- recall the reactions (reagents and conditions) by which aldehydes and ketones can be produced: (a) the oxidation of primary alcohols using acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ or acidified $\text{KMnO}_4$ and distillation to produce aldehydes (b) the oxidation of secondary alcohols using acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ or acidified $\text{KMnO}_4$ and distillation to produce ketones
- describe: (a) the reduction of aldehydes and ketones using $\text{NaBH}_4$ or $\text{LiAlH}_4$ to produce alcohols (b) the reaction of aldehydes and ketones with $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ as catalyst, and heat to produce hydroxynitriles as exemplified by ethanal and propanone
- describe the mechanism of the nucleophilic addition reactions of hydrogen cyanide with aldehydes and ketones in 17.1.2(b)
- describe the use of 2,4-dinitrophenylhydrazine (2,4-DNPH reagent) to detect the presence of carbonyl compounds
- deduce the nature (aldehyde or ketone) of an unknown carbonyl compound from the results of simple tests (Fehling's and Tollens' reagents; ease of oxidation)
- deduce the presence of a $\text{CH}_3\text{CO}-$ group in an aldehyde or ketone, $\text{CH}_3\text{CO}-\text{R}$, from its reaction with alkaline $\text{I}_2(\text{aq})$ to form a yellow precipitate of tri-iodomethane and an ion, $\text{RCO}_2^-$
Carbonyl compounds
A-Level Chemistry · A-Level 화학 · Topic 17 · 주제 17
8:03
카보닐 화합물
네일 폴리시 리무버 병을 열면 날카로운 냄새가 납니다. 그 냄새는 아세톤입니다. 우리 몸은 매일 조금씩 이를 생성합니다. 모든 것이 한 작은 그룹에서 나옵니다…
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17.1
Aldehydes and ketones · 알데하이드와 케톤
Syllabus
Source: Cambridge International syllabus · 출처: Cambridge International syllabus
Aldehydes and ketones are carbonyl compounds 羰基化合物 — they contain the C=O carbonyl 羰基 group.
- in an aldehyde 醛 the carbonyl carbon is on the end of the chain (it also carries an H), written $\text{–CHO}$.
- in a ketone 酮 the carbonyl carbon is in the middle, between two other carbons.
Making aldehydes and ketones
Both are made by the oxidation 氧化 of an alcohol 醇 with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ or $\text{KMnO}_4$:
- a primary alcohol, with distillation 蒸馏, gives an aldehyde.
- a secondary alcohol gives a ketone.
Reactions
- reduction 还原 with $\text{NaBH}_4$ or $\text{LiAlH}_4$ turns a carbonyl compound back into an alcohol (an aldehyde gives a primary alcohol; a ketone gives a secondary alcohol).
- reaction with hydrogen cyanide 氰化氢 ($\text{HCN}$), with $\text{KCN}$ as catalyst and heat, adds $\text{H}$ and $\text{CN}$ across the C=O to make a hydroxynitrile 羟基腈. This adds one carbon to the chain.
The mechanism: nucleophilic addition
The reaction with $\text{HCN}$ is a nucleophilic addition 亲核加成. The carbonyl carbon is slightly positive (oxygen pulls the electrons away). So:
- the $\text{CN}^-$ ion (a nucleophile) attacks the slightly positive carbon.
- this breaks the C=O double bond, leaving a negative oxygen ($\text{O}^-$).
- the $\text{O}^-$ takes an $\text{H}^+$ (from $\text{HCN}$) to finish the hydroxynitrile.
알데하이드와 케톤은 카보닐 화합물입니다 — 그들은 C=O 카보닐 기를 포함합니다.
- 알데하이드에서 카보닐 탄소는 사슬의 끝에 위치합니다(또한 H도 가지고 있음), 이는 $\text{–CHO}$로 쓰입니다.
- 케톤에서 카보닐 탄소는 중간에 위치하며 두 개의 다른 탄소 사이에 있습니다.


알데하이드와 케톤 제조
둘 다 산화된 $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ 또는 $\text{KMnO}_4$로 알코올을 산화하여 제조됩니다:
- 일차 알코올을 증류하면 알데하이드를 얻습니다.
