كلور حمض الفورميك. التحضير لامتحان الكيمياء

الأحماض الكربوكسيلية- المواد العضوية التي تحتوي جزيئاتها على مجموعة أو أكثر من مجموعات الكربوكسيل.

تتكون مجموعة الكربوكسيل (المختصرة باسم COOH) - المجموعة الوظيفية للأحماض الكربوكسيلية - من مجموعة الكربونيل ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بها.

وفقًا لعدد مجموعات الكربوكسيل ، يتم تقسيم الأحماض الكربوكسيلية إلى أحادي القاعدة ، ثنائي القاعدة ، إلخ.

الصيغة العامة للأحماض الكربوكسيلية أحادية القاعدة R-COOH. مثال على حمض ثنائي القاعدة هو حمض الأكساليك HOOC-COOH.

وفقًا لنوع الجذر ، يتم تقسيم الأحماض الكربوكسيلية إلى مشبعة (على سبيل المثال ، حمض الأسيتيك CH 3 COOH) ، غير مشبع [على سبيل المثال ، حمض الأكريليك CH 2 \ u003d CH - COOH ، حمض الأوليك CH 3 - (CH 2) 7 - CH \ u003d CH - (CH 2) 7 - COOH] وعطرية (على سبيل المثال ، benzoic C 6 H 5 - COOH).

الايزومرات والمتجانسات

الأحماض الكربوكسيلية المشبعة أحادية القاعدة R-COOH هي أيزومرات استرات (يُشار إليها باختصار R "-COOR") بنفس عدد ذرات الكربون. الصيغة العامة لكلا C ن H2 نس 2.

جي	HCOOH الميثان (نملة)
	CH3COOH الإيثان (خليك)		حواجز 3 حمض الفورميك إستر الميثيل
	CH 3 CH 2 COOH البروبان (بروبيونيك)		HCOOCH 2 CH 3 إستر إيثيل حمض الفورميك	CH 3 COOK 3 إستر ميثيل حامض الخليك
	CH 3 (CH 2) 2 COOH البوتان (زيت)	2-ميثيل بروبانويك	HCOOCH 2 CH 2 CH 3 بروبيل استر لحمض الفورميك	CH 3 COOCH 2 CH 3 إستر إيثيل حامض الخليك	CH 3 CH 2 COOCH 3 إستر ميثيل حمض البروبيونيك
	والأيزومرات

خوارزمية لتسمية الأحماض الكربوكسيلية

ابحث عن سلسلة الكربون الرئيسية - هذه هي أطول سلسلة من ذرات الكربون ، بما في ذلك ذرة الكربون لمجموعة الكربوكسيل.
قم بترقيم ذرات الكربون في السلسلة الرئيسية ، بدءًا من ذرة الكربون في مجموعة الكربوكسيل.
قم بتسمية المركب وفقًا لخوارزمية الهيدروكربونات.
في نهاية الاسم ، أضف اللاحقة "-ov" ، والنهاية "-aya" وكلمة "حمض".

في جزيئات حمض الكربوكسيل ص- تتفاعل إلكترونات ذرات الأكسجين من مجموعة الهيدروكسيل مع الإلكترونات - روابط مجموعة الكاربونيل ، ونتيجة لذلك تزداد قطبية رابطة O - H ، يقوى - الرابطة في مجموعة الكاربونيل ، والشحنة الجزئية (+) على تنخفض ذرة الكربون وتزداد الشحنة الجزئية (+) على ذرة الهيدروجين.

هذا الأخير يساهم في تكوين روابط هيدروجينية قوية بين جزيئات الأحماض الكربوكسيلية.

تعود الخصائص الفيزيائية للأحماض الكربوكسيلية أحادية القاعدة المشبعة إلى حد كبير إلى وجود روابط هيدروجينية قوية بين الجزيئات (أقوى من تلك الموجودة بين جزيئات الكحول). لذلك ، تكون نقاط الغليان والقابلية للذوبان في الماء أعلى بالنسبة للأحماض منها في الكحوليات المقابلة.

الخواص الكيميائية للأحماض

يؤدي تقوية الكتلة -bond في مجموعة الكاربونيل إلى حقيقة أن تفاعلات إضافة الأحماض الكربوكسيلية غير معهود.

