Karbonsavak: fizikai tulajdonságok. Karboxilsavak sói

Gyakorlatilag minden ház ecetet tartalmaz. És a legtöbb ember tudja, hogy az alapja az ecetsav. De mi a vegyi szempontból? Milyen egyéb szerves vegyületei vannak ebben a sorozatban, és ezek jellemzői? Próbáljuk megérteni ezt a problémát és tanulmányozni a korlátozó monobázisos karbonsavakat. Ráadásul a mindennapi életben nem csak ecetsav, de mások is használatosak, és ezeknek a savaknak a származékai rendszerint gyakoriak minden otthonban.

Karbonsavak osztály: általános jellemző

A kémiai tudomány szempontjából a vegyületek ebbe az osztályba tartoznak oxigéntartalmú molekulák, amelyeknek speciális atomcsoportja van - egy karboxilcsoport. Formája -COOH. Így az általános képlet, amely szerint valamennyi korlátozó egybázisú karbonsav a következő: R-COOH, ahol R jelentése radikális részecske, amely tetszőleges számú szénatomot tartalmazhat.

Eszerint a vegyületek ebbe a csoportjába való meghatározást adhatjuk meg. A karbonsavak olyan szerves oxigéntartalmú molekulák, amelyek egy vagy több funkciós csoportot tartalmaznak -COOH-karboxilcsoportként.

Az a tény, hogy ezek az anyagok kifejezetten savakhoz tartoznak, a karboxilben lévő hidrogénatom mobilitásával magyarázható. Az elektronsűrűség egyenlőtlenül oszlik el, mivel az oxigén a csoport legelektronegatívabb csoportja. Ebből az OH kötés erősen polarizált, és a hidrogénatom rendkívül kiszolgáltatottá válik. Könnyedén elszakad, kémiai kölcsönhatásokba lép. Ezért a megfelelő mutatókban lévő savak hasonló reakciót adnak:

• Fenolftalein - színtelen;
• Litmus - piros;
• Univerzális - piros;
• Metil narancs - piros és mások.

A hidrogénatom miatt a karbonsavak oxidáló tulajdonságokkal rendelkeznek. Ugyanakkor más atomok jelenléte lehetővé teszi számukra, hogy visszanyerjék, részt vegyenek számos más kölcsönhatásban.

besorolás

Lehetőség van megkülönböztetni számos alapvető jellemzőt, amelyek révén a karbonsavak csoportokba sorolhatók. Ezek közül az első a radikális természet. Ennek a tényezőnek a következő tényezők vannak kiemelve:

• Aliciklikus savak. Példa: cinikus.
• Aromás. Példa: benzoesav.
• Alifás csoport. Példa: ecetsav, akril, oxálsav és mások.
• Heterocyclic. Példa: nikotin.

Ha egy molekula kötéseiről beszélünk, két savcsoportot is megkülönböztethetünk:

• Korlátozás - az összes kapcsolat csak egyetlen;
• Korlátlan - rendelkezésre álló kettős, egy vagy több.

A funkcionális csoportok száma is a besorolás jele lehet. Így megkülönböztethetők a következő kategóriák.

1. Monobázisos - csak egy -COOH-csoport. Példa: hangyasav, sztearinsav, bután, valerian és mások.
2. Dibasic - két, -COOH csoport. Példa: oxálsav, malonova és mások.
3. Polybasic - citrom, tejsavas és mások.

Továbbá ebben a cikkben csak az alifás sorozat korlátozó monobázisos karbonsavjait tárgyaljuk.

A felfedezés története

A borkészítés az ókortól kezdve virágzott. És mint tudják, az egyik terméke az ecetsav. Ezért a vegyületek ebbe a csoportjába tartozó hírnév története gyökerei Robert Boyle és Johann Glauber napjai óta. Azonban ezeknek a molekuláknak a kémiai természete hosszú ideig nem tisztázott.

Hosszú időn át domináltak a vitalisták nézetei, amelyek megtagadták a szerves anyagok képződésének lehetőségét élőlények nélkül. De már 1670-ben D. Ray sikerült elérnie az első reprezentatív - metán vagy hangyasav. Ezt úgy csinálta, hogy meleg milánsz lombikban melegítette.

