Көміртектің сутекті және оттекті қосылыстары

Метан - СН₄, иіссіз, түссіз газ. Ол шалшық немесе кеніш газы деп аталады, себебі метан көмір бассейндерінде көмір өндіргенде жинақталады, кейде сол газ жарылып апатты жағдайлар туып жатады, яғни мына реакция жүреді: СН₄+ 2О₂= СО₂+ 2Н₂О

Метан - суда ерімейтін, ауадан жеңіл газ D (ауа)=0,55.

оттекті қосылыстары.Көміртек II және IV валенттілігіне сәйкес оксидтер CO мен СО₂ түзеді.

Көміртек (II) оксиді CO. Алынуы.Өнеркәсіпте (домна пештерінде) кокс жанып, көмірқышқыл газына айналады. Ал оттегі жетіспегенде көмірмен әрекеттесіп көміртек (II) оксидін түзеді.С + О₂ = СО₂СО₂ + С = 2СО 2С + О₂ = 2CO

Ауадан сәл жеңіл, түссіз улы газ, суда нашар ериді. Иіс газы деп аталады. Қалыпты жағдайда сумен әрекеттеспейді.

Химиялық қасиеті.CO тұз түзбейтін оксид, көбінесе жоғары температурада тотықсыздандырғыш ретінде домна пешінде, органикалық, синтезде қолданылады. Қыздырғанда металлоксидтерінен металды тотықсызданды

рады.CuO + CO = Cu + СО₂\SiО₂ + 2СО = Si + 2CО₂

Көмір (II) оксиді - ауада көгілдір жалынмен жанатын газ.

2СО + О₂ = СО₂

Көміртек (IV) оксиді.Көміртек (IV) оксиді - СО₂, түссіз, иіссіз, ауадан ауыр, жануды қолдамайтын, жануарлар мен адамдардың тыныс алуы нәтижесінде бөлінетін газ (ауада 0,039%). СО₂ - көмірқышқыл газы ауадан ауыр болғандықтан (D (ауа) = 1,52) жертөлелерде, шұңқырларда, шахталарда, құдықтарда жиналып қалады. Сол жерлерде жүргенде сақтануережелерін қолданады. Сондай-ақ белмелерді де жиі желдету қажет. Ол оңай сұйыққа айналады (5, 7 мПа қысымда, 20°С), ал - 78,5°С қатты күйге де (құрғақ мұз) айнала алады. Құрылымдық формуласы О = С = О

Алынуы1) жану реакциясыС + О₂ = СО_2.

2) карбонаттар айырылғанда СаСО = СО₂↑ + СаО

3) зертханада СаСО₃ + 2HCl = СO₂↑ + СаСl₂ + Н₂O

4)негіздік тұз\р айырылда(CuОH)₂CО₃=СО₂+2СuО+ Н₂О

5) органикалық заттар жанғанда СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

Химиялық қасиеттері.СО₂ - қышқылдық оксид, оған көмір қышқылы сәйкес келеді. Мынадай реак\ға түседі:

1) негіздік О мен әрекеттесіп тұз түзеді:СО₂+ СаО = СаСО₃

2)негізбен тұз бен су түзеді:СО₂ +Са(ОН)₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

3)кальций карбонатң судағы еріт\не көмірқышқылга зынартық мөлшерде жібергенде тұнба жойылып, ерімтал қышқыл тұз түз\і:СаСО3 + Н₂О + СО₂ → Са(НСО₃)₂

4) сумен әрекеттескенде әлсіз, тұрақсыз көмір қышқылын береді: СО₂+Н₂О ↔ Н₂СО₃

Кальций гидроксиді, ізбес суы, әк сүті, көмірқышқыл газына сапалық реакция жасайтын реагент болады (СаСО₃ ақ тұнбаның түзілуі).Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

Қолданылуы.Өрт сөндіргіштерде, газдандырылған сулар алғанда, тоңазыткыштарда қолданылады.^[1]

Альдегидтер мен кетондар

Көмірсутек радикалдарымен байланысқан карбонил(- СОН)тобы бар органикалық заттарды альдегидтер немесе кетондар деп атайды. Альдегидтерде карбонил тобы сутек атомымен және көмірсутек радикалымен байланысады. Жалпы формуласы R – CОН – альдегидтер, R – CО– R- кетондар.Альдегидтер мен кетондар қаныққан, қанықпаған, ашық және тұйық тізбекті болып бөлінеді.

Альдегидтердің изомериясы көміртегі атомдарының тізбегінің құрылысына байланысты, ал кетондардың изомериясы радикалдың құрылысына және карбонил тобының орнына байланысты атаулары:

СН₃ – СН₂ - СОН – метилэтаналь;

СН₃СН₂СН(СН₃)СОН - 2-метилбутаналь;

СН₃ – (СН₃)₂ССО – СН₂ – СН₃ – 2,2-диметилпентанон-3;

Химиялық қасиеттері.Альдегидтер мен кетондар көптеген химиялық реакцияға белсенді қатысады. Бұл карбонил тобындағы қос байланыстың біреуі σ- байланыс, ал екінші π- байланыс болғандықтан, электрон тығыздығы көміртек атомынан оттегі атомына қарай ығысып, поляризациялануынан болады. Сондықтан химиялық реакция кезінде карбонил тобы жоғарғы белсенділік көрсетеді. Олар қосып алу, алмасу, тотығу, полимерлену, конденсация реакцияларына қатысады.