الإحتراق:
CH 3 COOH + 2O 2 2CO 2 + 2H 2 O
خصائص الحمض.
نظرًا للقطبية العالية لرابطة O-H ، فإن الأحماض الكربوكسيلية في محلول مائي تنفصل بشكل ملحوظ (بتعبير أدق ، تتفاعل معها بشكل عكسي):
HCOOH HCOO - + H + (بتعبير أدق HCOOH + H 2 O HCOO - + H 3 O +)

جميع الأحماض الكربوكسيلية عبارة عن إلكتروليتات ضعيفة. مع زيادة عدد ذرات الكربون ، تنخفض قوة الأحماض (بسبب انخفاض قطبية رابطة O-H) ؛ على العكس من ذلك ، فإن إدخال ذرات الهالوجين في الجذر الهيدروكربوني يؤدي إلى زيادة قوة الحمض. نعم ، على التوالي
HCOOH CH 3 COOH C 2 H 5 COOH

تتناقص قوة الأحماض ، وعلى التوالي
في ازدياد.
تظهر الأحماض الكربوكسيلية جميع الخصائص الكامنة في الأحماض الضعيفة:
Mg + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 مجم + H 2
CaO + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O
هيدروكسيد الصوديوم + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O
K 2 CO 3 + 2CH 3 COOH 2CH 3 COOK + H 2 O + CO 2
الأسترة (تفاعل الأحماض الكربوكسيلية مع الكحول ، مما يؤدي إلى تكوين الإستر):

يمكن أيضًا أن تدخل الكحولات متعددة الهيدروكسيل ، مثل الجلسرين ، في تفاعل الأسترة. الاسترات المتكونة من الجلسرين والأحماض الكربوكسيلية العالية (الأحماض الدهنية) هي دهون.
الدهون عبارة عن خليط من الدهون الثلاثية. الحد من الأحماض الدهنية (بالميتيك C 15 H 31 COOH ، دهني C 17 H 35 COOH) من الدهون الصلبة من أصل حيواني ، وغير المشبعة (الأوليك C 17 H 33 COOH ، اللينوليك C 17 H 31 COOH ، وما إلى ذلك) - الدهون السائلة (الزيوت ) أصل نباتي.
الاستبدال في جذور الهيدروكربون:

تتم عملية التبديل في الوضع-.
تكمن خصوصية حمض الفورميك HCOOH في أن هذه المادة عبارة عن مركب ثنائي الوظائف ، فهو عبارة عن حمض كربوكسيلي وألدهيد:

لذلك ، حمض الفورميك ، من بين أشياء أخرى ، يتفاعل مع محلول أمونيا من أكسيد الفضة (تفاعل مرآة الفضة ؛ تفاعل نوعي):
HCOOH + Ag 2 O (محلول الأمونيا) CO 2 + H 2 O + 2Ag

الحصول على الأحماض الكربوكسيلية

الألدهيدات استدعاء المركبات التي تحتوي جزيئاتها على مجموعة كربونيل متصلة بذرة الهيدروجين ، أي يمكن كتابة الصيغة العامة للألدهيدات على شكل

حيث R هو جذري هيدروكربوني ، يمكن أن يكون بدرجات مختلفة من التشبع ، على سبيل المثال ، محدد أو عطري.

تسمى مجموعة –CHO مجموعة الألدهيد.

الكيتونات - المركبات العضوية التي تحتوي جزيئاتها على مجموعة كاربونيل متصلة بجذر هيدروكربونيين. يمكن كتابة الصيغة العامة للكيتونات على النحو التالي:

حيث R و R 'عبارة عن جذور هيدروكربونية ، على سبيل المثال ، مشبعة (ألكيل) أو عطرية.

هدرجة الألدهيدات والكيتونات

يمكن تقليل الألدهيدات والكيتونات مع الهيدروجين في وجود المحفزات والتسخين إلى الكحولات الأولية والثانوية ، على التوالي:

أكسدة الألدهيدات

يمكن أكسدة الألدهيدات بسهولة حتى مع عوامل مؤكسدة خفيفة مثل هيدروكسيد النحاس ومحلول أكسيد الفضة النشادر.

عندما يتم تسخين هيدروكسيد النحاس باستخدام الألدهيد ، يختفي اللون الأزرق الأولي لخليط التفاعل ، ويتشكل راسب أحمر قرميد من أكسيد النحاس أحادي التكافؤ:

في التفاعل مع محلول أمونيا من أكسيد الفضة ، بدلاً من حمض الكربوكسيل نفسه ، يتشكل ملح الأمونيوم ، حيث تتفاعل الأمونيا في المحلول مع الأحماض:

لا تتفاعل الكيتونات مع محلول هيدروكسيد النحاس (II) والأمونيا من أكسيد الفضة. لهذا السبب ، تعتبر هذه التفاعلات نوعية للألدهيدات. وهكذا ، فإن التفاعل مع محلول النشادر من أكسيد الفضة ، إذا تم إجراؤه بشكل صحيح ، يؤدي إلى تكوين مرآة فضية مميزة على السطح الداخلي لوعاء التفاعل.