- 이차 알코올은 케톤을 얻습니다.
반응
- $\text{NaBH}_4$ 또는 $\text{LiAlH}_4$로 환원하면 카보닐 화합물이 다시 알코올로 돌아갑니다(알데하이드는 일차 알코올을, 케톤은 이차 알코올을 생성함).
- 황화수소산 ($\text{HCN}$)과의 반응에서, $\text{KCN}$을 촉매로 하고 열을 가하면 C=O에 across $\text{H}$과 $\text{CN}$가 추가되어 하이드록시니트릴을 만듭니다. 이로 인해 사슬에 탄소 하나가 추가됩니다.
기전: 핵종유기 첨가 반응
$\text{HCN}$과의 반응은 핵종유기 첨가 반응입니다. 카보닐 탄소는 약간 양전하를 띱니다(산소가 전자를 끌어당기기 때문). 따라서:
- $\text{CN}^-$ 이온(핵종유기체)이 약간 양전하를 띤 탄소를 공격합니다.
- 이로 인해 C=O 이중결합이 끊겨 음전하를 띤 산소($\text{O}^-$)가 남습니다.
- $\text{O}^-$이 $\text{H}^+$($\text{HCN}$으로부터)을 받아 하이드록시니트릴을 완성합니다.

Carbonyl compound lab · 카보닐 화합물 실험실
Sort carbonyl reactions by what they reveal. · 카보닐 반응을 나타내는 것을 기준으로 분류하십시오.
| English | 한국어 |
|---|---|
| aldehyde/ˈældɪhaɪd/ | 알데히드 |
| ketone/ˈketəʊn/ | 케톤 |
| oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ | 산화 |
| alcohol/ˈælkəhɒl/ | 알코올 |
| distillation/dɪstɪˈleɪʃn/ | 증류 |
| reduction/rɪˈdʌkʃn/ | 환원 |
| hydrogen cyanide/ˈhaɪdrədʒn ˈsaɪənaɪd/ | 황산수소나트륨 |
| hydroxynitrile/haɪˈdrɒksɪnaɪtraɪl/ | 하이드록시기트릴 |
| nucleophilic addition/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ | 핵친핵성 첨가 |
| Fehling's reagent/ˈfeɪlɪŋz rɪˈeɪdʒənt/ | 페링 시약 |
| Tollens' reagent/ˈtəʊlənz rɪˈeɪdʒənt/ | 톨렌스 시약 |
| tri-iodomethane/traɪ ˈaɪədəʊmθeɪn/ | .size=tri-iodomethane.size |
17.1
Tests for carbonyl compounds · 카보닐 화합물 검출
Detecting any carbonyl
Add 2,4-DNPH reagent (2,4-dinitrophenylhydrazine). An orange precipitate confirms that the compound is an aldehyde or a ketone.
Telling an aldehyde from a ketone
Aldehydes are easily oxidised to carboxylic acids, but ketones are not. Two tests use this difference:
| Test | Aldehyde | Ketone |
|---|---|---|
| Fehling's reagent 斐林试剂 (blue solution) | turns to a brick-red precipitate | no change |
| Tollens' reagent 托伦试剂 (colourless) | gives a silver mirror | no change |
The iodoform test
If the compound has the $\text{CH}_3\text{CO}-$ group, warming it with alkaline aqueous iodine gives a pale yellow precipitate of tri-iodomethane 三碘甲烷 ($\text{CHI}_3$) and the ion $\text{RCO}_2^-$.
Worked example. A liquid gives an orange precipitate with 2,4-DNPH, gives no silver mirror with Tollens' reagent, and gives a yellow precipitate with alkaline aqueous iodine. Identify it. Take the tests one at a time, using each for exactly what it proves. The orange precipitate with 2,4-DNPH proves a carbonyl group is present - an aldehyde or a ketone, nothing else. No silver mirror with Tollens' rules out an aldehyde, so it must be a ketone. The yellow precipitate in the iodoform test proves a $\text{CH}_3\text{CO}-$ group next to the carbonyl. The simplest compound satisfying all three is propanone, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$. Keep the roles straight: 2,4-DNPH finds any carbonyl, Tollens' separates aldehyde from ketone, and iodoform detects the methyl group beside the C=O.
