Carboxylic acids: pisikal na katangian. Mga asin ng mga carboxylic acid

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 05:44

Halos lahat ay may suka sa bahay. At alam ng karamihan na ang base nito ay acetic acid. Ngunit ano ito mula sa isang kemikal na pananaw? Ano ang iba pang mga organikong compound ng seryeng ito at ano ang kanilang mga katangian? Subukan nating maunawaan ang isyung ito at pag-aralan ang paglilimita sa mga monobasic carboxylic acid. Bukod dito, hindi lamang acetic acid ang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay, kundi pati na rin ang ilang iba pa, at ang mga derivatives ng mga acid na ito ay karaniwang madalas na bisita sa bawat tahanan.

mga pisikal na katangian ng carboxylic acid

Klase ng mga carboxylic acid: pangkalahatang katangian

Mula sa pananaw ng agham ng chemistry, ang klase ng mga compound na ito ay kinabibilangan ng mga molekulang naglalaman ng oxygen na may espesyal na pagpapangkat ng mga atom - isang carboxyl functional group. Parang -COOH. Kaya, ang pangkalahatang formula na mayroon ang lahat ng saturated monobasic carboxylic acid ay: R-COOH, kung saan ang R ay isang radical particle na maaaring magsama ng anumang bilang ng mga carbon atom.

Ayon dito, ang kahulugan ng klase ng mga compound na ito ay maaaring ibigay bilang mga sumusunod. Ang mga carboxylic acid ay mga organikong molekulang naglalaman ng oxygen, na kinabibilangan ng isa o higit pang functional na grupo -COOH - mga pangkat ng carboxyl.

Ang katotohanan na ang mga sangkap na ito ay partikular na nabibilang sa mga acid ay ipinaliwanag ng mobility ng hydrogen atom sa carboxyl. Ang densidad ng elektron ay hindi pantay na ipinamamahagi, dahil ang oxygen ay ang pinaka-electronegative sa pangkat. Mula dito, ang O-H bond ay malakas na polarized, at ang hydrogen atom ay nagiging lubhang mahina. Madali itong nahati, pumapasok sa mga pakikipag-ugnayan ng kemikal. Samakatuwid, ang mga acid sa kaukulang indicator ay nagbibigay ng katulad na reaksyon:

phenolphthalein - walang kulay;
litmus - pula;
unibersal - pula;
methylorange - pula at iba pa.

nililimitahan ang mga monobasic carboxylic acid

Dahil sa hydrogen atom, ang mga carboxylic acid ay nagpapakita ng oxidizing properties. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng iba pang mga atom ay nagpapahintulot sa kanila na makabawi, upang lumahok sa maraming iba pang mga pakikipag-ugnayan.

Pag-uuri

Mayroong ilang pangunahing katangian kung saan nahahati ang mga carboxylic acid sa mga pangkat. Ang una sa mga ito ay ang likas na katangian ng radikal. Ayon sa salik na ito, nakikilala nila ang:

Alicyclic acid. Halimbawa: cinchona.
Mabango. Halimbawa: benzoic.
Aliphatic. Halimbawa: acetic, acrylic, oxalic at iba pa.
Heterocyclic. Halimbawa: nikotina.

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa mga bono sa isang molekula, maaari rin nating makilala ang dalawang grupo ng mga acid:

marginal - lahat ng koneksyon langsingle;
unlimited - available double, single o multiple.

Gayundin, ang bilang ng mga functional na grupo ay maaaring magsilbi bilang tanda ng pag-uuri. Kaya, ang mga sumusunod na kategorya ay nakikilala.

Single-basic - isa lang -COOH-group. Halimbawa: formic, stearic, butane, valeric at iba pa.
Dibasic - ayon sa pagkakabanggit, dalawang grupo -COOH. Halimbawa: oxalic, malonic at iba pa.
Multibasic - lemon, gatas at iba pa.

Sa karagdagang sa artikulong ito tatalakayin lamang natin ang naglilimita sa mga monobasic carboxylic acid ng aliphatic series.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang paggawa ng alak ay umunlad mula pa noong unang panahon. At, tulad ng alam mo, ang isa sa mga produkto nito ay acetic acid. Samakatuwid, ang kasaysayan ng katanyagan ng klase ng mga compound na ito ay nagmula sa panahon nina Robert Boyle at Johann Glauber. Gayunpaman, sa loob ng mahabang panahon ay hindi posible na ipaliwanag ang kemikal na katangian ng mga molekulang ito.

Pagkatapos ng lahat, ang mga pananaw ng mga vitalist ay nangingibabaw sa mahabang panahon, na itinatanggi ang posibilidad ng pagbuo ng mga organiko na walang buhay na nilalang. Ngunit noong 1670, nakuha ni D. Ray ang pinakaunang kinatawan - methane o formic acid. Ginawa niya ito sa pamamagitan ng pag-init ng mga buhay na langgam sa isang prasko.

