

Это восстановление муравьиной кислоты обратно до формальдегида.
Для этого нужно применить мягкий восстановитель, чтобы не довести до метанола.

Возможные способы:

• Электролитическое восстановление

• Реакция с металлическим цинком в кислой среде

• Каталитическое восстановление (например, с использованием палладия на угле — Pd/C)

Пример общей реакции:

HCOOH + [H] → HCHO + H₂O

4. HCHO → CO₂

Это глубокое окисление формальдегида до углекислого газа.
Происходит при сжигании или действии сильных окислителей.

Например:

HCHO + O₂ → CO₂ + H₂O

В лаборатории можно использовать тот же перманганат или дихромат, только в избытке и при нагревании. В условиях горения HCHO полностью окисляется до CO₂ и H₂O.

Итоговая схема превращений:

CH₃OH
↓ (окисление)
HCHO
↓ (окисление)
HCOOH
↓ (восстановление)
HCHO
↓ (окисление до конца)
CO₂

Таким образом, все превращения логичны и возможны с применением известных лабораторных реактивов.