من الواضح ، إذا كانت العوامل المؤكسدة الخفيفة يمكنها أكسدة الألدهيدات ، فإن عوامل الأكسدة الأقوى ، على سبيل المثال ، برمنجنات البوتاسيوم أو ثنائي كرومات البوتاسيوم ، يمكنها أن تفعل الشيء نفسه بشكل طبيعي. عند استخدام هذه العوامل المؤكسدة في وجود الأحماض ، تتشكل الأحماض الكربوكسيلية:

الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية

الأحماض الكربوكسيلية تسمى مشتقات الهيدروكربونات التي تحتوي على مجموعة كربوكسيل واحدة أو أكثر.

مجموعة الكربوكسيلأ:

كما يتضح ، تتكون مجموعة الكربوكسيل من مجموعة الكربونيل -C (O) - متصلة بمجموعة الهيدروكسيل -OH.

نظرًا لحقيقة أن مجموعة الكربونيل مرتبطة مباشرة بمجموعة الهيدروكسيل ، فإن رابطة O-H ، التي لها تأثير استقرائي سلبي ، تكون قطبية أكثر من الكحوليات والفينولات. لهذا السبب ، فإن الأحماض الكربوكسيلية لها خصائص حمضية أكثر وضوحًا من الكحوليات والفينولات. في المحاليل المائية ، تظهر خصائص الأحماض الضعيفة ، أي تنفصل بشكل عكسي إلى كاتيونات الهيدروجين (H +) وأنيونات المخلفات الحمضية:

تفاعلات تكوين الملح

مع تكوين الأملاح ، تتفاعل الأحماض الكربوكسيلية مع:

1) المعادن إلى الهيدروجين في سلسلة النشاط:

2) الأمونيا

3) الأكاسيد الأساسية والمتذبذبة:

4) هيدروكسيدات المعادن الأساسية والمذبذبة:

5) أملاح الأحماض الأضعف - الكربونات والبيكربونات والكبريتيدات والكبريتيدات ، وأملاح الأحماض الأعلى (مع عدد كبير من ذرات الكربون في الجزيء):

يتم عرض الأسماء المنهجية والتافهة لبعض الأحماض وأملاحها في الجدول التالي:

الصيغة الحمضية	اسم حمض تافه / منهجي	ملح اسم تافه / منهجي
HCOOH	فورميك / ميثان	فورمات / ميثانوات
CH3COOH	أسيتيك / إيثان	خلات / إيثانوات
CH 3 CH 2 COOH	بروبيونيك / البروبان	بروبيونات / بروبانوات
CH 3 CH 2 CH 2 COOH	الزيت / البوتان	الزبدات / البوتانوات

يجب أيضًا أن نتذكر العكس: الأحماض المعدنية القوية تزيح الأحماض الكربوكسيلية من أملاحها كأحماض أضعف:

ردود الفعل التي تنطوي على مجموعة OH

تدخل الأحماض الكربوكسيلية في تفاعل الأسترة مع الكحولات أحادية الماء ومتعددة الهيدروجين في وجود أحماض غير عضوية قوية ، وتتشكل الإسترات:

هذا النوع من التفاعل قابل للعكس ، وبالتالي ، من أجل تحويل التوازن نحو تكوين الإستر ، يجب إجراؤها عن طريق إبعاد الإستر الأكثر تطايرًا عند تسخينه.

يسمى عكس تفاعل الأسترة بالتحلل المائي للإستر:

يستمر هذا التفاعل بشكل لا رجعة فيه في وجود القلويات ، حيث يتفاعل الحمض الناتج مع هيدروكسيد المعدن لتكوين ملح:

تفاعلات الاستبدال لذرات الهيدروجين في بدائل الهيدروكربون

عند إجراء تفاعلات كربوكسيلية مع الكلور أو البروم في وجود الفوسفور الأحمر ، عند تسخينها ، يتم استبدال ذرات الهيدروجين في ذرة الكربون ألفا بذرات هالوجين:

في حالة وجود نسبة أكبر من الهالوجين / الحمض ، قد تحدث كلورة أعمق:

تفاعلات تدمير مجموعة الكربوكسيل (نزع الكربوكسيل)

الخصائص الكيميائية الخاصة لحمض الفورميك

يحتوي جزيء حمض الفورميك ، على الرغم من صغر حجمه ، على مجموعتين وظيفيتين في وقت واحد:

في هذا الصدد ، لا يعرض فقط خصائص الأحماض ، ولكن أيضًا خصائص الألدهيدات:

تحت تأثير حامض الكبريتيك المركز ، يتحلل حمض الفورميك في الماء وأول أكسيد الكربون.

تعريف

تسمى المواد العضوية التي تحتوي جزيئاتها على مجموعة أو أكثر من مجموعات الكربوكسيل المتصلة بجذر الهيدروكربون الأحماض الكربوكسيلية.

