Карбоксилне киселине: физичка својства. Соли карбоксилних киселина

Готово све куће имају сирће. И већина људи зна да је његова основа сирћетна киселина. Али шта је са хемијске тачке гледишта? Која друга органска једињења ове серије постоје и које су њихове карактеристике? Покушајмо да разумемо ово питање и проучавамо ограничавајуће монобазне карбоксилне киселине. Штавише, у свакодневном животу се не користе само оцти, већ и неки други, а деривати ових киселина су углавном чести гости у сваком дому.

Класа карбоксилних киселина: општа карактеристика

Са аспекта науке о хемији ова класа једињења укључује молекуле који садрже кисеоник који имају посебну групу атома - карбоксил функционалну групу. Има облик -ЦООХ. Према томе, општа формула која има све ограничавајуће монобазне карбоксилне киселине је следећа: Р-ЦООХ, где је Р радикална честица која може укључивати било који број угљеникових атома.

Према томе, може се дати дефиниција ове класе једињења. Карбоксилне киселине су органски молекули који садрже кисеоник који садрже једну или више функционалних група -ЦООХ-карбоксилних група.

Чињеница да ове материје специфично припадају киселинама објашњава се покретљивост атома водоника у карбоксилу. Електронска густина је неравномјерно распоређена, пошто је кисеоник најелегнетивнији у групи. Од овога, веза ОХ је високо поларизована, а атом водоника постаје изузетно рањив. Једноставно се раздваја, улазећи у хемијске интеракције. Према томе, киселине у одговарајућим индикаторима дају сличну реакцију:

• Фенолфталеин - безбојан;
• Литмус - црвена;
• Универсал - црвена;
• Метил наранџасто - црвено и друго.

Због атома водоника, карбоксилне киселине показују оксидациона својства. Међутим, присуство других атома им омогућава да се опораве, учествују у многим другим интеракцијама.

Класификација

Могуће је разликовати неколико основних карактеристика по којима су карбоксилне киселине подељене у групе. Прва од њих је природа радикала. За овај фактор су издвојени следећи фактори:

• Алицикличне киселине. Пример: цинична.
• Ароматични. Пример: бензоик.
• Алифатски. Пример: сирћетна, акрилни, оксални и други.
• Хетероциклични. Пример: никотин.

Ако говоримо о везама у молекулу, можемо такође разликовати две групе киселина:

• Ограничење - све везе су само појединачне;
• Неограничено - доступно дупло, једно или више.

Такође, број функционалних група може послужити као знак класификације. Тако се разликују сљедеће категорије.

1. Монобазна - само једна -ЦООХ група. Примјер: мравља, стеарик, бутан, валеријан и други.
2. Дибасиц - респективно, две групе -ЦООХ. Пример: оксал, малонова и др.
3. Полибазни - лимун, млечни и други.

Даље у овом чланку размотрићемо само ограничавајуће монобазне карбоксилне киселине алифатске серије.

Историја открића

Винарство је цветало од антике. И, као што знате, један од његових производа је сирћетна киселина. Стога, историја славе ове класе једињења има своје корене од дана Роберта Бојла и Јоханн Глаубера. Међутим, хемијска природа ових молекула не може се дуго разјаснити.

Дуго времена доминирају ставови виталиста, који су негирали могућност формирања органске материје без живих бића. Али већ у 1670. години Д. Раи је успео да добије првог представника - метана или мравље киселине. То је урадио загревањем у боци живих мрава.

Касније радови научника Берзелиуса и Колбе показали су могућност синтезе ових једињења од неорганских супстанци (дестилација угља). Као резултат, добијен је отицање. Тако су проучаване карбоксилне киселине (физичка својства, структура) и започет је почетак откривања свих преосталих представника великог броја алифатских једињења.

Физичке особине

Данас су сви њихови представници детаљно проучавани. За сваку од њих можете пронаћи карактеристику за све параметре, укључујући апликацију у индустрији и проналажење у природи. Размотрићемо шта су карбоксилне киселине, њихове физичке особине и други параметри.

Дакле, можемо разликовати неколико основних карактеристичних параметара.

1. Ако број атома угљеника у ланцу не прелази пет, то је мирисна, покретна и испарљива течност. Изнад пет - тешке масне супстанце, још више - чврста, парафинска.
2. Густина првих два представника прелази једну. Сви остали су лакши од воде.
3. Тачка кључања: Што је већи ланац, то је већа вриједност. Што је разграната структура, нижа.
4. Тачка топљења: овиси о паритету броја атома угљеника у ланцу. У истом је виши, чудни су нижи.
5. Добро се растворе у води.
6. Они су способни да формирају јаке водоничне везе.

Такве особине објашњавају симетрија структуре, а тиме и структура кристалне решетке, његова снага. Што су једноставнији и структурирани молекули, то је веће вредности које дају карбоксилне киселине. Физичка својства ових једињења омогућавају нам да одредимо подручја и начине њиховог кориштења у индустрији.

Хемијска својства

Као што смо већ рекли, ове киселине могу показивати различита својства. Реакције са њиховим учешћем су важне за индустријску синтезу многих једињења. Ми означавамо најважније хемијске особине које монобазна карбоксилна киселина може показати.

1. Дисоцијација: Р-ЦООХ = РЦОО ^- + Х ⁺ .
   