Berzelius és Kolbe tudósainak későbbi munkái azt mutatták, hogy ezek a vegyületek szervetlen anyagokból (faszén desztillációjával) szintetizálhatók. Ennek eredményeként ecetsavat kaptunk. Így tanulmányozták a karbonsavakat (fizikai tulajdonságok, struktúra), és megkezdődött az alifás vegyületek összes többi képviselőjének felfedezése.

Fizikai tulajdonságok

Ma minden képviselőjüket részletesen tanulmányozták. Mindegyikhez minden paraméterre jellemző, beleértve az iparban való alkalmazást és a természetben való felfedezést. Figyelembe fogjuk venni, hogy mi a karbonsavak, a fizikai tulajdonságaik és más paraméterek.

Tehát különbözõ alapvetõ jellemzõ paramétereket különböztethetünk meg.

1. Ha a láncban lévő szénatomok száma nem haladja meg az öt, akkor ez egy szagtalan, mozgó és illékony folyadék. Öt - nehéz olajos anyagok felett, még több - szilárd, paraffinos.
2. Az első két képviselő sűrűsége meghaladja az egyet. A többiek könnyebbek, mint a víz.
3. Forráspont: minél nagyobb a lánc, annál nagyobb az érték. Minél elágazóbb szerkezet, annál alacsonyabb.
4. Olvadáspont: a láncban lévő szénatomok számától függ. Sötétben magasabb, a furcsaak alacsonyabbak.
5. Vízben nagyon jól oldódnak.
6. Ezek képesek erős hidrogénkötéseket kialakítani.

Az ilyen jellegzetességeket a szerkezet szimmetriájával magyarázzák, és így a kristályrács szerkezetét, annak erejét. Minél egyszerűbb és strukturált molekulák, annál magasabbak a karbonsavak által adott értékek. Ezeknek a vegyületeknek a fizikai tulajdonságai lehetővé teszik számunkra, hogy meghatározzuk az iparágban használt területeket és módszereket.

Kémiai tulajdonságok

Amint már fent említettük, ezek a savak különböző tulajdonságokkal rendelkezhetnek. A részvételükkel kapcsolatos reakciók fontosak számos vegyület ipari szintéziséhez. Jelöljük azokat a legfontosabb kémiai tulajdonságokat, amelyeket egy monobázisos karbonsav mutathat.

1. Disszociáció: R-COOH = RCOO- + H ⁺ .
   
2. Savas tulajdonságokkal rendelkezik, vagyis bázikus oxidokkal, valamint hidroxidjaival kölcsönhatásba lép. Az egyszerű fémekkel kölcsönhatásba lépnek egy szabványos rendszer szerint (azaz csak azokkal, amelyek a hidrogén előtt egy sor feszültség alatt állnak).
3. Erõsebb savakkal (szervetlen) bázisként viselkedik.
4. Képes visszanyerni az elsődleges alkoholt.
5. Különleges reakció az észterezés. Ez az alkoholokkal való kölcsönhatás komplex termék - éter előállítása céljából.
6. A dekarboxilezési reakció, vagyis a széndioxid molekula vegyületének hasítása.
7. Képes kapcsolódni az olyan elemek halogénjeihez, mint a foszfor és a kén.

Nyilvánvaló, hogy hány oldala a karbonsavak. A fizikai tulajdonságok, mint a vegyi anyagok, meglehetősen változatosak. Ezenkívül azt kell mondani, hogy általában savakkal szembeni szilárdságuk miatt az összes szerves molekula elégtelen ahhoz képest, hogy szervetlen vegyületek. Megoszlási állandóik nem haladják meg a 4.8-et.

A megszerzés módszerei

Számos alapvető mód van a korlátozó karbonsavak megszerzésére.

1. A laboratóriumban ezt oxidációval végezzük:

• alkoholok;
• aldehidek;
• alkyne;
• LAB;
• Alkének megsemmisítése.

2. Hidrolízis:

• észterek;
• nitritek;
• amidok;
• trigalogenalkanov.

3. Dekarboxilezés - a CO ₂ -molekula eltávolítása.

4. Az iparágban a szintézist úgy hajtják végre, hogy a láncban nagyszámú szénatomot tartalmazó szénhidrogéneket oxidálnak. Az eljárást több lépcsőben hajtják végre, számos melléktermék felszabadításával.

5. Egyes természetes savak (hangyas, ecetsav, olajos, valerian és mások) természetes összetevőket alkalmazva speciális módszerekkel állítják elő.

