Хемијска својства карбоксилних киселина и методе добијања
Хемијска једињења, која се састоје посебно од карбоксилне групе ЦООХ, добијају назив карбоксилне киселине од научника. Постоји велики број имена ових једињења. Они су класификовани према различитим параметрима, на пример, број функционалних група, присуство ароматичног прстена и тако даље.
Структура карбоксилних киселина
Како је већ поменуто, да би киселина била карбоксилна, она мора имати карбоксилну групу, која, са своје стране, има два функционална дела: хидроксил и карбонил. Њихова интеракција је обезбеђена функционалном комбинацијом једног атома угљеника са два кисеоника. Хемијске особине карбоксилних киселина зависе од структуре ове групе.
Због карбоксилне групе, ове органска једињења може се назвати киселинама. Њихова својства су због повећане способности Х + јона да буде привучена кисеоником, додатно поларизујући ОХ везу. Такође, због ове особине, органске киселине су у стању да дисоцирају у воденим растворима. Способност растварања се смањује обрнуто са повећањем молекулске тежине киселине.
Врсте карбоксилних киселина
Хемичари излучују неколико група органских киселина.
Класификација карбоксилне киселине | |
По броју функционалних група | Монокарбон |
Дикарбонат | |
Поликарбонат | |
По природи радикалан | Алипхатиц |
Ароматиц | |
Циклично | |
Према степену засићења радикала | Незасићен |
Засићено | |
Присуством функционалних група у радикалу, то јест, супституцијом једног атома водоника | Халоген (Цл 2 , Ф 2 , Бр 2 , И 2 ) |
Окогроуп (ЦОХ) | |
Хидрокси (ОХ) | |
Амино група (НХ 2) | |
Монобазичне карбоксилне киселине се састоје од угљеничног скелета и само једне функционалне карбоксилне групе. Сваки студент познаје хемијске особине карбоксилних киселина. Наставни програм 10. разреда из хемије обухвата директно проучавање својстава монобазичних киселина. Дибазне и полибазичне киселине у својој структури имају две или више карбоксилних група.
Такође, присуством или одсуством двоструких и троструких веза у молекулу, постоје незасићене и засићене карбоксилне киселине. Хемијске особине и њихове разлике ће бити разматране у наставку.
Ако органска киселина има супституисани атом у радикалу, онда његово име укључује име супституентске групе. Дакле, ако је атом водоника замењен халогеном, онда ће име киселине садржати име халогена. Исте промене ће проћи кроз име, ако постоји замена алдехидом, хидроксил или амино групама.
Изомеризам органске карбоксилне киселине
Скоро све органска материја имају способност изомеризације. Карбоксилне киселине нису изузетак. Разликују се следећи типови изомерије:
- Царбон скелетон.
- Интерцласс исомерисм.
- Просторна изомерија;
Способност изомеризације директно утиче на хемијска својства карбоксилних киселина.
Изомерија костура је могућа за киселине чији угљоводоници садрже најмање четири атома угљеника. Интеркласа је заузврат могућа за киселине са два атома угљеника у радикалу. А само карбоксилне киселине са једноструким везама у костуру су способне за простор.
