1. Вещество, которое относится к предельным монокарбоновым кислот это...
а) С3Н8О2; б) С3Н6О2; в) С3Н8О; г) С3Н6О.
2. Составьте электронную формулу уксусной кислоты и поясните, как происходит перекрывание и сдвиг электронных плотностей при образовании химических связей в карбоксильной группе.
3. Связь О-Н в молекулах кислот по сравнению со спиртами:
а) менее полярная; в) по полярности не отличается;
б) более полярная; г) неполярная.
4. Напишите структурные формулы возможных изомерных кислот и сложных эфиров, соответствующие формуле С4Н8О2. Назовите их.
Химические свойства. Предельные одноосновные кислоты – химически активные соединения, что обусловлено наличием карбоксильной группы. Для них характерны реакции, протекающие с разрывом связей О - Н и С - О (замещение группы -ОН), а также реакции замещения атома водорода у а - углеродного атома.
I. Реакции с разрывом связи О - Н
2. Образование солей. Карбоновые кислоты, подобно неорганическим кислотам, вступают в реакции:
- с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода
2НСООН + Mg (HCOO)2Mg + Н2
формиат магния
- с основаниями — реакция нейтрализации
С2Н5СООН + NaOH C2H5COONa + Н2О
пропионат натрия
- с основными и амфотерными оксидами
2CH3COOH + ZnO (CH3COO)2Zn + Н2О
ацетат цинка
- с солями, образованными более слабыми и летучими кислотами, как неорганическими
2CH3COOH + Na2CО3 2CH3COONa + Н2О + СО2
так и органическими
CH3COOH + C17H35COONa CH3COONa + С17Н35СООН
стеарат натрия
Карбоновые кислоты являются слабыми кислотами, поэтому их соли в водном растворе легко гидролизуются:
KCH3CОО + H2О CH3COOH + КОН
Сильные неорганические кислоты вытесняют карбоновые кислоты из их солей:
2CH3COONa + H2SО4 2СН3СООН + Na2SО4
Появление запаха уксусной кислоты является качественной реакцией на ацетат-ион (СН3СОО-).
Реакции с разрывом связи С – О
При замещении группы — ОН в карбоновых кислотах на другие заместители образуются функциональные производные кислот.
Чтобы перейти от массовых долей углерода, водорода и кислорода к их индексам в молекулярной формуле, запишем массовые доли в виде соотношений и разделим массовые доли на атомные массы соответствующих элементов (для С - на 12, для H - на 1, для O - на 16). Таким образом мы от соотношения масс перейдем к соотношениям количеств вещества, то есть к простейшей формуле:
80% 20%
n(C) : n(H) = : = 6,67 : 20
12 1
Для перехода к целым числам, разделим на мЕньшее из получившихся чисел (в данном случае, на 6,67) и округляем до целых:
6,67 20
n(C) : n(H) = : = 1 : 3
6,67 6,67
Простейшая формула C₁H₃ или CH₃.
Молекулярная масса M(CH₃) = 15
Фактическую молекулярную массу найдем из относительной плотности по водороду:
M = 2*D(H₂) = 2*15 = 30
Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в формуле индексы должны быть в два раза больше: C₂H₆
ответ: C₂H₆
(Можно предположить, что это этан)
2)
По этому же алгоритму находим простейшую формулу:
54,84% 9% 36,36%
n(C) : n(H) : n(O) = : : = 4,57 : 9 : 2,2725 =
12 1 16
4,57 9 2,2725
= : : = 2 : 4 : 1
2,2725 2,2725 2,2725
Простейшая формула С₂H₄O₁ или С₂H₄O.
Молекулярная масса М(С₂H₄O) = 44.
По плотности по водороду узнаем фактическую молекулярную массу:
М = 2*D(H₂) = 2*44 = 88.
Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в истинной формуле индексы должны быть в два раза больше: С₄H₈O₂
ответ: С₄H₈O₂
(Можно предположить, что это этиловый эфир уксусной кислоты CH₃-COO-C₂H₅)
3)
37.5% 12.5% 50%
n(C) : n(H) : n(O) = : : = 3.125 : 12.5 : 3.125 =
12 1 16
= 1 : 4 : 1
Простейшая формула С₁H₄O₁ или СH₄O
Молекулярная масса М(СH₄O) = 32
По плотности по водороду узнаем фактическую молекулярную массу:
М = 2*D(H₂) = 2*16 = 32.
Как видно, фактическая молекулярная масса совпадает с молекулярной массой, вычисленной, исходя из простейшей формулы . Значит, простейшая формула совпадает с молекулярной.
ответ: СH₄O
(Можно предположить, что это метиловый спирт, метанол CH₃-OH)
Примечание. В задании нужно только дать формулы, но не названия веществ. Дело в том, что делать выводы о строении и классе вещества на основании одной лишь молекулярной формулы опасно. Тем не менее, к каждому ответу в скобках курсивом дан пример вещества, отвечающего найденной формуле - если вдруг учитель попросит привести возможный пример вещества, соответствующего формуле