모든 카보닐 검출
2,4-DNPH 시약(2,4-디니트로페닐히드라진)을 추가하십시오. 주황색 침전이 형성되면 해당 화합물이 알데하이드 또는 케톤임을 확인합니다.
알데하이드와 케톤 구별
알데하이드는 쉽게 카복실산으로 산화되지만, 케톤은 산화되지 않습니다. 이 차이를 이용하는 두 가지 시험이 있습니다:
| 시험 | 알데하이드 | 케톤 |
|---|---|---|
| 펠링 시약 (청색 용액) | 벽돌색 침전으로 변함 | 변화 없음 |
| 톨렌 시약 (무색) | 은거울 형성 | 변화 없음 |


요오포름 테스트
화합물에 $\text{CH}_3\text{CO}-$ 기가 있다면, 알칼리성 수용성 요오딘과 함께 가열했을 때 연한 노란색 요오도포름 ($\text{CHI}_3$) 침전과 이온 $\text{RCO}_2^-$이 생성됩니다.
**해설 예제.**某液体는 2,4-DNPH와 반응하여 주황색 침전물을 형성하고, 톨렌스 시약으로 은거울 현상을 나타내지 않으며, 알칼리성 수용액의 요오드와 반응하여 노란색 침전물을 형성합니다. 이를 식별하십시오. 각 검사가 증명하는 것을 정확히 사용하여 하나씩 테스트를 진행하십시오. 2,4-DNPH와의 주황색 침전물은 카보닐 그룹이 존재함을 증명합니다 - 알데하이드 또는 케톤, 그 외에는 없습니다. 톨렌스로 은거울 현상 없음은 알데하이드를 배제하므로, 이 물질은 케톤입니다. 요도포름 시험에서 노란색 침전물은 카보닐 옆에 $\text{CH}_3\text{CO}-$ 그룹이 있음을 증명합니다. 세 가지 조건을 모두 만족하는 가장 간단한 화합물은 프로판온, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$입니다. 역할을 명확히 유지하십시오: 2,4-DNPH는 모든 카보닐을 찾아내며, 톨렌스는 알데하이드와 케톤을 구분하고, 요도포름은 C=O 옆의 메틸 그룹을 감지합니다.
Carbonyl test lab · 카보닐 시험실
Match observations to aldehydes and ketones. · 관찰 결과를 알데하이드와 케톤에 매칭하세요.
| English | 한국어 |
|---|---|
| carbonyl compound/ˈkɑːbənaɪl ˈkɒmpaʊnd/ | 카보닐 화합물 |
| carbonyl/ˈkɑːbənaɪl/ | 카르보닐 |
17.1
Exam tips · 시험 팁
- 2,4-DNPH gives an orange precipitate with any carbonyl — it tests for $\text{C}=\text{O}$.
- Tollens' (silver mirror) and Fehling's (brick-red) are positive for aldehydes only — this is how you tell aldehydes from ketones.
- Nucleophilic addition of HCN adds one carbon (→ hydroxynitrile); show the curly arrows.
- The iodoform (tri-iodomethane) test is positive for $\text{CH}_3\text{CO}-$ groups.
- 2,4-DNPH는 모든 카보닐과 주황색 침전물을 형성합니다 - 이는 $\text{C}=\text{O}$ 검사를 위한 것입니다.
- 톨렌스(은거울) 및 **페링(벽돌색)**은 알데하이드만 양성을 보입니다 - 이것이 알데하이드와 케톤을 구분하는 방법입니다.
- HCN의 핵친화적 가로는 탄소 하나를 추가함 (→ 하이드록시니트릴); 곡선 화살표를 표시하십시오.
- 요도포름(.size-iodomethane) 시험은 $\text{CH}_3\text{CO}-$ 그룹에 대해 양성을 보입니다.
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