العناصر الثلاثة الأولى من السلسلة المتجانسة من الأحماض الكربوكسيلية ، بما في ذلك حمض البروبيونيك ، هي سوائل لها رائحة نفاذة وقابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية. المتماثلات التالية ، بدءًا من حمض الزبد ، هي أيضًا سوائل لها رائحة كريهة حادة ، ولكنها ضعيفة الذوبان في الماء. الأحماض الأعلى ، التي تحتوي على عدد كربون 10 أو أكثر ، هي مواد صلبة ، عديمة الرائحة ، غير قابلة للذوبان في الماء. بشكل عام ، في سلسلة المتماثلات ، مع زيادة الوزن الجزيئي ، تقل القابلية للذوبان في الماء ، وتقل الكثافة ، وتزداد نقطة الغليان (الجدول 1).

الجدول 1. سلسلة متجانسة من الأحماض الكربوكسيلية.

الحصول على الأحماض الكربوكسيلية

يتم الحصول على الأحماض الكربوكسيلية عن طريق أكسدة الهيدروكربونات المشبعة والكحول والألدهيدات. على سبيل المثال ، حمض الأسيتيك - عن طريق أكسدة الإيثانول بمحلول برمنجنات البوتاسيوم في وسط حمضي عند تسخينه:

الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية

تعود الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية أساسًا إلى خصائص تركيبها. لذلك ، فإن الأحماض القابلة للذوبان في الماء قادرة على التفكك إلى أيونات:

R-COOH↔R-COO - + H +.

نظرًا لوجود H + ion في الماء ، فإنهم يتمتعون بطعم حامض ، ويمكنهم تغيير لون المؤشرات وتوصيل الكهرباء. في محلول مائي ، هذه الأحماض هي إلكتروليتات ضعيفة.

الأحماض الكربوكسيلية لها خصائص كيميائية مميزة لمحاليل الأحماض غير العضوية ، أي تتفاعل مع المعادن (1) وأكاسيدها (2) والهيدروكسيدات (3) والأملاح الضعيفة (4):

2CH 3 -COOh + Zn → (CH 3 COO) 2 Zn + H 2 (1) ؛

2CH 3 -COOH + CuO → (CH 3 COO) 2 Cu + H 2 O (2) ؛

R-COOH + KOH → R-COOK + H 2 O (3) ؛

2CH 3 -COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (4).

من الخصائص المحددة للحد ، وكذلك الأحماض الكربوكسيلية غير المشبعة ، التي تتجلى بسبب المجموعة الوظيفية ، التفاعل مع الكحول.

تتفاعل الأحماض الكربوكسيلية مع الكحول عند تسخينها وبوجود حمض الكبريتيك المركز. على سبيل المثال ، إذا تمت إضافة كحول الإيثيل وقليل من حمض الكبريتيك إلى حمض الأسيتيك ، فعند التسخين ، تظهر رائحة إيثيل إستر لحمض الأسيتيك (أسيتات الإيثيل):

CH 3 -COOH + C 2 H 5 OH CH 3 -C (O) -O-C 2 H 5 + H 2 O.

الخاصية المحددة للأحماض الكربوكسيلية المشبعة ، والتي تتجلى بسبب الجذر ، هي تفاعل الهالوجين (الكلورة).

تطبيق الأحماض الكربوكسيلية

تعمل الأحماض الكربوكسيلية كمواد وسيطة لإنتاج الكيتونات ، والهاليدات الحمضية ، وإسترات الفينيل ، وفئات مهمة أخرى من المركبات العضوية.

يستخدم حمض الفورميك على نطاق واسع للحصول على الإسترات المستخدمة في صناعة العطور والجلود (الدباغة) وصناعة النسيج (كمادة لاذعة في الصباغة) ، كمذيب ومواد حافظة.

يسمى المحلول المائي (70-80٪) من حمض الأسيتيك جوهر الخل ، والمحلول المائي 3-9٪ يسمى خل المائدة. غالبًا ما يستخدم الجوهر لصنع الخل في المنزل عن طريق التخفيف.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

ممارسه الرياضه

ما التفاعلات الكيميائية التي يمكن استخدامها لإجراء التحولات التالية:

أ) CH 4 → CH 3 Cl → CH 3 OH → HCHO → HCOOH → HCOOK.

اكتب معادلات التفاعل ، وحدد شروط حدوثها.

إجابه

أ) يؤدي كلور الميثان في وجود الضوء إلى إنتاج الكلوروميثان:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك.

مشتقات الهالوجين من الألكانات تخضع للتحلل المائي في وسط مائي أو قلوي مع تكوين الكحولات:

CH 3 Cl + NaOH → CH 3 OH + NaCl.

نتيجة لأكسدة الكحولات الأولية ، على سبيل المثال ، مع ثنائي كرومات البوتاسيوم في وسط حمضي في وجود محفز (Cu ، CuO ، Pt ، Ag) ، تتشكل الألدهيدات:

CH 3 OH + [O] → HCHO.

تتأكسد الألدهيدات بسهولة إلى الأحماض الكربوكسيلية المقابلة ، على سبيل المثال ، مع برمنجنات البوتاسيوم:

HCHO + [O] → HCOOH.