Mamaya, ang gawain ng mga siyentipiko na sina Berzelius at Kolbe ay nagpakita ng posibilidad na i-synthesize ang mga compound na ito mula sa mga di-organikong sangkap (sa pamamagitan ng distillation ng uling). Ang resulta ay acetic acid. Kaya, ang mga carboxylic acid (pisikal na katangian, istraktura) ay pinag-aralan at ang simula ay inilatag para sa pagtuklas ng lahat.ibang mga kinatawan ng isang bilang ng mga aliphatic compound.

Mga pisikal na katangian

Ngayon, lahat ng kanilang kinatawan ay pinag-aralan nang detalyado. Para sa bawat isa sa kanila, makakahanap ka ng isang katangian sa lahat ng aspeto, kabilang ang aplikasyon sa industriya at pagiging likas. Titingnan natin kung ano ang mga carboxylic acid, ang kanilang mga pisikal na katangian at iba pang mga parameter.

Kaya, mayroong ilang pangunahing katangian na mga parameter.

Kung ang bilang ng mga carbon atom sa chain ay hindi lalampas sa lima, kung gayon ang mga ito ay matalas na amoy, mobile at pabagu-bago ng isip na likido. Higit sa lima - mabibigat na mamantika na substance, higit pa - solid, parang paraffin.
Ang density ng unang dalawang kinatawan ay lumampas sa isa. Lahat ng iba pa ay mas magaan kaysa tubig.
Boiling point: kung mas malaki ang chain, mas mataas ang value. Kung mas sanga ang istraktura, mas mababa.
Melting point: depende sa pantay ng bilang ng mga carbon atom sa chain. Kahit na may mas mataas nito, mas mababa ang kakaiba.
Natutunaw nang husto sa tubig.
Nakapagbuo ng malalakas na hydrogen bond.

Ang ganitong mga tampok ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng simetrya ng istraktura, at samakatuwid ang istraktura ng kristal na sala-sala, ang lakas nito. Ang mas simple at mas nakabalangkas na mga molekula, mas mataas ang pagganap na ibinibigay ng mga carboxylic acid. Ang mga pisikal na katangian ng mga compound na ito ay ginagawang posible upang matukoy ang mga lugar at paraan ng paggamit ng mga ito sa industriya.

Mga katangian ng kemikal

Gaya ng nasabi na natin sa itaas, ang mga acid na ito ay maaaring magpakita ng iba't ibang katangian. Mga reaksyon saang kanilang pakikilahok ay mahalaga para sa industriyal na synthesis ng maraming mga compound. Tukuyin natin ang pinakamahalagang katangian ng kemikal na maaaring ipakita ng monobasic carboxylic acid.

Dissociation: R-COOH=RCOO^- + H⁺.
Nagpapakita ng mga acidic na katangian, ibig sabihin, nakikipag-ugnayan ito sa mga pangunahing oxide, pati na rin sa kanilang mga hydroxides. Nakikipag-ugnayan ito sa mga simpleng metal ayon sa karaniwang pamamaraan (iyon ay, sa mga nakatayo lamang sa harap ng hydrogen sa isang serye ng mga boltahe).
Kumikilos na parang base na may mas malalakas na acids (inorganic).
Maaaring mabawasan sa pangunahing alak.
Espesyal na reaksyon - esterification. Ito ay isang pakikipag-ugnayan sa mga alkohol upang bumuo ng isang kumplikadong produkto - isang eter.
Ang reaksyon ng decarboxylation, iyon ay, ang pag-alis ng isang molekula ng carbon dioxide mula sa isang compound.
May kakayahang makipag-ugnayan sa mga halides ng mga elemento tulad ng phosphorus at sulfur.

Maliwanag kung gaano kalawak ang mga carboxylic acid. Ang mga pisikal na katangian, pati na rin ang mga kemikal, ay medyo magkakaibang. Bilang karagdagan, dapat itong sabihin na, sa pangkalahatan, sa mga tuntunin ng lakas bilang mga acid, ang lahat ng mga organikong molekula ay medyo mahina kumpara sa kanilang mga hindi organikong katapat. Ang kanilang dissociation constant ay hindi lalampas sa 4, 8.

Mga paraan ng pagkuha ng

May ilang pangunahing paraan kung saan maaaring makuha ang mga saturated carboxylic acid.

1. Sa laboratoryo, ito ay ginagawa sa pamamagitan ng oksihenasyon:

alcohols;
aldehydes;
alkynes;
alkylbenzenes;
pagkasira ng alkenes.

2. Hydrolysis:

esters;
nitriles;
amides;
trihaloalkanes.

3. Decarboxylation - pag-alis ng CO molecule ₂.

4. Sa industriya, ang synthesis ay isinasagawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng mga hydrocarbon na may malaking bilang ng mga carbon atom sa kadena. Isinasagawa ang proseso sa ilang yugto sa paglabas ng maraming by-product.

