Карбонові кислоти і їх хімічні властивості

Хімічні сполуки, основу яких складає одна і більш груп СООН, отримали визначення карбонові кислоти.

В основу з’єднань входить група СООН, що має два складових – карбоніл і гідроксил. Групу атомів СООН називають карбоксильною групою (карбоксилом). Взаємодія елементів забезпечується поєднанням двох атомів кисню і атома вуглецю.

Будова карбонових кислот

Вуглеводневий радикал в одноосновних граничних кислотах з’єднується з однією групою СООН. Загальна формула карбонових кислот виглядає так: R-COOH.

Будова карбонової групи впливає на хімічні властивості.

Номенклатура

У назві карбонових сполук спочатку нумерують атом вуглецю групи COOH. Кількість карбоксильних груп позначають приставками ді-; три-; тетра.

Наприклад, СН3-СН2-СООН – формула пропановой кислоти.

У карбонових сполук існують і звичні слуху назви: мурашина, оцтова, лимонна … Все це назви карбонових кислот.

Назви солей карбонових сполук виходять з назв вуглеводнів з додаванням суфікса «-оат» (СООК) 2 етандіот калію.

Класифікація карбонових кислот

Карбонові кислоти класифікація.

За характером вуглеводню:

  • граничні;
  • ненасичені;
  • ароматичні.

За кількістю груп СООН бувають:

  • одноосновні (оцтова кислота);
  • двухосновні (щавлева кислота);
  • багатоосновні (лимонна кислота).

Граничні карбонові кислоти – сполуки, в яких радикал з’єднаний з одним карбонілом.

Класифікація карбонових кислот розділяє їх ще і за будовою радикала, з яким пов’язаний карбонил. За цією ознакою з’єднання бувають алифатические і алициклические.

Фізичні властивості

Розглянемо карбонові кислоти фізичні властивості.

Карбонові сполуки мають різне число атомів вуглецю. Залежно від цього числа фізичні властивості цих сполук розрізняються.

Сполуки, що мають в складі від одного до трьох вуглецевих атомів, вважаються нижчими. Це рідини без кольору з різким запахом. Нижчі з’єднання з легкістю розчиняються у воді.

Сполуки, що мають в складі від чотирьох до дев’яти вуглецевих атомів – маслянисті рідини, що мають неприємний запах.

Сполуки, що мають в складі понад дев’ять вуглецевих атомів, вважаються вищими і фізичні властивості цих сполук такі: вони є твердими речовинами, їх неможливо розчинити у воді.

Температура кипіння і плавлення залежить від молекулярної маси речовини. Чим більше молекулярна маса, тим вище температура кипіння. Для закипання і плавлення потрібна більш висока температура, ніж спиртів.

Отримання карбонових кислот

Існує кілька способів отримання карбонових кислот.

  • Отримання карбонових сполук за допомогою окислення спиртів. Спирти взаємодіють з оксидом хрому і розведеної сірчаної кислотою з додаванням ацетону або марганцівки.
  • За допомогою окислення альдегідів (оксид хрому вступає в реакцію з оксидом срібла).
  • За допомогою окислення алкенів. Використовують суміш перманганату калію і перйодатом натрію у водному розчині в нейтральному середовищі.
  • За допомогою окислення алкілбензолів отримують ароматичні кислоти.
  • За допомогою гідролізу.
  • За допомогою карбоксилювання металовмісних з’єднань.
  • За допомогою синтезу ароматичних сполук.
  • Виділення з природних речовин (наприклад, з жирів).
  • Отримання карбонових сполук можливо при обмиленні або гідролізі ефірів і спирту.
  • Отримання карбонових сполук відбувається і з ціанідів за допомогою нагрівання.

Хімічні властивості карбонових кислот

При хімічних реакціях виявляються такі властивості:

  • дисоціація. Фарбують лакмусовий папірець в червоний колір, оскільки володіють кислими властивостями;
  • вступаючи в реакції з металами, солями, оксидами і гідроксидами водень заміщається на активні метали;
  • при реакціях з спиртами гідроксил заміщується на залишок спирту. Таким чином виходить складний ефір;
  • завжди відбувається заміщення водню на галогени;
  • при взаємодії з основними оксидами утворюються сіль і вода;
  • при взаємодії з гідроксидами утворюються солі і вода;

Застосування карбонових кислот

Карбонові сполуки поширені в пріроде.Поетому їх застосовують у багатьох областях: у промисловості (легкої та важкої), в медицині і сільському господарстві, а також у харчовій промисловості та косметології.

Ароматичні у великій кількості містяться в ягодах і фруктах.

В медицині використовують молочну, винну і аскорбінову кислоту. Молочну застосовують як припікання, а винну – як легке проносне. Аскорбінова зміцнює імунітет.

Фізичні властивості карбонових кислот косметології використовуються фруктові та ароматичні. Завдяки їм клітини швидше оновлюються. Аромат цитрусових здатний надати тонізуючу і заспокійливу дію на організм. Бензойна зустрічається в бальзами і ефірних маслах, вона добре розчиняється в спирті.

Високомолекулярні ненасичені сполуки зустрічаються в дієтології. Оленів в цій області найбільш поширена.

Поліненасичені з подвійними зв’язками (лінолева і інші) мають біологічну активність. Їх ще називають активними жирними кислотами. Вони беруть участь в обміні речовин, впливають на зорову функцію і імунітет, а також на нервову систему. Відсутність цих речовин в їжі або недостатнє їх вживання загальмовує ріст тварин і робить негативний вплив на їх репродуктивну функцію.

Сорбінова виходить з ягід горобини. Вона є відмінним консервантом.

Акрилова має їдкий запах. Вона застосовується для отримання скла і синтетичних волокон.

На основі реакції етіріфікаціі відбувається синтез жиру, який застосовують при виготовленні мила, а також миючих засобів.

Мурашина використовується в медицині, в бджільництві, а також в якості консервантів.

Оцтова – рідина без кольору з різким запахом; легко змішується з водою. Її широко застосовують в харчовій промисловості в якості приправи. Також вона використовується при консервації. Ще вона має властивості розчинника. Тому широко застосовується у виробництві лаків і фарб, при фарбуванні. На її основі виготовляють сировину для боротьби з комахами і бур’янами.

Стеаринова і пальмітинова (вищі одноосновні з’єднання) є твердими речовинами і не розчиняються у воді. Але їх солі застосовуються у виробництві мила. Вони роблять брикети мила твердими.

Оскільки з’єднання здатні надавати однорідність масам, то вони широко використовуються у виготовленні ліків.

Рослини і тварини також виробляють карбонові сполуки. Тому вживати їх всередину безпечно. Головне, – дотримуватися дозування. Перевищення дози і концентрації веде до опіків і отруєнь.

Їдкість з’єднань приносить користь в металургії, а також реставраторам і меблярам. Суміші на їх основі дозволяють вирівнювати поверхні і очищати іржу.

Складні ефіри, одержувані при реакції етерифікації, знайшли своє застосування в парфумерії. Вони використовуються також в якості компонентів лаків і фарб, розчинників. А також як аромадобавки.

Посилання на основну публікацію