Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Карбоновые кислоты

Кислородсодержащие органические соединения

18.07.2024
3545
0

Карбоновые кислоты

План урока

  • Строение карбоновых кислот. Номенклатура. Изомерия
  • Физические свойства карбоновых кислот
  • Химические свойства карбоновых кислот
  • Получение карбоновых кислот
  • Применение применение карбоновых кислот

Цели урока

  • рассмотреть особенности строения карбоновых кислот
  • научиться составлять структурные формулы карбоновых кислот, давать им названия
  • научиться составлять уравнения химических реакций с участием карбоновых кислот
  • рассмотреть основные способы  получения карбоновых кислот
  • рассмотреть применение важнейших карбоновых кислот

Разминка

  • В какие вещества окисляются альдегиды?
  • Между какими веществами протекает реакция этерификации?
  • У каких органических веществ наблюдаются кислотные свойства?
  • Назовите характерные реакции для неорганических кислот.

Строение карбоновых кислот. Номенклатура. Изомерия

Карбоновые кислоты относятся к кислородсодержащим органическим веществам, в молекуле которых имеется особая карбоксильная группа .

Часто её записывают как -COOH. Карбоксильных групп в составе может быть несколько. Это будут двух и трёхосновные кислоты. 

 

Например двухосновая — щавелевая кислота.

Кроме этого, есть различные непредельные карбоновые кислоты, например олеиновая, входящая в состав жиров:

 

C17H33COOH.

 

Кислоты могут быть также ароматическими. Самая известная — бензойная кислота .

Мы подробнее рассмотрим одноосновные карбоновые кислоты с одной карбоксильной группой.

 

Названия карбоновых кислот происходят от названий алканов, только в конце к ним добавляется суффикс «овая» .

 

Соответственно, они будут называться: метановая, этановая, пропановая и т. д. Помимо названий по систематической номенклатуре у многих карбоновых кислот есть ещё и тривиальные названия, некоторые из которых приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Номенклатура карбоновых кислот и солей

Общая формула карбоновых кислот CnH2nO2. Ту же общую формулу имеют сложные эфиры , которые мы рассмотрим на следующем занятии.


Упражнение 1

 

Составьте сокращённые структурные формулы: 2 -метилпропановая кислота, 2-метилбутановая кислота, 2,3-диметилбутановая кислота.


Физические свойства карбоновых кислот

По агрегатному состоянию карбоновые кислоты являются либо жидкостями, либо твёрдыми веществами. Между молекулами они также, как и спирты, образуют водородные связи, поэтому хорошо растворимы в воде. Растворимость в воде уменьшается с увеличением углеводородного радикала.

Химические свойства карбоновых кислот

Кислотные свойства

Карбоновые кислоты, как и неорганические кислоты, являются электролитами, правда, очень слабыми. Поэтому они диссоциируют обратимо:

 

R-COOH  R-COO- +H+.

 

Это определяет их свойства, которые являются аналогичными по сравнению с неорганическими кислотами, только выражены слабее.

 

Они также реагируют с металлами, которые расположены в ряду активности до водорода: 

 

2HCOOH + Mg  (HCOO)2Mg +H2.

муравьиная                   формиат магния

кислота   

 

Вступают в реакции нейтрализации с основаниями:

 

CH3-COOH + KOH  CH3-COOK +H2O.

уксусная                                         ацетат калия   

кислота

 

Реагируют с амфотерными гидроксидами:

 

2CH3-COOH + Zn(OH)2  (CH3-COO)2Zn +2H2O.

уксусная                                                     ацетат цинка   

кислота

 

Взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами металлов:

 

2CH3-COOH + CuO  (CH3-COO)2Cu +H2O.

уксусная                                             ацетат меди 

кислота

 

2CH3-COOH + ZnO  (CH3-COO)2Zn +H2O.

уксусная                                              ацетат цинка 

кислота

 

Карбоновые кислоты являются слабыми, но даже они вытесняют более слабые кислоты из солей, например, угольную (в первой реакции) или сернистую кислоты (во второй реакции):

 

2HCOOH + Na2CO3  2HCOONa + CO2+ H2O,
муравьиная                           формиат натрия

кислота

 

2CH3-COOH + Na2SO3  2CH3-COONa + SO2+ H2O.