تظهر الأحماض الكربوكسيلية جميع الخصائص الكامنة في الأحماض المعدنية الضعيفة ، أي قادرة على التفاعل مع المعادن النشطة لتكوين الأملاح:

2HCOOH + 2K → 2HCOOK + H2.

مثال 2

ممارسه الرياضه

اكتب معادلات التفاعل بين المواد التالية: أ) 2-ميثيل بروبانويك حمض والكلور ؛ ب) حمض الخليك والبروبانول -2 ؛ ج) حمض الأكريليك وماء البروم ؛ د) 2-ميثيل بوتانويك حمض وكلوريد الفوسفور (V). حدد شروط التفاعل.

إجابه

أ) نتيجة للتفاعل بين حمض 2-ميثيل بروبانويك والكلور ، يتم استبدال ذرة الهيدروجين في جذر الهيدروكربون الموجود في الموضع a ؛ يتكون حمض 2-ميثيل -2-كلوروبروبانويك

H 3 C-C (CH 3) H-COOH + Cl 2 → H 3 C-C (CH 3) Cl-COOH + HCl (كات \ u003d P).

ب) نتيجة تفاعل التفاعل بين حمض الأسيتيك والبروبانول -2 ، يتم تكوين إستر - إستر الأيزوبروبيل لحمض الأسيتيك.

CH 3 -COOH + CH 3 -C (OH) H-CH 3 → CH 3 -C (O) -O-C (CH 3) -CH 3.

ج) نتيجة تفاعل التفاعل بين حمض الأكريليك وماء البروم ، إضافة هالوجين في موقع الرابطة المزدوجة وفقًا لقاعدة ماركوفنيكوف ؛ يتكون حمض 2،3-ديبروموبروبانويك

CH 2 \ u003d CH-COOH + Br 2 → CH 2 Br-CHBr-COOH

د) نتيجة لتفاعل التفاعل بين حمض 2-ميثيل بوتانويك وكلوريد الفوسفور (V) ، يتم تكوين كلوريد الحمض المقابل

CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOH + PCl 5 → CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOCl + POCl 3 + HCl.

الأحماض الكربوكسيلية.

الأحماض الكربوكسيلية هي مشتقات من الهيدروكربونات ، والتي يحتوي جزيءها على مجموعة أو أكثر من مجموعات الكربوكسيل.

الصيغة العامة حد أحادي القاعدةالأحماض الكربوكسيلية: من ن ح 2 ن ا 2

تصنيف الأحماض الكربوكسيلية.

1. حسب عدد مجموعات الكربوكسيل:

قاعدة واحدة (أحادية الكربون)

متعدد القاعدة (ثنائي الكربوكسيل ، ثلاثي الكربوكسيل ، إلخ).

حسب طبيعة الجذور الهيدروكربونية:

حد CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH؛ حمض البوتانويك.

غير محدود CH 2 = CH-CH 2 -COOH؛ حمض البوتينويك.

عطري

حمض شبه ميثيل بنزويك

أسماء أحماض الكربوكسى.

اسم

الملح و

شكلية

الميثان

HCOOH

اسيتيك

الإيثان

CH3COOH

بروبيوني

البروبان

بروبيونات

CH 3 CH 2 COOH

زيتي

البيوتان

CH 3 (CH 2) 2 COOH

حشيشة الهر

البنتان

CH 3 (CH 2) 3 COOH

كابرون

الهكسان

سداسي

CH 3 (CH 2) 4 COOH

النخلة

سداسي

بالميتات

ج 15 ساعة 31 COOH

دهني

ثماني الطور

ج 17 س 35 COOH

أكريليك

البروبين

CH 2 \ u003d CH-COOH

الأوليك

CH 3 (CH 2) 7 CH = CH (CH 2) 7 COOH

البنزويك

ج 6 ح 5 - كوب

أكساليك

إيثانديو

NOOS - COOH

تماثل الأحماض الكربوكسيلية.

1. ايزومرية سلسلة الكربون.يبدأ مع حمض البوتانويك (من 3 ح 7 UNSD ) ، والذي يوجد في شكل اثنين من أيزومرين: أحماض زبدية (بوتانويك) وأحماض متساوية (2-ميثيل بروبانويك).

2. تماثل موضع الرابطة المتعددة في الأحماض غير المشبعة ،فمثلا:

CH 2 \ u003d CH-CH 2 -COOH CH 3 -CH \ u003d CH-COOH

حمض البيوتين-3-أويك حمض البيوتين -2-أويك

(حمض فينيل أسيتيك) (حمض كروتونيك)

3. رابطة الدول المستقلة ، عبر-isomerism في الأحماض غير المشبعة ،فمثلا:

4. التزاوج بين الطبقات: الأحماض الكربوكسيلية هي أيزومرية للإسترات:

حمض الاسيتيك CH 3 -COOHوفورمات الميثيل H-COOSH 3

5. ايزومريةمواقف المجموعات الوظيفيةفي غير متجانسة الأحماض .

