Карбон кислоталары: физикалык касиеттери. Карбон кислоталарынын туздары

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 05:34

Дээрлик ар бир адамдын үйүндө уксус бар. Анын негизи уксус кислотасы экенин көпчүлүк билет. Бирок химиялык көз караштан алганда бул эмне? Бул катардагы дагы кандай органикалык бирикмелер бар жана алардын өзгөчөлүктөрү кандай? Келгиле, бул маселени түшүнүүгө жана чектөөчү бир негиздүү карбон кислоталарын изилдөөгө аракет кылалы. Анын үстүнө, күнүмдүк турмушта уксус кислотасы гана эмес, башкалары да колдонулат жана бул кислоталардын туундулары ар бир үйдө көбүнчө коноктор болуп саналат.

Карбон кислоталарынын классы: жалпы мүнөздөмөсү

Химия илиминин көз карашы боюнча кошулмалардын бул классына атомдордун өзгөчө тобуна ээ болгон кычкылтекти камтыган молекулалар - карбоксил функционалдык тобу кирет. Бул -COOH окшойт. Ошентип, бардык каныккан бир негиздүү карбон кислоталарынын жалпы формуласы: R-COOH, мында R - көмүртек атомдорунун каалаган санын камтый турган радикалдык бөлүкчө.

Ошого ылайык кошулмалардын бул классынын аныктамасын төмөнкүчө берүүгө болот. Карбон кислоталары - кычкылтек камтыган органикалык молекулалар, алар бир же бир нече функциялык топторду -COOH - карбоксил топторун камтыйт.

Бул заттардын атайын кислоталарга таандык болушу карбоксилдеги суутек атомунун кыймылдуулугу менен түшүндүрүлөт. Кычкылтек группадагы эң электронегативдик болгондуктан, электрондун тыгыздыгы бирдей эмес бөлүштүрүлгөн. Мындан O-H байланышы күчтүү поляризацияланып, суутек атому өтө аялуу болуп калат. Ал оңой эле бөлүнүп, химиялык өз ара аракеттенишет. Демек, тиешелүү көрсөткүчтөрдөгү кислоталар окшош реакцияны берет:

• фенолфталеин - түссүз;
• лакмус - кызыл;
• универсал - кызыл;
• метилоранж - кызыл жана башкалар.

Суутек атому болгондуктан, карбон кислоталары кычкылдандыруучу касиетке ээ. Бирок, башка атомдордун болушу алардын калыбына келишине, башка көптөгөн өз ара аракеттенүүсүнө катышууга мүмкүндүк берет.

Классификация

Карбон кислоталары топторго бөлүнүүчү бир нече негизги өзгөчөлүктөрү бар. Алардын биринчиси – радикалдын табияты. Бул фактор боюнча, алар бөлүшөт:

• Алицикл кислоталары. Мисалы: cinchona.
• Ароматтык. Мисал: бензой.
• Алифаттык. Мисал: уксус, акрил, оксал жана башкалар.
• Гетероцикл. Мисалы: никотин.

Эгер молекуладагы байланыштар жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда кислоталардын эки тобун да ажырата алабыз:

• маржинал - бардык байланыштар ганабойдок;
• чексиз - эки, бир же бир нече жеткиликтүү.

Ошондой эле функционалдык топтордун саны классификациянын белгиси катары кызмат кыла алат. Ошентип, төмөнкү категориялар айырмаланат.

1. Бир негизги - бир гана -COOH-тобу. Мисал: формик, стеарин, бутан, валерик жана башкалар.
2. Dibasic - тиешелүүлүгүнө жараша, эки топ -COOH. Мисал: оксалик, малондук жана башкалар.
3. Multibasic - лимон, сүт жана башкалар.

Мындан ары бул макалада биз алифаттык катардагы чектөөчү бир негиздүү карбон кислоталарын гана талкуулайбыз.

Ачылуулар таржымалы

Шарап жасоо байыркы замандан бери өнүккөн. Жана, белгилүү болгондой, анын продуктыларынын бири уксус кислотасы болуп саналат. Демек, бул класстын кошулмаларынын популярдуулугунун тарыхы Роберт Бойл менен Иоганн Глаубердин дооруна барып такалат. Бирок көп убакыт бою бул молекулалардын химиялык табиятын тактоо мүмкүн болгон эмес.

Анткени, виталисттердин көз караштары узак убакыт бою үстөмдүк кылып, тирүү жандыктарсыз органикалык заттардын пайда болушу мүмкүндүгүн четке кагып келген. Бирок буга чейин 1670-жылы, D. Ray биринчи өкүлү алууга жетишти - метан же кумурска кислотасы. Ал муну тирүү кумурскаларды колбага жылытуу менен жасады.