5. Ang ilang indibidwal na acids (formic, acetic, butyric, valeric, at iba pa) ay nakukuha sa mga partikular na paraan gamit ang mga natural na sangkap.

Mga pangunahing compound ng saturated carboxylic acid: mga asin

Ang mga asin ng carboxylic acid ay mahalagang mga compound na ginagamit sa industriya. Nakukuha ang mga ito bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng huli sa:

metal;
basic oxides;
amphoteric oxides;
alkali;
amphoteric hydroxides.

Ang partikular na kahalagahan sa kanila ay ang mga nabuo sa pagitan ng mga alkali metal na sodium at potassium at ang pinakamataas na saturated acid - palmitic, stearic. Pagkatapos ng lahat, ang mga produkto ng naturang pakikipag-ugnayan ay mga sabon, likido at solid.

Mga Sabon

Kaya, kung tungkol sa katulad na reaksyon ang pinag-uusapan: 2C₁₇H₃₅-COOH + 2Na=2C ₁₇ H₃₅COONa + H₂, ang nagreresultang produkto - sodium stearate - ay likas na ang karaniwang sabon sa paglalaba na ginagamit sa paglalaba ng mga damit.

Kung papalitan mo ang acid ngpalmitic, at ang metal sa potassium, makakakuha ka ng potassium palmitate - likidong sabon para sa paghuhugas ng mga kamay. Samakatuwid, maaari itong sabihin nang may katiyakan na ang mga asing-gamot ng mga carboxylic acid ay sa katunayan mahalagang mga compound ng isang organikong kalikasan. Ang kanilang pang-industriyang produksyon at paggamit ay napakalaki lamang sa sukat nito. Kung iniisip mo kung gaano karaming sabon ang ginagastos ng bawat tao sa Earth, madaling isipin ang mga kaliskis na ito.

Ester ng mga carboxylic acid

Isang espesyal na pangkat ng mga compound na may lugar sa pag-uuri ng mga organikong sangkap. Ito ay isang klase ng mga ester. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng reaksyon ng mga carboxylic acid na may mga alkohol. Ang pangalan ng naturang pakikipag-ugnayan ay mga reaksyon ng esteripikasyon. Ang pangkalahatang view ay maaaring katawanin ng equation:

R, -COOH + R"-OH=R, -COOR" + H_{2 O.}

Ang produktong may dalawang radical ay isang ester. Malinaw, bilang isang resulta ng reaksyon, ang carboxylic acid, alkohol, ester at tubig ay sumailalim sa mga makabuluhang pagbabago. Kaya, ang hydrogen ay umalis sa acid molecule sa anyo ng isang cation at nakakatugon sa isang hydroxo group na nahiwalay mula sa alkohol. Ang resulta ay isang molekula ng tubig. Ang pangkat na natitira mula sa acid ay nakakabit sa radical mula sa alkohol sa sarili nito, na bumubuo ng isang molekula ng ester.

Bakit napakahalaga ng mga reaksyong ito at ano ang kahalagahan ng industriya ng kanilang mga produkto? Ang bagay ay ang mga ester ay ginagamit tulad ng:

food additives;
aromatics;
sangkap ng pabango;
solvents;
mga bahagi ng mga barnis, pintura, plastik;
droga at higit pa.

Malinaw na ang kanilang mga lugar ng paggamit ay sapat na malawak upang bigyang-katwiran ang dami ng produksyon sa industriya.

Ethanoic acid (acetic)

Ito ay isang naglilimita sa monobasic carboxylic acid ng aliphatic series, na isa sa pinakakaraniwan sa mga tuntunin ng dami ng produksyon sa buong mundo. Ang formula nito ay CH₃COOH. Ang ganitong pagkalat ay dahil sa mga katangian nito. Pagkatapos ng lahat, ang mga lugar ng paggamit nito ay napakalawak.

Ito ay isang dietary supplement sa ilalim ng code E-260.
Ginamit sa industriya ng pagkain para sa preserbasyon.
Ginamit sa gamot para sa synthesis ng mga gamot.
Sahog kapag gumagawa ng fragrance compound.
Solvent.
Kalahok sa proseso ng pag-print, pagtitina ng mga tela.
Isang kinakailangang bahagi sa mga reaksyon ng chemical synthesis ng maraming substance.

Sa pang-araw-araw na buhay, ang 80% na solusyon nito ay karaniwang tinatawag na vinegar essence, at kung dilute mo ito hanggang 15%, suka lang ang makukuha mo. Ang purong 100% acid ay tinatawag na glacial acetic acid.

Formic acid

Ang pinakauna at pinakasimpleng kinatawan ng klase na ito. Formula - NCOON. Isa rin itong food additive sa ilalim ng code E-236. Ang kanyang mga likas na mapagkukunan: