Wyszukiwarka -

Menu
Losowy pierwiastek
Dzisiaj jest:
Utrzymanie portalu
Prawa autorskie
Popularne tagi:
Reklama

Lekcja 2 - Poznajemy budowę cząsteczek, właściwości i zastosowanie kwasów karboksylowych
Znasz już budowę cząsteczek, właściwości i zastosowanie kwasów nieorganicznych, tzw. mineralnych. Był to kwas solny – HCl, kwas siarkowodorowy H2S, kwas azotowy(V) HNO3, kwas siarkowy - H2SO4, kwas węglowy - H2CO3, kwas fosforowy(V) - H3PO4, kwas siarkowy(IV) - H2SO3.
Kwasy organiczne są pochodnymi węglowodorów. Niektóre z nich znasz z życia codziennego, np. kwas octowy czy cytrynowy. Kwasy organiczne to inaczej kwasy karboksylowe, ponieważ w cząsteczce każdego z nich znajduje się grupa funkcyjna, zwana grupą karboksylową:

Wiele kwasów ma nazwy zwyczajowe związane z ich występowaniem lub zastosowaniem. Nazwy systematyczne tworzy się od nazwy węglowodoru, mającego w cząsteczce tyle atomów węgla co kwas, dodając końcówkę –owy, np. etan – kwas etanowy. Poniższa tabela przedstawia wzory, nazwy systematyczne i zwyczajowe pierwszych czterech kwasów karboksylowych w szeregu homologicznym.


Wzór ogólny kwasów karbksylowych:

Zapamiętaj, że zapisany powyżej wzór ogólny kwasów karboksylowych nie dotyczy jedynie kwasu mrówkowego, gdyż w jego cząsteczce nie ma grupy alkilowej, a zamiast niej występuje atom wodoru.

Kwas mrówkowy (kwas metanowy)

HCOOH

Kwas mrówkowy jest pierwszy członem szeregu homologicznego kwasów karboksylowych.
Jego zaskakująca nazwa pochodzi, że został wyodrębniony z jadu mrówek.
Kwas mrówkowy jest bezbarwną cieczą o ostrym, duszącym zapachu i właściwościach parzących. Jest silną trucizną. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jest palny. Wynik reakcji spalania całkowitego:
2 HCOOH + O 2 -> 2 CO 2 + 2 H2O

Zastosowanie:
- produkcja barwników
- garbowanie skór
- substancja bakteriobójcza

Kwas octowy (kwas etanowy)

CH3COOH

Kwas octowy jest drugim członem szeregu homologicznego kwasów karboksylowych. Jeśli pozostawimy dowolny napój alkoholowy na otwartej przestrzeni, po jakimś czasie straci smak, czyli „skwaśnieje”. Zachodzi reakcja, w której alkohol etylowy pod wpływem powietrza i zawartych w nich bakterii ulega utlenianiu. Proces ten potocznie zwany jest jako fermentacja octowa. Produktem fermentacji octowej jest kwas octowy i woda:
C2H5OH + O2 -> CH3COOH + H2O.

Kwas octowy jest cieczą bezbarwną o intensywnym zapachu. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Wodny roztwór kwasu octowego ulega dysocjacji jonowej:
CH3COOH -> H+ + CH3COO-

Reakcje kwasu octowego z różnymi substancjami:
a) kwas octowy i magnez:
2 CH3COOH + Mg -> (CH3COO)2Mg + H2
Reakcja zachodzi gwałtownie, wydziela się wodór. Podczas tej reakcji wydziela się ciepło. Powstaje octan magnezu.
b) kwas octowy i zasada sodowa
NaOH + CH3COOH -> CH3COOH Na + H2O
Nastąpiło zobojętnienie zasady sodowej kwasem octowym. Powstał octan sodu.
c) kwas octowy z tlenkiem miedz(II)
CuO + 2 CH3COOH -> (CH3COOH) 2Cu + H2O
Wniosek z tej reakcji, że kwas octowy reaguje z metalami aktywnymi, tlenkami metali i wodorotlenkami jak i kwasami nieorganicznymi.

Kwas octowy spala się niebieskim płomieniem:
CH3COOH -> 2 O2 -> 2 CO2 + H2O

Zastosowanie:
- barwniki, farby
- przemysł spożywczy
- tworzywa sztuczne
- leki

Wyższe kwasy karboksylowe

Nazwa wyższe kwasy karboksylowe odnosi się do kwasów o długich łańcuchach węglowych. Kwasy te nazywane są kwasami tłuszczowymi, gdyż można je wyodrębnić z tłuszczów, np.:
- kwas palmitynowy - C15H31COOH
- kwas stearynowy - C17H35COOH
- kwas oleinowy - C17H33COOH

Kwasy oleinowy jest żółtą oleistą cieczą a dwa pozostałe przykłady białymi, ciałami stałymi. Wszystkie nie są rozpuszczalne w wodzie. Nie ulegają dysocjacji jonowej.
Kwasy stearynowy i palmitynowy topią się w niskiej temperaturze. Wszystkie spalają się żółtym płomieniem. Kwas oleinowy jedynie odbarwia wodę bromową lub rozcieńczony roztwór manganianu(VII) potasu. Świadczy o tym, że jest to związek nienasycony.

Zastosowanie:
- mieszanina kwasów stearynowego i palmitynowego nosi nazwę stearyny i służy do produkcji świec. Kwas oleinowy jest głównym składnikiem olejów jadalnych, oliwy i tranu.

Mydło są to sole wyższych kwasów karboksylowych (palmitynowego, stearynowego, oleinowego). Mydło użytkowe, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie, to sole sodowe i potasowe wymienionych kwasów.
Mydła potasowe – są szare i maziste
Mydła sodowe – są białe i twarde
Mydła toaletowe – są to wysokogatunkowe mydła sodowe z dodatkiem oleju kokosowego, olejków zapachowych i barwników.

Podobieństwa i różnice

Niższe kwasy karboksylowe są cieczami o intensywnym, ostrym zapachu. Kwasy o średniej długości łańcucha(od czterach atomów węgla w cząsteczce) są oleistymi cieczami o niemiłej woni, a wyższe – ciałami stały o delikatnym zapachu.

Rozpuszczalność kwasów karboksylowych w wodzie maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.

Właściwości kwasów karboksylowych i ich duża aktywność chemiczna wynikają z obecności w cząsteczce grupy karboksylowej –COOH. Niższe kwasy – dobrze rozpuszczalne w wodzie – dysocjują a wyższe nie ulegają tego procesu. Ich aktywność chemiczna maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.

Podsumowanie tematu:
1. Oblicz masę procentową zawartość węgl w kwasie octowym.
2. Wymień właściwości kwasu mrówkowego
3. Oblicz stosunek masy węgla do masy tlenu i masy wodoru w kwasie metanowym.
4. Napisz równanie reakcji dysocjacji jonowej octanu magnezu.

Lekcja 1 - Poznajemy budowę cząsteczek, właściwości i zastosowanie alkoholi

Lekcja 3 - Poznajemy estry - produkty reakcji estryfikacji