على سبيل المثال ، هناك ثلاثة ايزومرات لحمض chlorobutyric: 2-chlorobutanoic ، 3-chlorobutanoic و 4-chlorobutanoic.

هيكل مجموعة الكاربوكسي.

تجمع مجموعة الكربوكسيل بين مجموعتين وظيفيتين - كربونيل وهيدروكسيل ، وتؤثر كل منهما على الأخرى

تعود الخصائص الحمضية للأحماض الكربوكسيلية إلى تحول كثافة الإلكترون إلى أكسجين الكربونيل والنتيجة الاستقطاب الإضافي (مقارنة بالكحول) للرابطة - Н.
في محلول مائي ، تتفكك الأحماض الكربوكسيلية إلى أيونات:

الذوبان في الماء ونقاط غليان عالية من الأحماض بسبب التكوين روابط الهيدروجين بين الجزيئات. مع زيادة الوزن الجزيئي ، تقل قابلية ذوبان الأحماض في الماء.

مشتقات حمض الكربوكسى - في نفوسهم ، يتم استبدال مجموعة الهيدروكسو ببعض المجموعات الأخرى. كلهم يشكلون أحماض كربوكسيلية عند التحلل المائي.

استرات

هاليدات حمض

أنهيدريد

الحصول على الأحماض الكربوكسيلية.

1. أكسدة الكحوليات في ظروف قاسية - بمحلول برمنجنات البوتاسيوم أو ثنائي كرومات في وسط حمضي عند تسخينه.

2- أكسدة الألدهيدات : محلول من برمنجنات البوتاسيوم أو ثنائي كرومات في وسط حمضي عند التسخين ، تفاعل مرآة الفضة ، هيدروكسيد النحاس عند تسخينه.

3. التحلل المائي القلوي لثلاثي كلوريد :

R-CCl 3 + 3 NaOH  + 3 ناكل

مادة غير مستقرة

[ ر - ج ( أوه ) 3 ]  RCOOH + H2O

4. التحلل المائي للاسترات.

R-COOR 1 + KOH  RCOOK + R 1 OH

RCOOK + HCl  R-COOH + KCl

5. التحلل المائي للنتريل والأنهيدريد والأملاح.

1) النتريل: R -CN + 2H 2 O - (H +)  RCOOH

2) أنهيدريد: (R-COO) 2 O + H 2 O  2 ركوه

3) ملح الصوديوم: R -COONa + حمض الهيدروكلوريك  R-COOH + كلوريد الصوديوم

6. تفاعل كاشف Grignard مع CO 2:

R-MgBr + CO 2  R-COO-MgBr

R-COO-MgBr - (+ H 2 O)  R-COOH + Mg (OH) Br

7. حمض الفورميك تلقى تسخين أول أكسيد الكربون (II) بهيدروكسيد الصوديومتحت الضغط:

هيدروكسيد الصوديوم + أول أكسيد الكربون - (200 درجة مئوية ، ع)  HCOONa

2HCOONa + H 2 SO 4 2HCOOH + Na 2 SO 4

8. حمض الاسيتيك تلقى أكسدة البوتان التحفيزية:

2C 4 H 10 + 5O 2  4CH 3 -COOH + 2H 2 O

9. لتلقي حمض البنزويك من الممكن استخدامه أكسدة متماثلات البنزين أحادي الاستبدالالمحلول الحمضي لبرمنجنات البوتاسيوم:

5C 6 H 5 –CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4  5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + MnSO 4 + 14H 2 O

الخصائص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية.

1. خصائص الحمض - استبدال ذرة H في مجموعة الكربوكسيل بمعدن أو أيون أمونيوم.

1. التفاعل مع المعادن

2CH 3 COOH + Ca (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

خلات الكالسيوم

2. التفاعل مع أكاسيد المعادن

2CH 3 COOH + BaO  (CH 3 COO) 2 Ba + H 2 O

3. تفاعل التحييد مع هيدروكسيدات المعادن

2CH 3 COOH + Cu (OH) 2  (CH 3 COO) 2 Cu + 2H 2 O

4. التفاعل مع أملاح الأحماض الضعيفة والمتطايرة (أو غير القابلة للذوبان)

2CH 3 COOH + CaCO 3 (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O + CO 2

4*. رد فعل نوعي للأحماض الكربوكسيلية: التفاعل مع الصودا (بيكربونات الصوديوم) أو كربونات وبيكربونات أخرى.

نتيجة لذلك ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون.

2CH3COOH + Na2CO3 à 2CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 

2 - استبدال مجموعة الهيدروكسيل:

5. تفاعل التعقيم

6. تكوين أنهيدريدات الهالوجين - بمساعدة الفوسفور (III) و (V) كلوريدات.

