|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Глава 11. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Карбоновые кислоты – соединения, содержащие в молекуле одну или несколько карбоксильных групп
Атом углерода карбоксильной группы находится в состоянии sp2 –гибридизации, три σ -связи образуют угол 120о. В силу большей электроотрицательности кислорода электронная плотность π -связи смещена в сторону кислорода, и на атоме углерода образуется частичный положительный заряд. Классификация карбоновых кислот: - по природе радикала (предельные CnH2n+1COOH, непредельные, ароматические); - по основности (одноосновные, двухосновные, многоосновные). Физические свойства: Первые три члена гомологического ряда, включая пропионовую кислоту, - жидкости, имеющие резкий запах, хорошо растворимые в воде. Следующие гомологи, начиная с масляной кислоты, - так же жидкости, обладающие резким неприятным запахом, но плохо растворимые в воде. Высшие кислоты, с числом атомов углерода 10 и более, представляют собой твердые вещества без запаха, не растворимые в воде. 11.1. Получение карбоновых кислот Окисление предельных углеводородов, спиртов и альдегидов [О] C2H5OH 2. Окисление алкенов Окисление алкенов сильными окислителями, например, кипящим раствором перманганата калия в кислой среде приводит к разрыву двойной связи и образованию кислот различного строения.
Окисление алкинов Алкины легко окисляются, при этом происходит расщепление тройной связи CH3-CH2-C≡ CH При неполном окислении ацетилена образуется щавелевая кислота HC ≡ CH Окисление гомологов бензола 5C6H5C2H5 + 12KMnO4 + 18H2SO4 5C6H5COOH + 5CO2 + 12MnSO4 + 28H2O + 6K2SO4 Синтез Гриньяра RMgBr + CO2
6. Гидролиз производных карбоновых кислот а) гидролиз ангидридов кислот (RCO)2O + H2O б)гидролиз галогенангидридов кислот R-CO-Cl + H2O в) гидролиз амидов кислот R-CO-NH2 + H2O R-COONH4 + HCl г) гидролиз гемтригалогенидов CH3CHCl3 + 4 KOH 11.2. Химические свойства карбоновых кислот
1. Растворимые кислоты диссоциируют в воде: RCOOH = RCOO- + H+ Благодаря наличию в воде иона Н+ они имеют кислый вкус, способны изменять окраску индикаторов и проводить электрический ток. В водном растворе эти кислоты – слабые электролиты. Карбоновые кислоты (особенно растворимые в воде) обладают всеми свойствами неорганических кислот. Они взаимодействуют с активными металлами, основными оксидами, основаниями и солями слабых кислот: а) с металлами с образованием солей: 2CH3COOH + Zn б) с оксидами металлов 2CH3COOH + CuO в) с основаниями CH3COOH + KOH = CH3COOK + H2O г) с солями слабых кислот CH3COOH + NaHCO3 3. Взаимодействие со спиртами с образованием сложных эфиров (реакция этерификация) H2SO4 CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 + H2O Образование галогенангидридов CH3COOH + PCl5 CH3COOH + SOCl2 Образование амидов CH3COOH + NH3 t CH3COONH4 6. Межмолекулярная дегидратация с образованием ангидридов t, P2O5 2СH3COOH 7. Галогенирование в α –положение Р кр. CH3CH2COOH + Cl2 Декарбоксилирование а) Сплавление солей щелочных металлов со щелочами t СH3CH2COONa(тв.) + NaOH(тв.) б) Легко отщепляют СО2 при нагревании также галогензамещённые и двухосновные кислоты t CCl3COOH t HCOOH-CH2-COOH Окисление Предельные кислоты с нормальной углеродной цепью окисляются трудно. Исключением является муравьиная кислота. HCOOH – это альдегидо кислота, которая даёт реакцию серебряного зеркала: HCOOH +2[Ag(NH3)2]OH Кислоты с третичным атомом углерода дают при окислении оксикислоты СН3-СН(СН3))-СООН изомасляная к-та α -оксиизомасляная к-та 10. Сильные восстановители( например, LiAlH4) восстанавливают кислоты до спиртов LiAlH4 СН3СООН Реакции в бензольном ядре ароматических кислот С6Н5СООН + HNO3 (H2SO4) бензойная к-та м-нитробензойная к-та Реакции ненасыщенных кислот а) Присоединение по двойной связи CH2=CH - COOH + H2 CH2=CH - COOH + Br2 Поскольку карбоксильная группа – электроноакцепторный заместитель, присоединение молекул типа HX протекает против правила Марковникова CH2=CH- COOH + HBr CH2=CH-COOH + H2O б) Полимеризация кислот и их производных H+ nH2C=CH-COOH в) Окисление двойной связи KMnO4, H+, t СН3-СН=СН-СОOH Примеры решения задач Пример 32. При электролизе водного раствора соли некоторой карбоновой кислоты, на аноде выделилась газовая смесь с плотностью по воздуху Dв=1, 356 Определить, раствор какой соли подвергали электролизу? Решение: 1) При электролизе водных растворов солей карбоновых кислот на аноде протекает окисление карбоксилат - аниона Анод: 2RCOO ¯ 2е 2х х 2х 2) Пусть электролизу подверглось 2х моль соли Тогда в соответствии с уравнением окисления карбоксилат-аниона в газовой смеси находится х моль алкана и 2х моль углекислого газа. Мольная (объёмная) доля алкана φ (алкана)= 1/3 = 0, 333, а углекислого газа φ (СО2)= 2/3 = 0, 666 3) Определяем среднюю молярную газовой смеси: Mср( газ. см.) =29∙ 1, 356=39, 324г/моль. 4) Тогда 39, 324 = М(алкана)∙ 0, 333 + 44∙ 0, 666 5) Откуда: М(алкана) = 30 Следовательно, углеводородом является С2Н6 (этан). Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 1461; Нарушение авторского права страницы
CH3COOH + H2O