http://poradumo.pp.ua

Online Журнал-Світ порад.
Головна сторінка
» » Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

Практично у всіх вдома є оцет. І більшість людей знають, що його основу становить оцтова кислота. Але що вона являє собою з хімічної точки зору? Які ще органічні сполуки цього ряду існують і які його характеристики? Спробуємо розібратися в цьому питанні і вивчити граничні одноосновные карбонові кислоти. Тим більше що в побуті застосовується не тільки оцтова, але і деякі інші, а вже похідні цих кислот взагалі часті гості в кожному будинку.

Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

Клас карбонових кислот: загальна характеристика

З точки зору науки хімії, до даного класу сполук відносять кисневмісні молекули, які мають особливу угруповання атомів - карбоксильную функціональну групу. Вона має вигляд-СООН. Таким чином, загальна формула, яку мають усі граничні одноосновные карбонові кислоти, виглядає так: R-COOH, де R - це частинка-радикал, яка може включати будь-яку кількість атомів вуглецю.






Згідно цього, визначення даного класу сполук можна дати таке. Карбонові кислоти - це кисневмісні органічні молекули, до складу яких входить одна або кілька функціональних угруповань-СООН - карбоксильні групи.

Те, що дані речовини відносяться саме до кислот, пояснюється рухливість атома водню в карбоксиле. Електронна щільність розподіляється нерівномірно, так як кисень - найбільш електронегативний в групі. Від цього зв'язок О-Н сильно поляризується, і атом водню стає вкрай врасливою. Він легко відщеплюється, вступаючи в хімічні взаємодії. Тому кислоти у відповідних індикаторах дають подібну реакцію:






  • фенолфталеїн - безбарвний;
  • лакмус - червоний;
  • універсальний - червоний;
  • метилоранжевый - червоний та інші.

    Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

Завдяки атому водню, карбонові кислоти проявляють окисні властивості. Однак наявність інших атомів дозволяє їм відновлюватися, брати участь у багатьох інших взаємодіях.

Класифікація

Можна виділити кілька основних ознак, за якими ділять на групи карбонові кислоти. Перший з них - це природа радикала. По цьому фактору виділяють:

  • Алициклические кислоти. Приклад: хінна.
  • Ароматичні. Приклад: бензойна.
  • Аліфатичні. Приклад: оцтова, акрилова, щавлева та інші.
  • Гетероциклічні. Приклад: нікотинова.

Якщо говорити про зв'язки в молекулі, то також можна виділити дві групи кислот:

  • граничні - всі зв'язки тільки одинарні;
  • неграничні - в наявності подвійні, одна або кілька.

    Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

Також ознакою класифікації може служити кількість функціональних груп. Так, виділяють наступні категорії.

  • Одноосновные - тільки одна-СООН-група. Приклад: мурашина, стеаринова, бутанова, валеріанова та інші.
  • Двухосновные - відповідно, дві групи-СООН. Приклад: щавлева, малоновая та інші.
  • Многоосновные - лимонна, молочна та інші.
  • Далі в цій статті мова піде тільки про граничні одноосновних карбонових кислот аліфатичного ряду.

    Історія відкриття

    Виноробство процвітало з самої давнини. А, як відомо, один з його продуктів - оцтова кислота. Тому історія популярності даного класу сполук бере свої коріння ще з часів Роберта Бойля і Йоганна Глаубера. Однак при цьому хімічну природу цих молекул з'ясувати довгий час не вдавалося.




    Адже довгий час панували погляди виталистов, які заперечували можливість утворення органіки без живих істот. Але вже у 1670 році Д. Рей зумів отримати самого першого представника - метанову або мурашину кислоту. Зробив він це, нагріваючи в колбі живих мурашок.

    Пізніше роботи вчених Берцеліуса і Кольбе показали можливість синтезу цих сполук з неорганічних речовин (перегонкою деревного вугілля). В результаті була отримана оцтова. Таким чином були вивчені карбонові кислоти (фізичні властивості, будова) і покладено початок для відкриття всіх інших представників ряду аліфатичних сполук.

