storinka.click » Хімія » Карбонові кислоти. Оцтова (етанова) кислота
Інформація про новину
  • Переглядів: 1831
  • Дата: 3-02-2018, 15:26
3-02-2018, 15:26

Карбонові кислоти. Оцтова (етанова) кислота

Категорія: Хімія


Матеріал параграфа допоможе вам:

вирізняти карбонові кислоти серед інших органічних сполук;

з'ясувати будову молекули оцтової кислоти; засвоїти властивості оцтової кислоти; дізнатися про застосування оцтової кислоти.

Карбонові кислоти. У цьому і наступному параграфах ітиметься про сполуки класу карбонових кислот. Вони відрізняються від спиртів наявністю в молекулах карбоксильної групи атомів

Карбонові кислоти — це похідні вуглеводнів, молекули яких містять одну або кілька карбоксильних груп.

У рослинному світі трапляються різні карбонові кислоти — мурашина, оцтова, щавлева, яблучна, лимонна та ін. Тривіальні назви цих сполук здебільшого походять від назв рослин, у яких вони були знайдені (мал. 78, а). Карбонові кислоти виявлено і в організмах комах (мал. 78, б), ссавців, людини.


Загрузка...

Оцтова кислота. Рідину, назва якої — оцет, виготовляли люди ще в давні часи. Її використовують для різних потреб у кожній родині, передусім для консервування, під час приготування їжі (мал. 79). Оцет — розбавлений водний розчин оцтової кислоти.

Оцтова кислота є найважливішою карбоновою кислотою. Її хімічна формула — СН3СООН. Вона складається з двох частин — вуглеводневого залишку -СН3 (залишок від молекули метану СН4) і карбоксильної групи -СООН.

Хімічна назва оцтової кислоти — етанова кислота.

Будова молекули оцтової кислоти. Структурна формула молекули цієї сполуки (мал. 80):

Атом Оксигену, який сполучений з атомом Карбону подвійним зв’язком, спричиняє сильне зміщення спільної електронної пари в гідроксильній групі:


Зв’язок О-Н у молекулі оцтової кислоти є більш полярним, ніж у молекулах етанолу чи гліцерину, тому сполука виявляє кислотні властивості.

Фізичні властивості. За звичайних умов оцтова кислота є безбарвною рідиною з різким

запахом і густиною 1,05 г/см3. При зниженні температури до +16,7 °С вона кристалізується, немов замерзає (мал. 81). Тому чисту кислоту іноді називають льодяною оцтовою кислотою. Температура кипіння сполуки +118,1 °С. Вона вища, ніж температура кипіння етанолу С2Н5ОН (+78,3 °С). Це зумовлено утворенням у кислоті більшої кількості водневих зв’язків ('її молекула містить два атоми Оксигену, тоді як молекула спирту — один атом).

Оцтова кислота змішується з водою в будь-яких співвідношеннях з утворенням розчину.

Хімічні властивості. Оцтова кислота, як і неорганічні кислоти, дисоціює у водному розчині на катіони Гідрогену та аніони кислотного залишку:

Цей процес відбувається внаслідок розриву ковалентних полярних зв’язків О-Н. Утворювані катіони Гідрогену спричиняють зміну забарвлення індикатора.

Оцтова кислота є слабкою; в її розчині міститься значно більше молекул кислоти, ніж йонів.

Аніон СН3СОО- називають ацетат-іоном, а солі оцтової кислоти — ацетатами (етаноата-ми). У формулах солей цієї та інших органічних кислот спочатку записують аніони, потім — катіони: CH3COONa, (СН3СОО)2Ва.

Оцтова кислота взаємодіє з активними металами (з виділенням водню):

Вона також вступає в реакції з основними й амфотерними оксидами (мал. 82), основами, амфотерними гідроксидами, деякими солями слабких кислот (наприклад, із карбонатами):

У йонно-молекулярних рівняннях оцтову кислоту як слабку кислоту подають у недисо-ційованій формі:

Складіть рівняння реакції оцтової кислоти з розчином натрій силікату в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Застосування. Оцтова кислота — перша з карбонових кислот, яка стала відома людині. Її застосовують у хімічній і харчовій промисловості, при фарбуванні тканин, у виробництві штучних волокон, домашньому господарстві.

ВИСНОВКИ

Карбонові кислоти — похідні вуглеводнів, молекули яких містять одну або кілька карбоксильних груп —СООН.

Оцтова кислота СН3СООН — найважливіша карбонова кислота. Це безбарвна рідина з різким запахом, яка змішується з водою в будь-яких співвідношеннях з утворенням розчину.

Оцтова кислота є слабкою. Вона взаємодіє з металами з виділенням водню, основними й амфотерними оксидами, основами, амфотерними гідроксидами, деякими солями.

Оцтову кислоту використовують у промисловості, для домашніх потреб.

205. Які сполуки називають карбоновими кислотами? Чим молекула карбонової кислоти відрізняється від молекули спирту?