уксусная                                                  ацетат натрия

кислота

Реакция этерификации (образование сложных эфиров)

Как вы помните, карбоновые кислоты со спиртами образуют сложные эфиры. Реакция обратима, протекает при высокой температуре и под действием катализаторов. Чаще всего используется концентрированная серная кислота как водоотнимающее средство. Схематически уравнение реакции этерификации выглядит следующим образом.

Со сложными эфирами, образованными в ходе химического процесса, вы подробнее познакомитесь в нашей следующей теме.

Специфические свойства муравьиной кислоты

Муравьиная кислота содержит в своём составе две группы: альдегидную и карбоксильную. Поэтому она как альдегид будет вступать в реакции окисления, например с аммиачным раствором оксида серебра или гидроксидом меди (II) при нагревании.

Получение карбоновых кислот

Окисление алканов

Карбоновые кислоты можно получить окислением некоторых алканов. Реакции идут при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Так, в промышленности получают муравьиную кислоту из метана и уксусную из бутана.

Окисление альдегидов и спиртов

Карбоновые кислоты, как вы помните, можно получить окислением альдегидов. Например, гидроксидом меди (II) при нагревании этаналя получаем уксусную кислоту.

Вы знаете также, что спирты окисляются в альдегиды, поэтому карбоновые кислоты возможно получать прямым окислением спиртов. Схематически эту реакцию можно представить так:

Применение карбоновых кислот

Карбоновые кислоты встречаются повсеместно в жизни человека.

 

С пищей мы получаем уксусную, яблочную, молочную, лимонную, бензойную, аскорбиновую кислоты. В качестве лекарственных препаратов применяем салициловую и ацетилсалициловую кислоты. А ещё есть высшие (жирные) карбоновые кислоты: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая. Все они входят в состав жиров. В дальнейшем мы рассмотрим этот вопрос подробнее. Муравьиная встречается в крапиве и муравьях. Из уксусной кислоты изготавливают волокна. Уксусную эссенцию, то есть её 70–80%-й раствор, применяют в пищевой промышленности для консервирования продуктов питания.


Упражнение 2

 

Вам выдали три пробирки с неподписанными веществами: уксусная кислота, этаналь, этиленгликоль. Имея в распоряжении свежеприготовленный гидроксид меди (II), составьте алгоритм определения веществ. Составьте уравнения химических реакций.


Упражнение 3

 

Закончите уравнения химических реакций.

 

CH3-COOH + CaO 

CH3-COOH + Cu(OH)2 

CH3-CH2-COOH + Ba 

HCOOH + Na2SiO3 


Контрольные вопросы

 

1. В чём особенности строения карбоновых кислот?

2. Какие химические свойства характерны для карбоновых кислот? Что называют реакциями этерификации?

3. Назовите способы получения муравьиной и уксусной кислот.

4. Укажите области применения уксусной кислоты.


Ответы

 

Упражнение 1

             

CH3-CH(CH3)-COOH

2 -метилпропановая кислота

             

CH3-CH2-CH(CH3)-COOH

2-метилбутановая кислота 

             

CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-COOH

2,3-диметилбутановая кислота

       

Упражнение 2

 

Ко всем веществам в 3 пробирках добавляем гидроксид меди (II).

 

  • Если осадок растворяется с образованием голубого раствора, то делаем вывод: в пробирке уксусная кислота.

2CH3-COOH + Cu(OH)2  (CH3-COO)2Cu + H2O

 

  • Если образуется раствор ярко-синего (василькового) цвета — это этиленгликоль.

 

  • Осадок при нагревании становится кирпично-красным — это этаналь.

Упражнение 3

 

Закончите уравнения химических реакций.

 

2CH3-COOH + CaO  (CH3-COO)2Ca + H2O

2CH3-COOH + Cu(OH)2  (CH3-COO)2Cu + H2O

2CH3-CH2-COOH + Ba  (CH3-CH2-COO)2Ba  + H2

2HCOOH + Na2SiO3  2HCOONa + H2SiO3


Предыдущий урок
Карбоновые кислоты
Кислородсодержащие органические соединения
Следующий урок
Одноатомные спирты
Кислородсодержащие органические соединения
Урок подготовил(а)
teacher
Дмитрий Алексеевич
Учитель химии
Опыт работы: 10 лет
Поделиться:
  • Решение простейших тригонометрических неравенств. Уравнения, содержащие ограничения по ОДЗ

    Алгебра

  • Проводники в постоянном электрическом поле. Диэлектрики в постоянном электрическом поле

    Физика

  • А.С. Пушкин. Философская лирика

    Литература

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке