Кислотность и основность органических соединений.
Для оценки кислотности и основности органических соединений наибольшее значение имеют 2 теории – теория Бренстеда и теория Льюиса.
Кислоты Бренстеда – это нейтральные молекулы или ионы, способные отдавать протон. Для количественной характеристики кислотности используют величину рКа=-lgKa, равную отрицательному логарифму константы кислотности Ка. Чем меньше величина pKa, тем сильнее кислота:
рКа
Н – СООН (муравьиная кислота) 3, 7
СН3 – СООН (уксусная кислота) 4, 7
СН3 – CH2 – OH (этанол) 18,0
С6 Н5 – ОН (фенол) 9,9
Н – ОН (вода) 15, 7
НО – СН2 – СН2 – ОН (этиленгликоль) 15, 1
Основания Бернстеда – это нейтральные молекулы и ионы, способные присоединять протон. Для количественной характеристики основности используют величину рКвн+ . Чем больше величина рКвн+, тем сильнее основание:
рКВН+
NH3 (аммиак) 9,26
СH3NH2(метиламин) 10,62
(СН3)2NH(диметиламин) 10,77
(СН3)3N(триметиламин) 9,80
С6Н5 – NH2 (анилин) 4,6
(С6Н5)2NH (дифениламин) 0,9
Кислота Льюиса- это акцептор электронной пары, т.е. любые соединения со свободной орбиталью, например, AlCl3, FeCl3, С2Н+5,,Na+, К+, Н+.
Основание Льюиса- донор электронной пары. К ним относятся амины RNH2, спирты ROH, простые эфиры ROR, соединения, содержащие π-связи.
Опыт 1.
ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛАТА НАТРИЯ И ЕГО ГИДРОЛИЗ
В сухую пробирку поместите 3 капли абсолютного этанола и внесите размером с рисовое зернышко кусочек металлического натрия, предварительно отжатый от керосина на фильтровальной бумаге. Соберите выделяющийся водород, прикрыв пробкой. Затем уберите пробку и поднесите пробирку отверстием к пламени горелки. Смесь водорода с воздухом сгорает с характерным «лающим» звуком. Белый осадок этилата натрия растворите в 2-4 каплях этанола и добавьте 1 каплю 1%-го спиртового раствора фенолфталеина. После этого внесите в пробирку 1-2 капли воды. Объясните появление малиновой окраски. Напишите уравнение реакции получения этилата натрия и его гидролиз.
Опыт 2.
Получение глицерата меди (II)
В пробирку внесите 2 капли 2% раствора сульфата меди (II) CuSO4 и 2 капли 10% гидроксида натрия NaOH. Образуется голубой хлопьевидный осадок гидроксида меди (II) Cu(OH)2. Добавьте к нему 1 каплю глицерина. При взбалтывании осадок растворяется, появляется темно – синее окрашивание от образовавшегося глицерата меди.
Напишите схему взаимодействия глицерина с гидроксидом меди (II) с образованием хелатного комплекса глицерата меди.
Опыт 3.
Образование фенолята натрия и разложение его кислотой.
В пробирку с 3-мя каплями воды поместите несколько кристалликов фенола и встряхните. К возникшей мутной эмульсии добавляйте по каплям 10% раствор гидроксида натрия до образования прозрачного раствора. Подкислите этот раствор несколькими каплями 10%-го раствора хлороводородной кислоты HCl.
Напишите уравнение реакции получение фенолята натрия. Почему фенолят натрия не разлагается водой?
Опыт 4.
Основность алифатических и ароматических аминов.
1) В две пробирки внесите по 2 капли воды. Затем в первую пробирку поместите 1 каплю анилина C6H5NH2, а во вторую – 1 каплю диэтиламина (C2H5)2NH и взболтайте. Сравните растворимость этих аминов в воде. По 1 капле содержимого каждой пробирки нанесите на полоску универсальной индикаторной бумаги или красного лакмуса. Определите pH растворов анилина и диэтиламина.
2) К эмульсии анилина в воде добавьте 1 каплю 10%-го раствора хлороводородной кислоты. Образуется прозрачный раствор. К раствору диэтиламина прибавьте 3 капли насыщенного водного раствора пикриновой кислоты и перемешайте. Пробирку поместите в стакан с холодной водой. Через некоторое время выпадает осадок пикрата диэтиламина.
Сравните основность диэтиламина и анилина. Напишите уравнение реакции анилина с хлороводородной кислотой.
Результаты наблюдений и уравнение реакций запишите в таблицу 2.
Занятие 3.