    Фізичні властивості

    Сьогодні детально вивчені всі їх представники. Для кожного з них можна знайти характеристику за всіма параметрами, включаючи застосування в промисловості і знаходження в природі. Ми розглянемо, що собою представляють карбонові кислоти, фізичні властивості та інші параметри.

    Отже, можна виділити кілька основних характерних параметрів.

  • Якщо число атомів вуглецю в ланцюзі не перевищує п'яти, то це різко пахнуть, рухливі і леткі рідини. Вище п'яти - важкі маслянисті речовини, ще більше - тверді, парафинообразные.
  • Щільність перших двох представників перевищує одиницю. Всі інші легше води.
  • Температура кипіння: чим більше ланцюг, тим вище показник. Чим більш розгалужена структура, тим нижче.
  • Температура плавлення: залежить від парності кількості атомів вуглецю в ланцюгу. У парних вона вище, у непарних нижче.
  • У воді розчиняються дуже добре.
  • Здатні утворювати міцні водневі зв'язки.
  • Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

    Такі особливості пояснюються симетрією будови, а значить, і будовою кристалічної решітки, її міцність. Чим більш прості та структуровані молекули, тим вище показники, які дають карбонові кислоти. Фізичні властивості даних сполук дозволяють визначати області і спобличчя використання їх у промисловості.




    Хімічні властивості

    Як ми вже позначали вище, дані кислоти можуть проявляти властивості різні. Реакції за їх участю важливі для промислового синтезу багатьох сполук. Позначимо головні хімічні властивості, які може проявляти одноосновная карбонова кислота.

  • Дисоціація: R-COOH = RCOO - + H + .
  • Проявляє кислотні властивості, тобто взаємодіє з основними оксидами, а також з їх гідроксидами. З простими металами взаємодіє за стандартною схемою (тобто тільки з тими, що стоять до водню в ряду напруг).
  • З більш сильними кислотами (неорганічні) веде себе як підстава.
  • Здатна відновлюватися до первинного спирту.
  • Особлива реакція етерифікації. Це взаємодія із спиртами, з утворенням складного продукту - ефіру.
  • Реакція декарбоксилювання, тобто відщеплення від з'єднання молекули вуглекислого газу.
  • Здатна взаємодіяти з галогенідами таких елементів, як фосфор і сірка.
  • Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

    Очевидно, наскільки багатогранні карбонові кислоти. Фізичні властивості, як і хімічні, досить різноманітні. Крім того, слід сказати, що в цілому по силі як кислоти всі органічні молекули досить слабкі за порівняно зі своїми неорганічними колегами. Їх константи дисоціації не перевищують показника 48.

    Спобличчя отримання

    Існує кілька основних способів, якими можна отримувати граничні карбонові кислоти.

    1. В лабораторії це роблять окисленням:

    • спиртів;
    • альдегідів;
    • алкіной;
    • алкілбензолів;
    • деструкцією алкенів.

    2. Гідроліз:

    • складних ефірів;
    • нітрилів;
    • амідів;
    • тригалогеналканов.

    3. Декарбоксилювання - відщеплення молекули З 2 .

    4. У промисловості синтез здійснюють окисленням вуглеводнів з великим числом атомів вуглецю в ланцюгу. Процес здійснюється в кілька стадій з виходом безлічі побічних продуктів.

    5. Деякі окремі кислоти (мурашина, оцтова, масляна, валеріанова та інші) одержують специфічними способами, використовуючи природні інгредієнти.

    Основні з'єднання граничних карбонових кислот: солі

    Солі карбонових кислот - важливі сполуки, що використовуються в промисловості. Вони утворюються в результаті взаємодії останніх з:

    • металами;
    • основними оксидами;
    • амфотерними оксидами;
    • лугами;
    • амфотерними гідроксидами.

    Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

    Особливо важливе значення серед них мають ті, що утворюються між лужними металами натрієм і калієм і вищими граничними кислот - пальмітинової, стеаринової. Адже продукти подібного взаємодії - мила, рідкі і тверді.

    Мила

    Так, якщо мова йде про подібної реакції: 2C 17 H 35 -COOH + 2Na = 2C 17 H 35 COONa + H 2 ,

    то утворюється продукт - стеарат натрію - це є по своїй природі звичайне господарське мило, що використовується для прання білизни.

    Якщо замінити кислоту на пальмітинову, а метал на калій, то вийде пальмітат калію - рідке мило для миття рук. Тому можна з упевненістю заявляти, що солі карбонових кислот - це насправді важливі сполуки органічної природи. Їх промислове виробництво і використання просто колосально у своїх масштабах. Якщо уявити, скільки мила витрачає кожна людина на Землі, то нескладно уявити і ці масштаби.

    Ефіри карбонових кислот

    Особлива група сполук, яка має своє місце в класифікації органічних речовин. Це клас складних ефірів. Утворюються вони при реакції карбонових кислот зі спиртами. Назва таких взаємодій - реакції етерифікації. Загальний вигляд можна представити рівнянням:

    R , -COOH + R-OH = R , -COOR" + H 2 O.

    Продукт з двома радикалами і є складний ефір. Очевидно, що в результаті реакції карбонова кислота, спирт, складний ефір і вода зазнали значні зміни. Так, водень від молекули кислоти йде у вигляді катіона і зустрічається з гідрокси-групою, отщепившейся від спирту. У результаті формується молекула води. Угруповання, що залишилася від кислоти, приєднує до себе радикал від спирту, утворюючи молекулу складного ефіру.

    Карбонові кислоти: фізичні властивості. Солі карбонових кислот

    Чим же так важливі ці реакції і в чому промислове значення їх продуктів? Вся справа в тому, що складні ефіри використовуються, як:

    • харчові добавки;
    • ароматичні добавки;
    • складовий компонент парфуму;
    • розчинники;
    • компоненти лаків, фарб, пластмас;
    • медикаментів та інше.

    Зрозуміло, що області їх використання досить широкі, щоб виправдати обсяги виробництва в промисловості.

    Этановая кислота (оцтова)

    Це гранична одноосновная карбонова кислота аліфатичного ряду, яка є однією з найпоширеніших за обсягами виробництва у всьому світі. Формула її - СН 3 СООН. Такий поширеності вона зобов'язана своїм властивостям. Адже області її використання вкрай широкі.

  • Вона є харчовою добавкою під кодом Е-260.
  • Використовується в харчовій промисловості для консервації.
  • Застосовується в медицині для синтезу лікарських засобів.
  • Компонент при отриманні запашних сполук.
  • Розчинник.
  • Учасник процесу друкарства, фарбування тканин.
  • Необхідний компонент у реакціях хімічних синтезів безлічі речовин.
  • У побуті її 80-процентний розчин прийнято називати оцтовою есенцією, а якщо розбавити його до 15%, то вийде просто оцет. Чиста 100% кислота називається крижаної оцтової.

    Мурашина кислота

    Найперший і найпростіший представник цього класу. Формула - НСООН. Також є харчовою добавкою під кодом Е-236. Її природні джерела:

    • мурахи і бджоли;
    • кропива;
    • хвоя;
    • фрукти.

    Основні області використання:

    • для консервації та підготовки тваринного корму;
    • застосовується для боротьби з паразитами;
    • для фарбування тканин, протруєння деталей;
    • як розчинник;
    • відбілювач;
    • в медицині - для дезинфекції приладів і обладнання;
    • для отримання монооксиду вуглецю в лабораторії.

    Також в хірургії розчини даної кислоти використовують як антисептичні засоби.

    of your page -->

    Популярні поради

    загрузка...