Властивості дикарбонових кислот аліфатичного ряду.

Дослід 1. Розчинність оксалатної кислоти.

У пробірку помістити декілька кристаликів кислоти і влити подвійний об’єм дистильованої води. Вміст пробірки добре розмішати. За допомогою універсального індикатора визначити за шкалою рН розчину кислоти. Зробити висновок.

Написати рівняння ступінчастої дисоціації кислоти.

Дослід 2. Одерження кальцієвої солі оксалатної кислоти та її розчиність в мінеральних кислотах.

У пробірку прилити 3 см³ 3%-ного розчину калій оксалату і такий же об׳єм см³ 5%-ного розчину кальцій хлориду. Одержаний осад розділити на дві частини (пробірки) і в першу долити 3-5 крапель ацетатної, а в другу стільки ж хлоридної кислот. Що спостерігається в обох пробірках?

Написати рівняння реакцій утворення відповідних солей та їх розчинність в мінеральній кислоті.

 

Дослід 3. Добування кислих та середніх солей оксалатної кислоти.

У пробірку прилити 2 см³ розчину оксалатної кислоти і краплями, перемішуючи паличкою, прилити розчин калій гідроксиду. Коли осад повністю розчиниться, додати такий же об’єм оксалатної кислоти.

Що спостерігається?

Написати всі відповідні рівняння реакцій.

 

Дослід 4. Оксидація оксалатної кислоти.

У пробірку налити 3 см³ 5%-ного розчину калій перманганату, 1 см³ 2н розчину сульфатної кислоти і 1 см³ розчину оксалатної кислоти. Швидко закрити пробірку корком з Г-подібною трубкою, кінець якої опустити в розчин баритової води і пробірку з реакційною сумішшю нагріти до початку реакції. Що спостерігається?

Написати рівняння реакцій і урівняти його оксидно – відновним балансом.

 

Дослід 5. Відновлення оксалатної кислоти.

До щіпки металічного магнію, зволоженого краплею води, прилити порціями (по 1 см³) 5 см³ розчину оксалатної кислоти. Відновлення проходить з виділенням газу. Якого? Утворюється альдокислота, яку можна розпізнати за допомогою фуксинсульфітної кислоти.

Написати рівняння реакції відновлення оксалатної кислоти.

 

Дослід 6. Добування оксалатів важких металів.

У дві пробірки прилити окремо по 5 крапель розчину амонію оксалату і відповідно до 1-ої пробірки прилити 5 крапель 10%-ного розчину плюмбум ацетату, а в другу – таку ж кількість 10%-ного розчину купрум (ІІ) сульфату. Осади розчинити в розчині хлоридної кислоти

Що спостерігається у пробірках?

Написати рівняння утворення відповідних оксалатів.

 

Дослід 7. Порівняння сили насичених і ненасичених дикарбонових кислот.

За допомогою приладу для вимірювання електропровідності порівняти силу дикарбонових кислот: янтарної, малеїнової, фумарової. Розмістити їх у порядку зменшення кислотних властивостей. Пояснити як впливає розміщення карбоксильних групи у цис- і транс-положенні на силу кислот.

Написати рівняння дисоціації даних кислот.

 

Дослід 8. Якісна реакція на малеїнову кислоту.

До 5 крапель розчину малеїнової кислоти прилити 5 крапель бромної води. Що спостерігаються? Аналогічно повторити дослід з розчином калій перманганату. Спостерігати за зміною забарвлення у обох випадках. Написати рівняння реакцій даних кислоти з Br₂ – водою i розчином KMnO₄.

 

Дослід 9. Ізомеризація малеїнової кислоти.

У пробірку налити 2 см³ 5%-ного розчину малеїнової кислоти і краплями прилити бромну воду. Одержану суміш опромінити кварцевою лампою або прямим сонячним світлом. Випадання кристалів фумарової кислоти свідчить про процес ізомеризації.

Написати рівняння ізомеризації кислоти.

 

Дослід 10. Ситуаційна задача.

У 3-х окремих пробірках містяться розчини оксалатної, малеїнової і ацетатної кислот. За допомогою якісних реакцій визначити кожну кислоту. Написати відповідні рівняння реакцій.

 

ЗАНЯТТЯ № 22

Тема:Функціональні похідні карбонових кислот.

Актуальність теми: Карбонові кислоти утворюють похідні як по радикалу так і по функціональні групі. Це реакційноздатні сполуки, особливо ангідриди, галогенангідриди, які використовуються як ацилюючі засоби у виробництві різних органічних сполук та ліків.

 

Навчальні цілі: Теоретичне і практичне засвоєння будови, властивостей естерів, жирів, восків, їх біологічним значенням та застосуванням.

Знати:

- характеристику жирів (число омилення, йодне, нейтралізації);

- гідроліз жирів у лужному і нейтральному середовищах;

- значення жирів у фармації;

- біологічну роль жирів, їх оксидація в організмі.