Листа и есенцијалне карбоксилне киселине
Имена и формуле познатих карбоксилних киселина | ||
Систематско име киселине | Тривиал наме | Формула карбоксилне киселине |
Метханоиц ацид | Ант | ХЦООХ |
Етханоиц ацид | Ацетиц | ЦХ2ЦООХ |
Пропанонска киселина | Пропиониц | ЦХ3ЦХ2ЦООХ |
Бутан ацид | Масна | ЦХ3ЦХ2ЦХ2ЦООХ |
Пентанска киселина | Валериан | ЦХ3ЦХ2ЦХ2ЦХ2ЦООХ |
Пентенска киселина | Акрил | ЦХ2 = ЦХ-ЦООХ |
Бензен карбоксилна киселина | Бензоин | Ц6Х5ЦООХ |
Хекадецане | Палмитиц | Ц15Х31ЦООХ |
Окодецане | Стеариц | Ц17Х35ЦООХ |
Етхандиум | Соррел | ХООЦ-ЦООХ |
Пропандиа | Малоноваиа | ХООЦ-ЦХ2-ЦООХ |
Бутандиова | Амбер | ХООЦ-ЦХ2-ЦХ2-ЦООХ |
Бензен дикарбоксил | Пхтхалиц | ХООЦ-Ц6Х5-ЦООХ |
2-хидрокси-пропанске киселине | Млечни | ЦХ3ЦХОХЦООХ |
Хидрокибутанедиоиц ацид | Аппле | ХООЦ-ЦХ2ЦХОХ-ЦООХ |
2,3-дихидроксибутандиојске киселине | Винарија | ХООЦ-ОХЦХ-ОХЦХ-ЦООХ |
3-карбокси-3-хидроксипентанијум | Лимун | ХООЦ-ЦХ2-ЦХОХ-ЦООХ-ЦХ2ЦООХ |
2-оксопропанска киселина | Пирувиц | ЦХ 3 ЦОЦООХ |
2-хидроксибензојева киселина | Салицилиц | Ц6Х5ОХЦООХ |
Карбоксилне киселине: хемијска својства
За детаљније разумевање суштине карбоксилних киселина размотрите њихова својства. У школском курикулуму, монобазичне карбоксилне киселине се разматрају у великом обиму, чије се хемијске особине манифестују у реакцијама између водоникхалогенида, воде и других супстанци. Сва ова врста киселине:
- Одвојити у раствору од јона водоника и радикала са карбоксилом. Са овим мравља киселина односи се на електролите средње јачине, а оцтена слаба, тј. јачина дисоцијације се смањује низ хомологне серије.
- Обојите лакмус тест у црвено.
- Проведите струју струје.
- Реагује са халогенима: 2РЦООХ + Цл2 = 2РЦООЦл + 2ХЦЛ.
- Они улазе у реакцију естерификације са алкохолима: Р-ЦООХ + Р'ОХ = РЦООР '+ Х2О.
- Интеракција са неким металима: РЦООХ + Мг = РЦООМг + Х2.
- Реагуј са основни оксиди тип и хидроксиди, формирајући соли: РЦООХ + НаОХ = РЦООНа + Х2О.
- Реакција са солима: РЦООХ + На2ЦО3 = РЦООНа + Х2О + ЦО2.
Оваква својства монобазних киселина се објашњавају променом карбоксилне групе, од хидроксила од којег се електрони померају до најближег атома угљеника, делимично гаси свој позитивни набој. Поред тога, карбоксилне киселине, чије су хемијске особине описане горе, имају двосмерну интеракцију између атома.
Хемијска својства других монобазних киселина
Из класификације је познато да су присутне и монобазичне незасићене карбоксилне киселине, чије се хемијске особине разликују од оних граничних.
Дакле, киселине двоструке везе у угљоводоничном радикалу су монобазичне незасићене карбоксилне киселине. Хемијске особине таквих киселина изражене су у реакцијама:
- Са водониковим халидом, али много споријим од ограничавајућих и супротно Марковниковом правилу, јер карбоксилна група смањује електронску густину двоструке везе: Р = ЦХ - ЦООХ + ХЦл = РЦл - ЦХ2 - ЦООХ.
- Са халогенима: Бр2 + Р = ЦХ-ЦООХ = РБр-ЦХБр-ЦООХ.
- Са водоником, као резултат тога, двострука веза се прекида: Х2 + Р = ЦХ-ЦООХ = ЦООХ-Р-ЦХ.
- Опрезна оксидација, као резултат тога, формирају се хидрокси киселине: Р = ЦХ-ЦООХ + Х2О [О] Р (ОХ) -ЦХ (ОХ) ЦООХ.
- Радикална оксидација која се јавља са руптуром молекула киселине (на пример, пропенска киселина): ЦХ3-ЦХ = Ц-ЦООХ + Х2О [О] ЦХ3ЦООХ + ХООЦ-ЦООХ.
- Полимеризација: н ЦООХ- (ЦХ = ЦХ) -Р = н (-ЦООХ-ЦХ-ЦХ-Р-)
Хемијске особине бикарбоксилних киселина
Дикарбоксилне органске киселине су дибазичне карбоксилне киселине. Хемијске особине ових киселина се разликују од својстава монокарбоксилних киселина. То је због чињенице да је јачина дибазичних киселина већа од јачине монобазичне због утицаја друге групе карбоксила и хидроксила. Штавише, овај ефекат се смањује са растојањем од ланца атома угљеника.
Дибазичне киселине показују следеће особине:
- Декарбоксилација киселине (на пример, етандин): ХООЦ-ЦООХ (т) = ХООЦ + ЦО2. Важно је знати да оксална и малонска киселина пролазе декарбоксилацију много лакше него друге.
- Формирање киселих и средњих соли: ХООЦ-РР-ЦООК или ХООК-РР-ЦООК.
- Формирање комплетних и некомплетних етера.
- Малонска киселина може да улази у реакције супституције: водоник из ЦХ2 групе угљоводоничног радикала лако се замењује атомима метала.
Соли формиране од карбоксилних киселина
Соли су органска једињења која су резултат замене атома водоника и хидроксила групе карбоксилне киселине карбоксилне киселине са металом. То јест, органске киселине у реакцијама са базама или неорганским солима могу да формирају соли карбоксилних киселина. Хемијска својства којима се добијају органска једињења као што су соли користе се у домаћинству за производњу сапуна.
Стеаринска (октадеканоична) и палмитинска (хексадеканска) киселина су најпогоднија за синтезу чврстих и течних сапуна. Олеиц (цис-9-октадецен) или миристик (тетрадекан киселина).
Основа сапуна је реакција синтезе естера горе наведених киселина са калијумом или натријумовом соли.
Поступци за производњу карбоксилних киселина
Постоје многе методе и методе за производњу киселина са ЦООХ групом, али се најчешће користе следеће:
- Екстракција из природних супстанци (масти и друге ствари).
- Оксидација моноалкохола или једињења са ЦОХ-групом (алдехиди): РОХ (РЦОХ) [О] Р-ЦООХ.
- Хидролиза трихалоалкана у алкалијама са средњом производњом моно-алкохола: РЦл3 + НаОХ = (РОХ + 3НаЦл) = РЦООХ + Х2О.
- Сапонификација или хидролиза естара киселине и алкохола (естри): Р-ЦООР '+ НаОХ = (Р-ЦООНа + Р'ОХ) = Р-ЦООХ + НаЦл.
- Оксидација алкана са перманганатом (тврда оксидација): Р = ЦХ2 [О], (КМнО4) РЦООХ.
Вредност карбоксилних киселина за људе и индустрију
Хемијске особине карбоксилних киселина су од великог значаја за живот људи. Они су изузетно неопходни за тело, као у великим количинама које се налазе у свакој ћелији. Метаболизам масти, протеина и угљених хидрата увек пролази кроз фазу добијања једне или друге карбоксилне киселине.
Поред тога, карбоксилне киселине се користе у креирању лекова. Ниједна фармацеутска индустрија не може постојати без практичне употребе својстава органских киселина.
Важну улогу играју једињења са карбоксилном групом у козметичкој индустрији. Синтеза масти за каснију производњу сапуна, детерџената и домаћих хемикалија заснива се на реакцији естерификације са карбоксилном киселином.
Хемијске особине карбоксилних киселина се одражавају у људском животу. Они су од великог значаја за људско тело, јер се налазе у великом броју у свакој ћелији. Метаболизам масти, протеина и угљених хидрата увек пролази кроз фазу добијања једне или друге карбоксилне киселине.