1. Қосып алу реакциялары. а) Альдегидтер мен кетондар никель катализаторы қатысында сутегіні қосып алады. Бұл реакция бойынша альдегидтерден біріншілік спирт, ал кетондардан екіншілік спирт түзіледі. ә) Альдегидтер аммиакпен әрекеттеседі, кетондар әрекеттеспейді. б)Көгерткіш қышқылды (НСN) қосып алу. Оксинитрилдер түзіледі. в)Альдегидтер спирттерді қосып алып, жартылайацетальдар түзіледі.Егер реакцияны хлорлы сутек қатысында қыздыру арқылы жүргізсе, толық ацеталь түзіледі.

2. Тотығу реаксы.СН₃ – СНО + Ag₂O → CH₃ – COOH + 2Ag

сірке қышқылы

3.Орын басу реакциялары. Орын басу реакциялары карбонил тобы арқылы жүреді. а)альдегидтер гидроксиламинмен әрекеттесіп, оксимдер түзіледі. Бұл реакцияға кетондар да түседі. б)альдегидтер гидразинмен әрекеттесіп, гидразондар түзеді.

4. Конденсациялану реакциясы. Бұл реакция әлсіз сілтінің қатысында, альдегидтің немесе кетонның екі - үш молекуласының қосылуы арқылы жүреді. Реакция нәтижесінде альдоль түзіледі. Альдоль деп, құрамында гидроксил және карбонил топтары бар қосылысты(альдегидоспирт) атайды. Сондықтан оларды альдольды конденсация дейді.

5.Полимерлену реакциясы.Күкірт қышқылының аз мөлшерінің әсерінен тек альдегидтер полимерленеді. Кетондар полимерленбейді.

6. Канниццаро реакциясы. Концентрлі сілтілердің әсерінен α- сутегі атомы жоқ және альдольға димерленбейтін альдегидтер Канниццаро реак\на түседі.Мұнда альдегидтер

дің жарты молекуласы қышқылға дейін тотығады, ал жарты молекуласы спиртке дейін тотықсызданады. 2С₆Н₅СНО + NaOH → C₆H₅COONa + C₆H₅CH₂OH

бензальдегид натрий бензоаты бензил спирті

Альдегидтер мен кетондарды алудыңбірнеше ортақ әдістері бар. 1.Спирттерді тотықтырып не каталитикалық дегидрлеп: біріншілік спирттерден альдегидтерді, екіншілік спирттерден кетондарды алады.

2.Қышқылдардың не олардың қоспаларының буларын кей металдар оксидтері (ThO₂, MnO₂, CaO, ZnO) үстінен 400-450°С температурада жіберіп пиролиз арқылы алады:

RCOOH + HCOOH ® RCHO + CO₂ +H₂O

2RCOOH® RCOR + H₂O + CO₂

3.Геминальды дигалоген туындыларының гидролизі арқылы: (көмірсутектердің галоген туындылары тақырыбында қарастырылған) екі галоген де шеткі көмертек атомында орналасқан болса, альдегид түзіледі, ал ортадағы көміртек атомында болса – кетондар түзіледі:

1. Ацетилен және оның гомологтарын гидратациялағанда (сынап(ІІ) тұздары қатысында сірке альдегиді (Кучеров реакциясы) және кетондар түзіледі:

5. Техникада альдегидтерді СО және Н₂ олефиндерге тура қосып алады (оксосинтез), қысым(100-200атм) кобальт не никель катализаторы қатысында

6. Карбон қышқылдары тұздарының термиялық айрылуы реакциясы. Құмырсқа және басқа карбон қышқылдары тұздарының қоспасын термиялық айырғанда альдегидтер алынса, ал басқа қоспалардан кетондар түзіледі:

КАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ Карбон қышқылдырының молекуласында көміртек радикалымен байланысқан бір немесе бірнеше карбоксил тобы -СООНболады.Жалпы формуласы С_nH_2nO₂ не C_nH_2n+1COOH. Карбон қышқылдары қаныққан, қанықпаған және ароматты

болып бөлінеді. Құрамындағы карбоксил тобының санына байланысты бір негізді, екі негізді, көп негізді болып бөлінеді. Бір негізді карбон қышқылы: СН₃СООН, СН₃ – СН₂ – СООН.Қаныққан бір негізді карбон қышқылдарының изомериясы көміртегі тізбегінің құрылысына байланысты, изомері көміртегі атомдар саны 4-тен жоғары басталады. C₃H₇COOH – екі изомер; C₄H₉COOH – төрт изомері болады. HCOOH – құмырсқа (метан) қышқылы; СН₃-СООН - сірке (этан) қышқылы; С₂Н₅-СООН - пропион (пропан) қышқылы; С₃Н₇-СООН - май (бутан) қышқылы; СН₃- СН(СН₃) – СООН - изомай (2-метилпропан) қышқылы