Карбоновые кислоты, их строение, классификация, изомерия, номенклатура и физические свойства
Муравьиная кислота
Муравьиная кислота HCOOH впервые была выделена в XVII веке из красных лесных муравьев. Содержится также в соке жгучей крапивы. Безводная муравьиная кислота – бесцветная жидкость с острым запахом и жгучим вкусом, вызывающая ожоги на коже. Применяется в текстильной промышленности в качестве протравы при крашении тканей, для дубления кож, а также для различных синтезов .
Уксусная кислота
- Уксусная кислота CH 3 COOH широко распространена в природе – содержится в выделениях животных, в растениях (в зеленых листьях). Образуется при брожении, гниении, скисании вина, пива, содержится в кислом молоке и сыре. Температура плавления безводной уксусной кислоты + 16,5°C, кристаллы ее прозрачны как лед, поэтому ее называют ледяной уксусной кислотой. Впервые получена в конце XVIII века русским ученым Т. Е. Ловицем.
Лимонная кислота
OH
׀
HOOC – CH 2 – C – CH 2 - COOH
׀
COOH
Лимонная кислота содержится в лимонах, землянике, смородине, ананасах, а так же молоке и крови. Она повышает общий тонус организма. Впервые лимонная кислота была получена из сока незрелых лимонов шведским аптекарем Шееле в 1784г
Яблочная кислота
НООС – CH – CH 2 COOH
׀
OH
Богаты ею плоды рябины, барбариса, малины, яблони, вегетативные органы толстянковых и других суккулентов. Яблочная кислота используется в производстве газированных безалкогольных прохладительных напитков и соков. Она используется как подкислитель, антисептик и стабилизатор пищевых продуктов (является хорошим заменителем лимонной кислоты), а также в кондитерской промышленности для изготовления желе, пастилы, мармелада.
Молочная кислота
СH 3 – CH – COOH
׀
OH
Молочная кислота находится в квашеной капусте, созревшем сыре, маринованных огурцах, поте человека.
Впервые была выведена Шееле в 1780 г из кислого молока, что и дало ей такое название.
Щавелевая кислота
НООС-СООН
Впервые выделена из сока кислицы. Она широко распространена в природе: содержится в щавеле, смородине, апельсинах, малине. Но её не используют в пищевой отрасли промышленности. Эта кислота сильнее уксусной в 200 раз и может разъедать посуду.
Её соли могут откладываться в организме человека, образуя камни.
Карбоновые кислоты – органические вещества, содержащие в молекуле одну или несколько карбоксильных групп - СООН , связанных с углеводородным радикалом. Общая формула предельных одноосновных карбоновых кислот C n Н 2n O 2 или С n Н 2n+1 COOH
Классификация карбоновых кислот
В зависимости от природы радикала:
1.Предельные – этановая (уксусная);
СН 3 СООН
2.Непредельные – акриловая;
3.Ароматические – бензойная.
СН 2 =СНСООН
С 6 Н 5 СООН
Классификация карбоновых кислот
По числу карбоксильных групп
СН 3 СООН
НООССООН
НООССН 2 С(СООН)(ОН)СН 2 СООН
Одноосновные
Двухосновные
Многоосновные
Гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот
Химическая формула
Систематическое название
НСООН
Тривиальное название, название кислотного остатка
метановая
СН 3 СООН
этановая
Муравьиная (формиат)
СН 3 СН 2 СООН
СН 3 СН 2 СН 2 СООН
Уксусная (ацетат)
пропановая
бутановая
Пропионовая (пропионат)
СН 3 СН 2 СН 2 СН 2 СООН
Масляная (бутират)
пентановая
СН 3 СН 2 СН 2 СН 2 СН 2 СООН
гексановая
Валериановая (валериат)
C 15 H 31 COOH
Капроновая (капрат)
гексадекановая
C 17 H 35 COOH
октадекановая
Пальмитиновая(пальмитат)
Стеариновая (стеарат)
Алгоритм названия карбоновых кислот
- Указываем положение заместителей и их название (названия).
- Находим главную цепь атомов углерода и нумеруем её, начиная с карбоксильной группы.
- После корня, указывающего число атомов углерода в цепи, идет суффикс «-овая» кислота.
- Если карбоксильных групп несколько, то перед «- овая» ставится числительное ( -ди, - три…)
3- метилбутан + -овая = 3-метилбутановая кислота
Назовите соединения
СН 3
׀
СН 3 – С – СООН
׀
СН 3
А)
Б)
СН 3 – СН- СН 2 – СН – СООН
׀ ׀
СН 3 СН 3
2,2- диметилпропановая кислота
2,4-диметилпентановая кислота
В)
Г)
СН 3
׀ СН 3 – СН 2 – С – СООН
׀
СН 3
СН 3 – СН 2 – СН- СН 2 – СН – СООН
׀ ׀
СН 3 СН 3
2,2-диметилбутановая кислота
2,4 – диметилгексановая кислота
Изомерия
Какие виды изомерии возможны для предельных одноосновных карбоновых кислот?
С какого члена гомологического ряда возможна изомерия углеродного скелета?
Углеродного скелета
Межклассовая
СН 3 – СН – СООН
׀
СН 3
CH 3 –COO–CH 2 CH 3
2-метилпропановая кислота
этилацетат
Строение молекул
Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот.
С1-С4
С5-С9
С9 и выше
жидкости
маслянистые
твердые
жидкости
Молекулы карбоновых кислот связаны друг с другом водородными связями и образуют цепочки из молекул (ассоциаты).
Тест
1. Как называется функциональная группа карбоновых кислот?
А. гидроксильная. Б. карбоксильная. В. Карбонильная
2.Предельные одноосновные карбоновые кислоты имеют общую формулу:
А.СnН2nO Б. СnН2nO2 В. СnН2n+2O Г) СnН2n-2O2
3. Как называются соли уксусной кислоты?
А. Ацетаты Б. Формиаты В. Стеараты
4. Как называются вещества по отношению друг к другу? CH3COOH CH3(CH2)14COOH
А. изомеры Б. гомологи В. не имеют никакого отношения друг к другу.
5.Какие признаки верно отражают физические свойства уксусной кислоты.
а) газообразное вещество
в) хорошо растворяется в воде
б) имеет характерный запах
д) плохо растворяется в воде
г) при комнатной температуре бесцветная жидкость
Самопроверка. 1.б 2.б 3.а 4.б 5.б, в, г