A korlátozó karbonsavak bázikus vegyületei: sók

A karbonsavak sói fontos vegyületek az iparban. Ezeket az utóbbiak kölcsönhatásának eredményeképpen kapják meg:

• fémek;
• Alapoxidok;
• Amfoter-oxidok ;
• lúgok;
• Amfoter-hidroxidok.

Különösen fontosak azok közül, amelyek alkálifémek, nátrium- és káliumtartalmak és magasabb határok között korlátozottak - palmitinsav, sztearinsav. Végül is az ilyen kölcsönhatás termékei szappanok, folyékonyak és szilárdak.

szappan

Tehát, ha hasonló reakciókról beszélünk: 2C 17H _35- COOH + 2Na = 2C 17H 35COONa + H2,

Ezután a kapott termék - a nátrium-sztearát - természetesen egy szokásos mosodai mosószer.

Ha a savat palmitinsavval és a fém káliummal helyettesíti, palmitát káliumot, folyékony szappant kap a kézmosáshoz. Ezért bizalommal állapítható meg, hogy a karbonsavak sói valójában fontos szerves természetű vegyületek. Ipari termelésük és felhasználásuk egyszerűen csak óriási méretű. Ha el tudod képzelni, mennyi szappant hordoz minden ember a Földön, akkor könnyű elképzelni ezeket a mérleget.

Karbonsavak észterei

A vegyületek speciális csoportja, amely helyet kapott a szerves anyagok osztályozásában. Ez az észterek osztálya . A karbonsavak alkohollal történő reakciója során keletkeznek. Az ilyen kölcsönhatások neve az észterezési reakció. Az általános nézetet az alábbi egyenlet ábrázolja:

R ^, -COOH + R "-OH = R ^, -COOR" + H20.

A két gyökös termék észter. Nyilvánvalóan a reakció eredményeként a karbonsav, az alkohol, az észter és a víz jelentős változásokon ment keresztül. Tehát a sav molekulájából származó hidrogén kationos formában megy, és egy hidroxicsoporttal találkozik, az alkohollal lebontva. Ennek eredményeképpen vízmolekula képződik. A savból visszamaradt csoportosítás egy alkoholhoz kapcsolódik, amely észter molekulát képez.

Mi olyan fontos ezekkel a reakciókkal kapcsolatban, és mi a termékeik ipari jelentősége? Az a helyzet, hogy az észtereket használják, mint például:

• Élelmiszer adalékanyagok;
• Aromás adalékok;
• Illatkomponens;
• oldószerek;
• Lakkok, festékek, műanyagok alkatrészei;
• Gyógyszerek és így tovább.

Nyilvánvaló, hogy a felhasználás területei elég szélesek ahhoz, hogy igazolják az ipari termelés mennyiségét.

Etánsav (ecetsav)

Ez az alifás sorozat végső monobázisos karbonsavja, amely az egyik legáltalánosabb termelési szempontból az egész világon. Képlete CH3COOH. Ez a prevalencia a tulajdonságainak köszönhető. Végtére is, a felhasználási területek rendkívül szélesek.

1. Ez egy élelmiszer-adalék az E-260 kód alatt.
2. Az élelmiszeriparban használják a megőrzésre.
3. A gyógyszereket a gyógyszer szintézisére használják.
4. Illatanyagokat tartalmazó komponensek komponense.
5. Oldószerben.
6. Résztvevõ a nyomda, festõszövetekben.
7. A szükséges összetevő számos anyag kémiai szintézisének reakciójában.

A mindennapi életben a 80 százalékos megoldást ecetsavnak nevezik, és ha 15% -ra hígítjuk, akkor csak ecetet kapunk. A tiszta, 100% -os savat glaciális ecetsavnak nevezzük.

Hangyasav

Az első és legegyszerűbb képviselője ennek az osztálynak. A képlet az UNSO. Az E-236 kód alá tartozó élelmiszer-adalékanyag is. Természeti forrása:

• Hangyák és méhek;
• csalán;
• tűk;
• gyümölcs.

Főbb felhasználási területek:

• Állati takarmány megőrzésére és előkészítésére;
• Paraziták kezelésére használják;
• Festőszövetekhez, maratási alkatrészek;
• Oldószerként;
• fehérítőt;
• Az orvostudományban - az eszközök és berendezések fertőtlenítésére;
• A szénmonoxid megszerzése a laboratóriumban.

Szintén a műtét során ezen sav oldatait használják antiszeptikus szerekként.