Кийинчерээк окумуштуулар Берцелиус менен Кольбенин иштери бул бирикмелерди органикалык эмес заттардан (көмүрдү дистилляциялоо жолу менен) синтездөө мүмкүнчүлүгүн көрсөттү. Натыйжада уксус кислотасы болгон. Ошентип, карбон кислоталары (физикалык касиеттери, түзүлүшү) изилденип, бардыгынын ачылышына башталгыч коюлганбир катар алифаттык кошулмалардын башка өкүлдөрү.

Физикалык касиеттери

Бүгүн алардын бардык өкүлдөрү деталдуу изилденди. Алардын ар бири үчүн сиз бардык жагынан мүнөздөмө таба аласыз, анын ичинде өнөр жайда колдонуу жана жаратылышта болуу. Биз карбон кислоталары деген эмне экенин, алардын физикалык касиеттерин жана башка параметрлерин карап чыгабыз.

Демек, бир нече негизги мүнөздөмө параметрлери бар.

1. Эгер чынжырдагы көмүртек атомдорунун саны бештен ашпаса, анда булар жыттуу, кыймылдуу жана учуучу суюктуктар. Бештен жогору - оор майлуу заттар, андан да көп - катуу, парафин сымал.
2. Биринчи эки өкүлдүн тыгыздыгы бирден ашты. Калганынын баары суудан жеңил.
3. Кайнуу температурасы: чынжыр канчалык чоң болсо, маани ошончолук жогору болот. Түзүм канчалык тармакталган болсо, ошончолук төмөн болот.
4. Эрүү температурасы: чынжырдагы көмүртек атомдорунун санынын тегиздигинен көз каранды. Жада калса, ал жогору, ал эми тактар төмөн.
5. Сууда абдан жакшы эрийт.
6. Күчтүү суутек байланыштарын түзө алат.

Мындай өзгөчөлүктөр структуранын симметриясы менен түшүндүрүлөт, демек кристалл торчосунун структурасы, анын күчү. Молекулалар канчалык жөнөкөй жана структуралуу болсо, карбон кислоталары ошончолук жогорку көрсөткүчтөргө ээ болот. Бул кошулмалардын физикалык касиеттери аларды өнөр жайда колдонуунун багыттарын жана жолдорун аныктоого мүмкүндүк берет.

Химиялык касиеттери

Жогоруда айтылгандай, бул кислоталар ар кандай касиеттерге ээ болушу мүмкүн. менен болгон реакцияларалардын катышуусу көптөгөн бирикмелердин өнөр жай синтези үчүн маанилүү болуп саналат. Бир негиздүү карбон кислотасы көрсөтө ала турган эң маанилүү химиялык касиеттерди белгилейли.

1. Диссоциация: R-COOH=RCOO^- + H⁺.
2. Кислоталык касиеттерин көрсөтөт, башкача айтканда, негизги оксиддер, ошондой эле алардын гидроксиддери менен өз ара аракеттенет. Ал жөнөкөй металлдар менен стандарттык схема боюнча өз ара аракеттенет (башкача айтканда, бир катар чыңалууларда суутектин алдында тургандар менен гана).
3. Күчтүүрөөк кислоталар (органикалык эмес) бар негиз сыяктуу иштейт.
4. Негизги алкоголду азайтууга болот.
5. Атайын реакция - этерификация. Бул татаал продуктуну - эфирди түзүү үчүн спирттер менен өз ара аракеттенүү.
6. Декарбоксилдештирүү реакциясы, башкача айтканда, кошулмадан көмүр кычкыл газынын молекуласын алып салуу.
7. Фосфор жана күкүрт сыяктуу элементтердин галогениддери менен өз ара аракеттенүүгө жөндөмдүү.

Карбон кислоталары канчалык көп тараптуу экени көрүнүп турат. Физикалык касиеттери, ошондой эле химиялык касиеттери абдан ар түрдүү. Мындан тышкары, жалпысынан алганда, кислоталар катары күч жагынан бардык органикалык молекулалар органикалык эмес кесиптештерине салыштырмалуу алсыз экенин айтыш керек. Алардын диссоциация константалары 4, 8ден ашпайт.

Алуу ыкмалары

Каныккан карбон кислоталарын алуунун бир нече негизги жолдору бар.

1. Лабораторияда бул кычкылдануу жолу менен ишке ашырылат:

• спирттер;
• альдегиддер;
• алкиндер;
• алкилбензолдар;
• алкендерди жок кылуу.

2. Гидролиз:

• эфирлер;
• нитрилдер;
• amides;
• тригалоалкандар.

3. Декарбоксилденүү - CO молекуласын жок кылуу ₂.

4. Өнөр жайда синтез чынжырында көп сандагы көмүртек атомдору бар углеводороддорду кычкылдандыруу жолу менен ишке ашырылат. Процесс көптөгөн кошумча продуктуларды чыгаруу менен бир нече этап менен ишке ашырылат.

5. Кээ бир жеке кислоталар (кумурска, уксус, бутирик, валерик жана башкалар) табигый ингредиенттерди колдонуу менен атайын жолдор менен алынат.