2. Она показује кисела својства, то јест , она ступи у контакт са базичним оксидима, као и са њиховим хидроксидима. Са једноставним металима се интерагује у складу са стандардном шемом (то јест само са онима који стоје пред водоником у низу напона).
3. Са јачим киселинама (неорганским) понаша се као основа.
4. Може се опоравити примарном алкохолу.
5. Посебна реакција је естерификација. Ова интеракција са алкохолом да би се формирало сложен производ - етер.
6. Реакција декарбоксилације, односно одвајање из једињења молекула угљен-диоксида.
7. Могућност интеракције са халидима елемената као што су фосфор и сумпор.

Очигледно је колико су карбонатних киселина. Физичке особине, као што су хемијске, су прилично разноврсне. Поред тога, требало би рећи да су уопће, по снази као киселине, сви органски молекули довољно слаби у односу на њихове неорганске супарнике. Њихове константе дисоцијације не прелазе 4,8.

Методе добијања

Постоји неколико основних начина на које је могуће добити ограничавајуће карбоксилне киселине.

1. У лабораторији се то ради оксидацијом:

• Алкохоли;
• Алдехиди;
• Алкинс;
• Алкилбензени;
• Уништавање алкена.

2. Хидролиза:

• Естерс;
• Нитриле;
• Амидес;
• Трихалоалкани.

3. Децарбоксилација - елиминација молекула ЦО ₂ .

4. У индустрији се синтеза врши оксидацијом угљоводоника са великим бројем атома угљеника у ланцу. Процес се одвија у неколико фаза са ослобађањем многих нуспроизвода.

5. Поједине поједине киселине (мравље, сирћетне, масне, валеријске и друге) производе се специфичним методама помоћу природних састојака.

Основна једињења ограничавајућих карбоксилних киселина: соли

Соли карбоксилних киселина су важна једињења која се користе у индустрији. Они се добијају као резултат интеракције другог са:

• Метали;
• Основни оксиди;
• Амфотерни оксиди ;
• Алкалис;
• Амфотерни хидроксиди.

Посебно важно међу њима су оне које се формирају између алкалних метала, натријума и калијума и виших ограничавајућих киселина - палмитинских, стеаринских. На крају крајева, производи такве интеракције су сапуни, течни и чврсти.

Сапуни

Дакле, ако говоримо о сличној реакцији: 2Ц ₁₇ Х ₃₅ -ЦООХ + 2На = 2Ц ₁₇ Х ₃₅ ЦООНа + Х ₂ ,

Тада добијени производ - натријум стеарат - је по природи уобичајени сапун за прање који се користи за прање одјеће.

Ако замените киселину палмитинском киселином и металом са калијумом, добићете палмитат калијум, течни сапун за прање руку. Стога се са сигурношћу може рећи да су соли карбоксилних киселина у ствари важна једињења органске природе. Њихова индустријска производња и употреба су једноставно огромни. Ако замислите колико сапуна свака особа троши на Земљу, онда је лако замислити ове ваге.

Естри карбоксилних киселина

Посебна група једињења, која има своје место у класификацији органских супстанци. Ово је класа естера. Они се формирају током реакције карбоксилних киселина са алкохолом. Назив таквих интеракција је реакција естерификације. Општи поглед може бити представљен једначином:

Р ^, -ЦООХ + Р "-ОХ = Р ^, -ЦООР" + Х20.

Производ са два радикала је естар. Очигледно је, као резултат реакције, карбоксилна киселина, алкохол, естар и вода претрпели значајне промене. Дакле, водоник из молекула киселине иде у облику катиона и састаје се са хидрокс групом, одвојеном од алкохола. Као резултат, формира се молекул воде. Група која остаје из киселине додаје радикал алкохола, формирајући молекул естра.

Шта је толико важно о овим реакцијама и који је индустријски значај њихових производа? Ствар је у томе да се користе естери, као што су:

• Адитиви за храну;
• Ароматични адитиви;
• Компонента парфема;
• Растварачи;
• Компоненте лакова, боја, пластике;
• Лекови и тако даље.

Јасно је да су области њихове употребе довољно широке да оправдају обим производње у индустрији.

Етанична киселина (сирћетна киселина)

Ово је коначна монобазна карбоксилна киселина алифатске серије, која је једна од најчешћих у погледу производње широм свијета. Његова формула је ЦХ ₃ ЦООХ. Ова преваленција је због његових својстава. На крају крајева, области његове употребе су изузетно широке.

1. То је адитив за храну под шифром Е-260.
2. Користи се у прехрамбеној индустрији ради конзервације.
3. Користи се у медицини за синтезу лекова.
4. Компонента у припреми мирисних једињења.
5. Солвент.
6. Учесник у процесу штампања, бојење тканина.
7. Нужна компонента у реакцијама хемијских синтеза многих супстанци.

У свакодневном животу, његово 80 -сто решење назива се сирћетна есенција, а ако га разблажите на 15%, добићете само сирће. Чиста 100% киселина назива се глацијална сирћетна киселина.

Мравља киселина

Први и најједноставнији представник ове класе. Формула је УНСО. То је такође адитив за храну под шифром Е-236. Њени природни извори:

• Мрави и пчеле;
• Коприва;
• Игле;
• Воће.

Главне области коришћења:

• За очување и припрему хране за животиње;
• Користи се за контролу паразита;
• За бојење тканине, дијелове за етикетирање;
• Као растварач;
• Блеацх;
• У медицини - за дезинфекцију инструмената и опреме;
• За добијање угљен моноксида у лабораторији.

Такође у операцији, раствори ове киселине се користе као антисептички агенси.