206. Знайдіть формулу карбонової кислоти, якщо її молярна маса така сама, що й етанолу. Чи відповідає ця кислота визначенню карбонових кислот?

207. Поясніть, як і завдяки чому молекула оцтової кислоти дисоціює у водному розчині.

208. Чому оцтова кислота не виявляє основних властивостей, хоча її формула містить групу ОН, як і формула натрій гідроксиду?

209. Складіть рівняння реакцій і дайте назви їхнім продуктам:

210. Наведіть по два молекулярні рівняння, які відповідають таким йонно-молекулярним рівнянням:

211. Обчисліть масову частку оцтової кислоти в розчині, який утворився:

а) при змішуванні однакових кількостей речовини кислоти і води;

б) при додаванні 20 г кислоти до 200 г 20 %-го її розчину;

в) при додаванні 100 г води до 200 г 20 %-го розчину кислоти.

212. Відносна формульна маса солі оцтової кислоти становить 142. Визначте формулу цієї солі й назвіть сполуку.

213. Обчисліть масу розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 32 %, який витратили на нейтралізацію 50 г розчину оцтової кислоти з масовою часткою кислоти 12 %.

214. Які маси оцтової есенції та води потрібно взяти для приготування 160 г столового оцту — розчину оцтової кислоти з масовою часткою кислоти 9 %? Візьміть до уваги, що оцтова есенція є розчином, який містить 80 % оцтової кислоти за масою.

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Як добувають оцтову кислоту

Щорічний обсяг виробництва оцтової кислоти у світі сягає 4 млн тонн. Її добувають на заводах переважно з інших органічних сполук. Наприклад, за певних умов здійснюють реакцію н-бутану1 з киснем:

Лабораторний метод добування оцтової кислоти ґрунтується на реакції обміну між твердою сіллю цієї кислоти і концентрованою сульфатною кислотою. Взаємодію речовин здійснюють при нагріванні:

Пара оцтової кислоти, яка виділяється під час реакції, при охолодженні перетворюється на рідину.

Оцтова кислота утворюється при окисненні етанолу в його водному розчині киснем повітря за участю особливих бактерій. Реакція відбувається, якщо масова частка спирту в розчині не перевищує 10 %, і триває два-три тижні. Цей процес називають оцтовокислим бродінням. У такий спосіб (скисанням вина) в давнину виробляли оцет.


Загрузка...

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

Властивості оцтової (етанової) кислоти

ДОСЛІД 1

Дія оцтової кислоти на індикатор

Налийте в пробірку 1—2 мл розчину оцтової кислоти, занурте в нього скляну паличку і нанесіть нею краплю розчину на універсальний індикаторний папірець2. Що спостерігаєте? Напишіть рівняння електролітичної дисоціації оцтової кислоти.

ДОСЛІД 2

Реакція оцтової кислоти з металом

Обережно помістіть у пробірку невелику гранулу цинку і налийте 2 мл розчину оцтової кислоти. Що відбувається? Якщо ніяких змін не помічаєте, нагрійте вміст пробірки, але не до кипіння.

ДОСЛІД 3

Реакція оцтової кислоти

з основним (амфотерним) оксидом

Помістіть у пробірку трохи порошку купрум(ІІ) оксиду або іншого виданого вам оксиду і налийте 2 мл розчину оцтової кислоти. Що спостерігаєте? За потреби нагрійте вміст пробірки, але не до кипіння.

ДОСЛІД 4

Реакція оцтової кислоти з лугом

Налийте в пробірку 1—2 мл розчину оцтової кислоти і додайте краплю розчину фенолфталеїну. Додавайте в пробірку по краплях при перемішуванні розчин натрій гідроксиду. Зафіксуйте зовнішній ефект, який засвідчить, що кислота повністю прореагувала з лугом.

ДОСЛІД 5

Реакція оцтової кислоти з нерозчинною основою (амфотерним гідроксидом)

Налийте в пробірку 1 мл розчину лугу і додайте стільки ж розчину купрум(ІІ) сульфату або виданого вам розчину іншої солі. Що спостерігаєте?

Перемішайте суміш з осадом і долийте до неї 2 мл розчину оцтової кислоти. Що відбувається в пробірці?

ДОСЛІД 6

Реакція оцтової кислоти із сіллю

Помістіть у пробірку трохи кальцій карбонату і налийте 2 мл розчину оцтової кислоти. Що спостерігаєте?

Під час проведення кожного досліду записуйте свої дії та спостереження в подану нижче таблицю. Після завершення дослідів запишіть у таблицю висновки і відповідні рівняння реакцій у молекулярній і йонно-молекулярній формах.

215. Поясніть, з якою метою в досліді 4 використовують індикатор.

216. Яким буде результат досліду 6, якщо кальцій карбонат замінити:

а) на натрій карбонат; б) на кальцій сульфат? Відповіді обґрунтуйте.

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Попель, Крикля