Каныккан карбон кислоталарынын негизги бирикмелери: туздар

Карбон кислоталарынын туздары өнөр жайда колдонулган маанилүү бирикмелер. Алар төмөнкү менен өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасында алынган:

• металдар;
• негиздик оксиддер;
• амфотердик оксиддер;
• щелоч;
• амфотердик гидроксиддер.

Алардын арасында натрий жана калий щелочтук металлдары менен эң жогорку каныккан кислоталардын – пальмитин, стеариндин ортосунда пайда болгондор өзгөчө мааниге ээ. Анткени, мындай өз ара аракеттенүүнүн продуктулары самын, суюк жана катуу болуп саналат.

Сабындар

Демек, эгерде биз окшош реакция жөнүндө сөз кылсак: 2C₁₇H₃₅-COOH + 2Na=2C ₁₇ H₃₅COONa + H₂, пайда болгон продукт - натрий стеараты - табияты боюнча кир жуугуч үчүн колдонулган кадимки кир самын.

Эгер сиз кислотаны алмаштырсаңызпальмиттик, металлдан калийге чейин, сиз калий пальмитатын аласыз - кол жуу үчүн суюк самын. Демек, карбон кислоталарынын туздары чындыгында органикалык мүнөздөгү маанилүү бирикмелер экенин ишенимдүү айтууга болот. Аларды өнөр жай өндүрүшү жана колдонуу масштабы боюнча жөн гана зор. Эгер сиз жер бетиндеги ар бир адам канча самын короторун элестетсеңиз, анда бул таразаларды элестетүү оңой.

Карбон кислоталарынын эфирлери

Органикалык заттардын классификациясында өз орду бар кошулмалардын өзгөчө тобу. Бул эфирлердин классы. Алар карбон кислоталарынын спирттер менен реакциясынан пайда болот. Мындай өз ара аракеттешүүлөрдүн аталышы – этерификация реакциялары. Жалпы көрүнүш төмөнкү теңдеме менен көрсөтүлүшү мүмкүн:

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

Эки радикалы бар продукт эфир болуп саналат. Албетте, реакциянын натыйжасында карбон кислотасы, спирт, эфир жана суу олуттуу өзгөрүүлөргө дуушар болгон. Ошентип, суутек кислота молекуласынан катион түрүндө чыгып, спирттен бөлүнгөн гидроксо тобу менен жолугат. Натыйжада суу молекуласы пайда болот. Кислотадан калган топ спирттин радикалын өзүнө жабышып, эфир молекуласын түзөт.

Эмне үчүн бул реакциялар мынчалык маанилүү жана алардын продукциясынын өнөр жайлык мааниси кандай? Эң негизгиси, эфирлер төмөнкүдөй колдонулат:

• тамак-аш кошулмалары;
• ароматикалык заттар;
• атырдын компоненти;
• эриткичтер;
• лактардын, боёктордун, пластмассалардын компоненттери;
• дарылар жана башкалар.

Аларды колдонуу чөйрөлөрү өнөр жайдагы өндүрүштүн көлөмүн актоого жетишерлик кенен экени түшүнүктүү.

Этаной кислотасы (уксус)

Бул бүткүл дүйнө боюнча өндүрүш көлөмү боюнча эң кеңири таралган алифаттык катардагы чектөөчү бир негиздүү карбон кислотасы. Анын формуласы CH₃COOH. Мындай таралышы анын касиеттери менен шартталган. Анткени, аны колдонуу чөйрөсү өтө кенен.

1. Бул E-260 кодундагы БАД.
2. Тамак-аш өнөр жайында консервалоо үчүн колдонулат.
3. Медицинада дарыларды синтездөө үчүн колдонулат.
4. Жыпар жыттуу кошулмаларды жасоодогу ингредиент.
5. Эритүүчү.
6. Маталарды басып чыгаруу, боёо процессинин катышуучусу.
7. Көптөгөн заттардын химиялык синтезинин реакцияларында керектүү компонент.

Күнүмдүк жашоодо анын 80% эритмеси адатта уксус эссенциясы деп аталат, аны 15%ке чейин суюлтсаңыз, уксус эле болот. 100% таза кислота мөңгү уксус кислотасы деп аталат.

Форма кислотасы

Бул класстын эң биринчи жана эң жөнөкөй өкүлү. Формула - NCOON. Бул ошондой эле E-236 коду боюнча тамак-аш кошумчасы болуп саналат. Анын табигый булактары:

• кумурскалар жана аарылар;
• чалкан;
• ийнелер;
• жемиштер.

Негизги колдонулушу:

• мал азыгын сактоо жана даярдоо үчүн;
• мите курттарды көзөмөлдөө үчүн колдонулат;
• кездемелерди боёо, деталдарды боёо үчүн;
• кантипэриткич;
• агартуучу;
• медицинада - приборлорду жана жабдууларды дезинфекциялоо үчүн;
• лабораторияда көмүртек кычкылы алуу үчүн.

Ошондой эле хирургияда бул кислотанын эритмелери антисептик катары колдонулат.