Химические свойства карбоновых кислот

Карбоновые кислоты – органические кислоты. Они входят в состав живых организмов и участвуют в метаболизме. Химические свойства карбоновых кислот обуславливаются наличием карбоксильной группы -СООН. К ним относятся уксусная, муравьиная, щавелевая, масляная и ряд других кислот.

Общее описание

Существует несколько способов получения карбоновых кислот:

  • окисление спиртов – C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (из этанола образуется уксусная кислота);
  • окисление альдегидов – CH3COH + [O] → CH3COOH;
  • окисление бутана – 2C4H10 + 5O2 → 4CH3COOH + 2H2O;
  • карбонилирование спирта – CH3 + CO → CH3COOH;
  • разложение щавелевой кислоты для получения муравьиной кислоты – C2H2O4 → HCOOH + CO2;
  • взаимодействие солей с концентрированной серной кислотой – CH3COONa + H2SO4 → CH3COOH + NaHSO4.

Способы получения карбоновых кислот

Рис. 1. Способы получения карбоновых кислот.

Физические свойства карбоновых кислот:

  • температура кипения выше, чем у соответствующих углеводородов и спиртов;
  • хорошая растворимость в воде – растворяются на катионы водорода и анионы кислотного остатка (являются слабыми электролитами);
  • увеличение числа атомов углерода уменьшает силу кислот.

Карбоновые кислоты имеют прочные водородные связи (прочнее, чем у спиртов), что обуславливается высоким положительным зарядом на атоме водорода в карбоксильной группе.

Взаимодействие

Карбоновые кислоты изменяют окраску индикаторов. Лакмус и метилоранж становятся красными.

Взаимодействие с индикаторами

Рис. 2. Взаимодействие с индикаторами.

В таблице химических свойств карбоновых кислот описано взаимодействие кислот с другими веществами.

Реакции

Результат

Пример

С металлами

Выделяется водород, образуются соли

2CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2

С оксидами

Образуются соль и вода

2CH3COOH + ZnO → (CH3COO)2Zn + H2O

С основаниями (нейтрализация)

Образуются соль и вода

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

С карбонатами

Выделяются углекислый газ и вода

2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + H2O + CO2

С солями слабых кислот

Образуется неорганическая кислота

2CH3COOH + Na2SiO3 → 2CH3COONa + H2SiO3

С аммиаком или гидроксидом аммония

Образуется ацетат аммония. При взаимодействии с гидроксидом выделяется вода

CH3COOH + NH3 → CH3COONH4

CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 + H2O

Со спиртами (этерификация)

Образуются сложные эфиры

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

Галогенирование

Образуется соль

CH3COOH + Br2 → CH2BrCOOH

Соли, образующиеся при взаимодействии веществ с муравьиной кислотой, называются формиатами, с уксусной кислотой – ацетатами.

Декарбоксилирование

Отщепление карбоксильной группы называется процессом декарбоксилирования, который происходит в следующих случаях:

  • при нагревании солей в присутствии твёрдых щелочей с образованием алканов – RCOONaтв + NaOHтв → RH + Na2CO3;
  • при нагревании твёрдых солей – (СН3СОО)2Са → СН3-СО-СН3 + СаСО3;
  • при прокаливании бензойной кислоты – Ph-COOH → PhH + CO2;
  • при электролизе растворов солей – 2RCOONa + Н2О → R-R + 2CO2 + 2NaOH.

Процесс декарбоксилирования

Рис. 3. Процесс декарбоксилирования.

Что мы узнали?

Из урока 10 класса узнали об основных химических и физических свойствах карбоновых кислот. Они образуются при окислении спиртов, альдегидов, бутана, в процессе карбонилирования, разложения, взаимодействия с серной кислотой. Кислоты хорошо растворяются в воде и закипают при более высоких температурах, чем спирты. В процессе декарбоксилирования отщепляется группа -СООН. Карбоновые кислоты взаимодействуют с солями, металлами, оксидами, гидроксидами, солями, аммиаком.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 91.

Предметы