химический каталог




Одноосновные карбоновые кислоты

Автор Н.Е.Кузьменко

Карбоновыми кислотами называются соединения, содержащие карбоксильную группу -СООН. По числу карбоксильных групп карбоновые кислоты подразделяются на монокарбоновые, или одноосновные (одна группа -СООН), дикарбоновые, или двухосновные (две группы -СООН) и т.д. В зависимости от строения углеводородного радикала, карбоновые кислоты могут быть алифатическими (например, СН3СООН), алициклическими (циклогексанкарбоновая кислота С6Н3СООН) или ароматическими (бензойная кислота С6Н5СООН).

Номенклатура.
В основе заместительной номенклатуры алифатических монокарбоновых кислот лежат названия нормальных (неразветвленных) насыщенных углеводородов. Наличие карбоксильной группы отражается суффиксом -овая кислота, например: СН3-СООН - этановая кислота, СН3-СН2-СН2-СООН - бутановая кислота, СН3-СН(СН3)-СООН - 2-метилпропановая кислота. Названия ароматических кислот происходят от бензойной кислоты, например:

Одноосновные карбоновые кислоты >>> 3-метилбензойная кислота

Для некоторых карбоновых кислот прочно утвердились тривиальные названия: муравьиная кислота - НСООН, уксусная кислота - СН3СООН, масляная кислота - СН3СН2СН2-СООН.

Изомерия.
Структурная изомерия монокарбоновых кислот обусловлена разветвленностью углеродного скелета (бутановая и 2-метилпропановая кислоты) и взаимным расположением заместителя и карбоксильной группы в циклах, например: три изомера метилбензойной кислоты.

Способы получения.
1. В природных условиях некоторые кислоты встречаются в виде сложных эфиров, из которых их можно получить путем гидролиза:

R-СО-О-R' + Н2O <-> R-СООН + R'-ОН

2. Окисление альдегидов и первичных спиртов. В качестве окислителей применяются КМnO4, K2Cr2O7, HN03:

Одноосновные карбоновые кислоты >>> Получение >>> Окисление альдегидов и первичных спиртов

3. Окисление кетонов приводит к образованию кислот с меньшим числом атомов углерода в молекуле, чем в исходном кетоне см. Реакции окисления раздела Карбонильные соединения.

4. Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия:

6Н5-СН3 + 6КМn04 + 9H2S04 -= 5С6Н5СООН + 3K2S04 + 6MnS04 + 14Н20

5. Использование реактива Гриньяра по схеме:

Одноосновные карбоновые кислоты >>> Получение с использованием реактива Гриньяра

6. Гидролиз галогенозамещенных углеводородов, содержащих три атома галогена у одного атома углерода:

R-ССl3 ---NaOH--> [R-С(ОН)3] -> R-СООН + Н20

Физические свойства.
Низшие монокарбоновые кислоты (С1 - С9) представляют собой бесцветные жидкости, высшие алифатические и ароматические кислоты - твердые вещества. Первые гомологи - муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты - обладают резким раздражающим запахом, с водой смешиваются в любых соотношениях. По мере увеличения гидрофобной углеводородной части молекулы растворимость в воде уменьшается. Температуры кипения кислот значительно выше температур кипения спиртов и альдегидов с тем же числом атомов углерода. Это объясняется тем, что карбоновые кислоты в жидком состоянии образуют ассоциаты за счет межмолекулярных водородных связей.

Химические свойства.
1. Диссоциация кислот. Все карбоновые кислоты, подобно неорганическим кислотам, обладают кислыми свойствами, окрашивая лакмус в красный цвет. Это обусловлено диссоциацией кислот: 

RCOOH <-> RCOO- + Н+

2. Образование солей. Карбоновые кислоты легко всту пают в реакции с основаниями, основными оксидами и активными металлами:

2RCOOH + Mg = (RCOO)2Mg + Н2
RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O
2RCOOH + CaO = (RCOO)2Ca + H2O

Соли карбоновых кислот сильно гидролизованы в водном растворе как соли слабых кислот. Минеральные кислоты, как более сильные, вытесняют карбоновые кислоты из их солей: 

CH3COONa + НСl = СН3СООН + NaCl

Карбоновые кислоты устойчивы к действию концентрированных минеральных кислот. Исключение составляет муравьиная кислота, которая под действием концентрированной H2S04 разлагается: 

HCOOH ---H2SO4---> CO +  H2O

3. Образование функциональных производных. Путем замещения гидроксильной группы различными группами можно получать функциональные производные кислот:

Одноосновные карбоновые кислоты >>> Образование функциональных производных

Характерным для всех этих соединений является то, что они легко гидролизуются с образованием кислоты.

4. При действии галогенов на кислоты в присутствии фосфора образуются альфа-галогенозамещенные кислоты:

СН3-СН2-СООН + Вг2 -> СН3-СНВr-СООН + НВr

5. При действии восстановителей, таких как LiAlH4, кислоты восстанавливаются до первичных спиртов:

R-СООН -> R-СН2ОН + Н20

6. Насыщенные кислоты с нормальной углеродной цепью окисляются трудно. Кислоты с третичным атомом углерода дают при окислении оксикислоты:

(СН3)2СН-СООН -> (СН3)2С(ОН)СООН

В атмосфере кислорода все кислоты окисляются до СO2 и Н2O.

Муравьиная кислота НСООН - бесцветная жидкость с острым запахом. Ее получают нагреванием оксида углерода (II) с порошкообразным едким натром:

NaOH + СО ---2000C, P---> HCOONa ---H2SO4---> НСООН

Муравьиная кислота отличается рядом особенностей:
а) она разлагается под действием водоотнимающих средств с образованием СО;
б) она является восстановителем и дает реакцию "серебряного зеркала":

НСООН + 2[Ag(NH3)2]OH -> 2Ag + (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O

Кроме того, муравьиная кислота окисляется хлором: 

НСООН + Сl2 -> СO2 + 2НСl

Уксусная кислота СН3СООН широко распространена в природе, образуется при брожении, гниении, скисании вина, молока, а также при окислении многих органических веществ. Безводная уксусная кислота имеет температуру плавления +16,6°С, кристаллы ее прозрачны, как лед, поэтому ее назвали ледяной уксусной кислотой. В промышленности уксусную кислоту получают каталитическим окислением бутана кислородом воздуха при 200°С: 

С4Н10 + 5/2O2 -> 2СН3СООН + Н2O

Уксусная кислота смешивается во всех отношениях с водой, спиртом, эфиром, бензолом, отличается стойкостью к окислителям. Среди жирных кислот особое место занимают высшие жирные кислоты - пальмитиновая СН3-(СН2)14-СООН и стеариновая СН3-(СН2)16-СООН. Большое количество высших жирных кислот получают окислением парафина. Окисление проводят при продувании воздуха через расплавленный парафин в присутствии оксидов марганца при 100°С. 

Еще одноосновные непредельные кислоты, двухосновные карбоновые кислоты, сложные эфиры и жиры.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
немецкий твёрдотопливный котёл
оригинальные подарки на заказ в москве
комод под заказ
медсправка 046 на оружие

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)