Карбоновими кислотами називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька карбоксильних груп сполучених з вуглеводневим радикалом

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Івано-Франківський державний коледж технологій та бізнесу

Методичні рекомендації до лабораторної роботи з хімії №6

Лабораторна робота № 6

Тема. Властивості карбонових кислот

Мета: набути навиків проведення хімічних реакцій з карбоновими кислотами практично здійснити реакції солеутворення карбонових кислот.

Прилади та реактиви: розчин оцтової кислоти (СН₃СООН), олеїнова кислота (С₁₇Н₃₃СООН) розчини солей: купрум сульфату(СuSO₄ ), натрій карбонату (Na₂CO ₃ ) , магній (порошок Mg), розчин лугу (NaOH), бромна вода (Br₂) , купрум(ІІ) оксид (CuO), метилоранж, штатів з пробірками, тримачі.

Теоретичні відомості

Карбоновими кислотами називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька карбоксильних груп сполучених з вуглеводневим радикалом.

Залежно від природи радикала, сполученого з гідроксильною групою, карбонові кислоти поділяють на насичені й ненасичені. За кількістю функціональних куп виділяють одно-, двох-, та багатоосновні кислоти. Якщо в молекулі міститься одна карбоксильна група, то кислота називається одноосновною, дві — двохосновною і т. д.

Загальні формули одноосновних карбонових кислот:

R- радикал або атом водню (у мурашиній кислоті).

За наявності в молекулі кислоти другої функціональної групи , їх поділяють на оксикислоти (молочна СН₃СН(ОН)СООН) та амінокислоти (амінооцтова СН₂(NH₂)СООН)

Для найпоширенізпих карбонових кислот часто використовуються такі історичні назви, як мурашина, масляна, валеріанова тощо. Ці назви пов'язані переважно з тими джерелами, з яких була виділена та чи інша кислота: мурашина — з мурашок, оцтова — з оцту, масляна — з масла. За систематичною номенклатурою назву кислот утворюють із назв відповідних насичених вуглеводнів, додаючи до них закінчення -ова і слово кислота.

Температури кипіння наведених кислот монотонно підвищуються. Кислоти мають вищі температури кипіння, ніж спирти з такою самою кількістю вуглецевих атомів у молекулі, що зумовлено асоціацієвз молекул кислот за рахунок водневого зв'язку. Міцність водневого зв'язку в кислотах приблизно вдвічі вища, ніж у спиртів- Щоб пояснити це, розглянемо розподіл електронної густини в молекулі кислоти.

У карбонільній групі, як нам відомо, зв'язок полярний: електронна густина від атома вуглецю зміщена до атома кисню, тому на карбонільному вуглеці з'являється частковий позитивний заряд. Намагаючись компенсувати свій заряд, атом вуглецю відтягує до. себе неподілену пару електронів атома кисню гідроксильної групи. У свою чергу атом кисню відтягує електронну густину зв'язку внаслідок чого атом водню стає рухливим і легше відщеплюється у вигляді протона.

Саме більша полярність зв'язку О—Н в карбоксилі, ніж у спиртів, зумовлює міцніші міжмолекулярні водневі зв'язки, утворені за рахунок карбонільного кисню однієї молекули і водню карбоксилу іншої молекули кислоти. Рідкі кислоти, складаються із спарених молекул - димерів:

Завдяки тому, що кислоти легко утворюють два водневі зв'язки, димери їх міцні, а температури кипіння вищі, ніж у спиртів. Таким чином, водневий зв'язок у кислотах зумовлює їх відносно високі температури кипіння і розчинність у воді. Як і у спиртів, розчинність кислот знижується із збільшенням їхньої молекулярної маси, тобто із збільшенням в їхніх молекулах вуглеводневого радикала.

Хімічні властивості карбонових кислот зумовлені передусім наявністю в їхніх молекулах гідроксильної групи. На відміну від спиртів розчинні у воді кислоти мають характерний кислий смак, забарвлюють лакмус у червоний колір, проводять електричний струм.

Проте порівняно з мінеральними кислотами, такими, як НСl, Н₂SO₄ та іншими, органічні кислоти набагато слабкіші, але сильніші від вугільної кислоти. Усі карбонові кислоти — слабкі електроліти (НСООН — середньої сили). Із збільшенням вуглеводневого радикала сила кислот знижується. Введення галогену до вуглеводневого радикала збільшує силу карбонових кислот.

Карбонові кислоти вступають у реакції, властиві мінеральним кислотам. Вони взаємодіють з активними металами, основними оксидами, основами, солями вугільної кислоти.

Карбоновим кислотам властиві реакції, які не зустрічалися в неорганічній хімії. Так, вони реагують із спиртами за наявності сильних кислот, утворюючи естери.

Хід роботи