Вміти:

- одержувати естери;

- давати назви функціональним похідним карбонових кислот;

- проводити ідентифікацію жирів, естерів;

- розв’язувати типові задачі

Самостійна позааудиторна робота

1. Теоретично підготуватись по контрольних питаннях даної теми.

2. Повторити властивості солей неорганічних кислот.

3. Який об'єм водню (н.у.) необхідний для одержання 2 т твердого тристеаринового жиру з триолеату?.

4. За допомогою рівнянь реакцій здійснити такі перетворення:

СН₄®СН₃-СООС₂Н₅

Вказати типи і механізми реакцій.

5. Пояснити миючі властивості мила.

6. Поверхнево – активні речовини, їх значення і застосування.

7. На прикладі етилацетату написати механізми кислотного та лужного гідролізу амідів карбонових кислот.

8. Написати структурні формули ангідриду бензойної кислоти, метилформіату, гідразиду ацетатної кислоти, бензоїлброміду.

9. Яку масу форматної кислоти та етанолу необхідно для одержання 2 кг естеру, якщо вихід останнього становить 80%.

10. Оформити три графи протоколу.

Контрольні питання

1. Ліпіди, їх класифікація та біологічне значення.

2. Естери. Їх склад і номенклатура.

3. Реакція етерифікації, її механізм.

4. Прості ліпіди. Воски. Бджолиний віск. Спермацет.

5. Жири, їх склад та властивості. Продукти оксидації жирів.

6. Омилення жирів, їх гідроліз. Мило, синтетичні миючі засоби (СМЗ).

7. Гідрування жиру. Штучні жири. Твіни.

8. Аналітичні характеристики жирів (число омилення, йодне число).

9. Вищі жирні кислоти – структурні компоненти омилюванних ліпідів.

10. Насичені вищі жирні кислоти. Стеарин.

11. Ненасичені вищі жирні кислоти. Лінетол.

Самостійна аудиторна робота

 

1. Проробити досліди передбачені у методичній вказівці.

2. Результати спостережень і висновки внести у протокол.

3. Написати тестовий контроль або самостійне індивідуальне завдання.

4. Оформити протокол і захистити його у викладача

5. Виписати з даної теми медичні препарати вказати їх фармакологічну дію та застосування.

6. Написати формули ізомерів карбонових кислот та естерів складу С₅Н₁₀О₂.

7. Написати схему реакцій добування пропіламіну з відповідного аміду карбонової кислоти і відповідного нітрилу.

8. Написати схеми добування етилацетату, використовуючи при цьому різні ацилуючі реагенти.

9. Написати формули твердого і рідкого жирів, мила.

10. Синтетичні миючі засоби.

Теоретична частина

 

До функціональних похідних карбонових кислот відносяться ангідриди, галоген ангідриди, аміди, гідриди, нітрили, солі, бестери. Ізомерія даних кислот зумовлена ізомерією вуглецевого скелету. Назви функціональних похідних утворюють з назви відповідних кислот або анальних груп і назви замісників.

За хімічними властивостями дані кислоти проявляють біфункціональні властивості по функціональній групі і по заміснику. Галогенангідриди являються активними електрофільними реагентами і легко вступають в реакції нуклеофільного заміщення. Внаслідок чого галогенангідриди є ацилуючими реагентами. Ацилування ароматичних вуглеводнів проводять за реакцією Фріделя-Крафтса. Ангідриди карбонових кислот можуть бути лінійні та циклічні. Лінійні, що містять з0алишки різних кислот називаються змішаними ангідридами. Ангідриди карбонових кислот як і галогенангідриди є досить активні електрофільні реагенти, але мають менш виражений електрофільний характер і легко реагують з різними нуклеофільними реагентами.

Циклічні ангідриди реагують зі спиртами, аміаком і первинними амінами. Складні естери є електрофільними реагентами. Будучи електрофільними реагентами, естери вступають в реакції нуклеофільного заміщення (гідроліз, алкоголіз, гідразиноліз). Гідроліз проходить в кислому та лужному середовищі.

Аміди карбонових кислот практично не вступають в реакції нуклеофільного заміщення і є слабкими основами. При цьому вони утворюють солі лише з сильними мінеральними кислотами, піддаються гідролізу, дегідратації, розщепленню і відновленню.

Гідразиди карбонових кислот за хімічними властивостями подібні до амідів, виявляючи основні та нуклеофільні властивості (утворюють солі з мінеральними кислотами, вступають в реакцію ацилування, реагують з карбонільними сполуками, взаємодіють з азотистою кислотою).

Нітрили відрізняються від похідних карбонових кислот відсутністю карбонільної групи і наявністю ціаногрупи. Нітрили вступають в реакцію нуклеофільного приєднання по α-вуглецевому атомі, конденсації, гідролізу, відновлення.

Одержують функціональні похідні карбонових кислот діючи галогенідами фосфору, аміаком, спиртами, нагріванням амонійних солей, дегідратацією не заміщених амідів, розщепленням амідів.

Ідентифікацію проводять за допомогою фізичних та хімічних методів.

Медичні препарати: жири, твіни, спермацет, віск та ін.

Практична робота