Інструкція для виконання лабораторної роботи № 7

Тема: Вивчення властивостей карбонових кислот.

1 Мета:

1.1Єксперементально ознайомитися із властивостями карбонових кислот.

1.2 Закріпити теоретичні знання на практиці.

2 Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:

2.1 Пробірки, газовідвідна трубка.

2.2 Реактиви: натрій ацетату СН₃СООNa, концентрованої сульфатної кислоти H₂SO₄, магнієві ошурки, купрум оксид CuО, натрій гідроксиду NaOH, етилового спирт.

3 Теоретичні відомості:

Карбоновими кислотами називаються органічні сполуки, в молекулах яких містяться одна або декілька карбоксильних.

Карбоксильна група складається з карбонільної і гідроксильної груп. В карбоксильній групі карбонільна і гідроксильна групи взаємно впливають одна на одну, тому властивості цих груп в кислотах не відповідають властивостям спиртів і альдегідів.

Послаблення зв'язку між киснем і воднем у гідроксильній групі пояснюється відмінністю електронегативностей атомів вуглецю, кисню і водню. Атом вуглецю карбонільної групи набуває деякого позитивного заряду (електронна густина зміщується від нього вбік атома кисню карбонільної групи). В результаті цього атом вуглецю притягує до себе електронну хмару від атома кисню гідроксильної групи. Компенсуючи зміщену електронну густину, атом кисню гідроксильної групи відтягує на себе електронну хмару сусіднього атома водню. Внаслідок цього зв'язок між атомами кисню і водню в гідроксильній групі стає більш полярним, а атом водню — дуже рухливим, тобто відбувається зміщення електронів у карбоксильній групі:

 

Хімічні властивості карбонових кислот

Розчини карбонових кислот у воді мають кислий смак, забарвлюють лакмус і метил оранжевий у червоний колір, проводять електричний струм, взаємодіють з металами з виділенням водню. Це свідчить, що органічні кислоти вступають у реакції, характерні для кислот. Розглянемо хімічні властивості карбонових кислот на прикладі оцтової кислоти.

 

Хімічні властивості карбонових кислот в порівнянні з неорганічними кислотами

 

№ п/п	Властивості кислот	Хімічні властивості, характерні для кислот
неорганічних	органічних (карбонових)
1.	Дисоціація	НСl Н^++Сl^-	СН3СООН СН3СОО^- + Н^+ (лакмусовий папірець - червоний)
2.	Взаємодія з металами	Zn + 2НСl ZnСl2 + Н2	2СН3СООН + Zn ® (СН3СОО)2 Zn + H2 цинк ацетат
3.	Взаємодія з основними оксидами	MqО + 2НСl MqСl2 + Н2О	2СН3СООН + MqО®(СН3СОО)2Mq+H2О магній ацетат
4.	Взаємодія з лугами	NaOH + НСl NaСl + Н2О	СН3СООН + NaOH ® СН3СООNa + H2O натрій ацетат
5.	Взаємодія з со-лями слабших і летких кислот	NaHСО3 + НСl NaСl + + Н2О + СО2	СН3СООН + NaHСО3 ® СН3СООNа + +H2О + СО2 ­ натрій ацетат
6.	Взаємодія із спиртами (реакція етерифікації)	СН3 – СН2 – ОН + + Н – О – SO2 – ОН ® СН3 – СН2О – SO2ОН + Н2О етиловий ефір сірчаної кислоти	t, H2SO4 О // СН3СООН + С2Н5ОН ® СН3-С + H2О \ О - С2Н5 етилацетат, або етиловий ефір оцтової кислоти

 

У карбонових кислот під впливом карбоксильної групи збільшується рухливість атомів водню, які стоять біля атома вуглецю, сусіднього з карбоксильною групою. Тому вони легко заміщуються атомами хлору:

 

СН₃СООН + СІ₂ ® СН₂СООН + HСІ

ï

СІ

хлороцтова кислота

4 Хід роботи:

4.1Одержання оцтової кислоти.

Помістити у пробірку 0,5г натрій ацетату СН₃СООNa і додати 1мл концентрованої сульфатної кислоти H₂SO₄. Пробірку з сумішшю закрити пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої опустити у іншу суху пробірку. Суміш нагріти. У пробірку, куди виділяються пари оцтової кислоти, помістити універсальний лакмусовий папірець. Зробіть висновки. Напишіть рівняння реакції.

4.2 Взаємодія з металами.

В пробірку помістити невелику кількість магнієвих ошурок, додати 1 мл оцтової кислоти. Закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою, до отвору якої піднести палаючий сірник. Зробіть висновки. Напишіть рівняння реакції.

4.3 Реакція солеутворення з оксидами металів.

В пробірку помістити невелику кількість купрум оксиду CuО (в кристалах). Додати 2 мл оцтової кислоти. Реакційну суміш підігріти. Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакції.

4.4 Реакція нейтралізації.

В пробірку налити 1-2 мл натрій гідроксиду NaOH, додати по краплям (1-2) фенолфталеїну, а потім - розчин оцтової кислоти. Зробіть висновки. Напишіть рівняння реакції.

4.5 Реакція етерифікації.

В пробірку налити 1-2 мл оцтової кислоти, додати рівну кількість етилового спирту та декілька крапель водовідбірної речовини (концентрованої Н₂SO₄). Вміст пробірки обережно нагріти. Утворену суміш вилити в стакан з насиченим розчином повареної солі. Зробіть висновки. Напишіть рівняння реакції.

5 Висновки:

6 Контрольні питання:

6.1 Як поводять себе карбонові кислоти у воді?

6.2 Яким індикатором не можна довести наявність катіону Гідрогену в розчині кислоти? Чому?

 

6.3 Поясніть, де при приготуванні їжі використовується реакція між оцтовою кислотою та питною содою? З якою метою?

6.4 Вапняний наліт на кранах, накип у чайнику - це кальцій карбонат. Як можна позбавитись накипу або вапняного нальоту, використовуючи влас-тивості оцтової кислоти?

 

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов. -Москва: «Химия», 1989.

2 Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія. Підручник 10 клас для загальноосвітніх навчальних закладів.- Київ: «Перун», 2002.