7. تكوين الأميدات:

8. الحصول على أنهيدريد.

بمساعدة P 2 O 5 ، يمكن أن يجف حمض الكربوكسيل - والنتيجة هي أنهيدريد.

2CH 3 - COOH + R 2 O 5  (CH 3 CO) 2 O + HPO 3

3. استبدال ذرة الهيدروجين عند ذرة الكربون الأقرب لمجموعة الكربوكسيل ( - ذرة الكربون)

9- هلجنة الأحماض - يحدث التفاعل في وجود الفوسفور الأحمر أو في الضوء.

CH 3 -COOH + Br 2 - (P cr)  CH 2 -COOH + HBr

ملامح حمض الفورميك.

1. التحلل عند التسخين.

H-COOH - (H 2 SO 4 conc، t)  ثاني أكسيد الكربون + H2O

2. تفاعل المرآة الفضية مع هيدروكسيد النحاس (II) - يحمل حمض الفورميك خواص الألدهيدات.

H-COOH + 2 أوه  (NH 4) 2 CO 3 +2 اي جي+ 2NH 3 + H 2 O

H-COOH + Cu (OH) 2 -t CO 2 + Cu 2 O + H 2 O

3. الأكسدة بالكلور والبروم وكذلك حامض النيتريك.

H-COOH + Cl 2  CO 2 + 2HCl

ملامح حمض البنزويك.

1. التحلل عند التسخين - نزع الكربوكسيل.

ص عند تسخين حمض البنزويك ، يتحلل إلى بنزين وثاني أكسيد الكربون:

- (ر)  + ثاني أكسيد الكربون

2. تفاعلات الاستبدال في الحلقة العطرية.

مجموعة الكربوكسيل عبارة عن مجموعة سحب إلكترون ، فهي تقلل من كثافة الإلكترون في حلقة البنزين وهي ميتا الموجه.

HNO 3 - (H 2 SO 4)  + H2O

ملامح حمض الأكساليك.

1. التحلل عند تسخينه

2. الأكسدة مع برمنجنات البوتاسيوم.

مميزات الأحماض غير المشبعة (الأكريليك والأوليك).

1. تفاعلات الإضافة.

يحدث إضافة الماء وبروميد الهيدروجين إلى حمض الأكريليك ضد قاعدة ماركوفنيكوف ، لأن مجموعة الكربوكسيل هي مجموعة سحب الإلكترون:

CH 2 \ u003d CH-COOH + HBr  Br-CH 2 -CH 2 -COOH

يمكن أيضًا إضافة الهالوجينات والهيدروجين إلى الأحماض غير المشبعة:

ج 17 هـ 33 - COOH + H 2  ج 17 هـ 35 - COOH (دهني)

2. تفاعلات الأكسدة

مع الأكسدة الخفيفة لحمض الأكريليك ، تتشكل مجموعتان هيدروكسو:

3CH 2 \ u003d CH-COOH + 2KMnO 4 + 2H 2 O  2CH 2 (OH) -CH (OH) -COO K + CH 2 (OH) -CH (OH) -COOH + 2MnO 2

خصائص أملاح الأحماض الكربوكسيلية.

1. تبادل التفاعلات مع أقوى الأحماض والقلويات.

CH 3 -COONa + HCl CH 3 -COOH + NaCl

(CH 3-COO) 2 Cu + KOH Cu (OH) 2 + CH 3 COOK

2. التحلل الحراري لأملاح المعادن ثنائية التكافؤ (الكالسيوم والمغنيسيوم والباريوم) - تتشكل الكيتونات.

(CH 3-COO) 2 Ca - (t)  CaCO 3 + CH 3 -C-CH 3

3. اندماج الأملاح المعدنية القلوية مع القلويات (تفاعل دوماس) - يتم الحصول على الألكانات.

CH 3 -COONa + NaOH - (t)  CH 4 + Na 2 CO 3

4. التحليل الكهربائي للمحاليل المائية لأملاح الأحماض الكربوكسيلية (تفاعل كولبي).

2CH 3 -COONa + 2H 2 O - (el.current) 

 ج 2 ح 6 + 2CO 2 + ح 2 + 2 ناو

الأنود الكاثود

خصائص هاليدات الحمض

1. التحلل المائي - يتم الحصول على الحمض.

CH 3 -COCl + H 2 O  CH 3 -COOH + HCl

2. تفاعلات أسيلة للبنزين ، الأمينات ، أملاح الفينول.

ج H 3 -COCl + - (AlCl 3)  HCl +

3. تحضير الأميدات والإسترات

CH 3 -COCl + NH 3 CH 3 -CONH 2 + NH 4 Cl

C 6 H 5 - ONa + C 2 H 5 -C \ u003d O - (t)  كلوريد الصوديوم + C 6 H 5 -O-C \ u003d O

Cl C 2 H 5

تصنيف

أ) بالأساس (أي عدد مجموعات الكربوكسيل في الجزيء):

أحادي القاعدة (أحادي الكربوكسيل) RCOOH ؛ فمثلا:

CH 3 CH 2 CH 2 COOH ؛

HOOS-CH 2 -COOH حمض بروبانديويك (مالونيك)

تريباسيك (ثلاثي الكربوكسيل) R (COOH) 3 ، إلخ.

ب) وفقًا لهيكل الجذر الهيدروكربوني:

أليفاتية

حد؛ على سبيل المثال: CH 3 CH 2 COOH ؛

غير مشبع. على سبيل المثال: CH 2 \ u003d CHCOOH حمض بروبيونيك (أكريليك)

Alicyclic ، على سبيل المثال:

عطرية ، على سبيل المثال:

الحد من الأحماض أحادية الكربوكسيل

(أحماض كربوكسيلية مشبعة أحادية القاعدة) - أحماض كربوكسيلية يتم فيها توصيل جذور هيدروكربونية مشبعة بمجموعة كربوكسيل واحدة - COOH. لديهم جميعًا الصيغة العامة C n H 2n + 1 COOH (n ≥ 0) ؛ أو CnH 2n O 2 (n≥1)

التسمية

يتم إعطاء الأسماء المنهجية للأحماض الكربوكسيلية المشبعة أحادية القاعدة من خلال اسم الألكان المقابل مع إضافة اللاحقة -ovaya وكلمة حمض.

1. حمض الهيدروكلوريك HOOH الميثان (الفورميك)

2. CH 3 COOH حمض الإيثانويك (الخليك)

3. CH 3 CH 2 COOH حمض بروبانويك (بروبيونيك)

ايزومرية

تتجلى تماثل الهيكل العظمي في الجذر الهيدروكربوني ، بدءًا من حمض البوتانويك ، الذي يحتوي على اثنين من أيزومرين:

تتجلى الأيزومرية بين الطبقات نفسها ، بدءًا من حمض الأسيتيك:

CH 3-COOH حامض الخليك ؛

فورمات الميثيل H-COO-CH 3 (إستر الميثيل لحمض الفورميك) ؛

HO-CH 2-COH hydroxyethanal (ألدهيد هيدروكسي أسيتيك) ؛

HO-CHO-CH 2 أكسيد هيدروكسي إيثيلين.

سلسلة متجانسة

اسم تافه	اسم IUPAC
حمض الفورميك	حمض الميثانويك
حمض الاسيتيك	حمض إيثانويك
حمض البروبيونيك	حمض البروبانويك
حمض البيوتيريك	حمض البوتانويك
حمض الفاليريك	حمض البنتانويك
حمض كابرويك	حمض الهكسانويك
حمض إنانثيك	حمض هيبتانويك
حمض الكابريليك	حمض أوكتانويك
حمض بيلارجونيك	حمض النونويك
حمض الكابريك	حمض ديكانويك
حمض أونديسيليك	حمض أونديكانويك

حمض البالمتيك	حمض هيكساديكانيك
حامض دهني	حمض الأوكتاديكانيك

المخلفات الحمضية والجذور الحمضية

	بقايا الحمض	الجذور الحمضية (أسيل)
UNSD شكلية	NSOO- فورمات
CH 3 COOH اسيتيك	CH 3 سو- خلات
CH 3 CH 2 COOH بروبيوني	CH 3 CH 2 COO- بروبيونات
CH 3 (CH 2) 2 COOH زيتي	CH 3 (CH 2) 2 COO- الزبدات
CH 3 (CH 2) 3 COOH حشيشة الهر	CH 3 (CH 2) 3 COO- تثمين
CH 3 (CH 2) 4 COOH كابرون	CH 3 (CH 2) 4 COO- كابرونات

التركيب الإلكتروني لجزيئات حمض الكربوكسيل

يؤدي تحول كثافة الإلكترون الموضحة في الصيغة نحو ذرة الأكسجين الكربوني إلى استقطاب قوي لرابطة O-H ، ونتيجة لذلك يتم تسهيل انفصال ذرة الهيدروجين على شكل بروتون - في المحاليل المائية ، عملية يحدث التفكك الحمضي:

RCOOH RCOO - + H +

في أيون الكربوكسيل (RCOO -) ، يحدث اقتران π للزوج الوحيد من إلكترونات ذرة الأكسجين لمجموعة الهيدروكسيل مع السحب p التي تشكل رابطة π ، ونتيجة لذلك ، يتم فصل الرابطة π والشحنة السالبة موزعة بشكل موحد بين ذرتي الأكسجين:

في هذا الصدد ، بالنسبة للأحماض الكربوكسيلية ، على عكس الألدهيدات ، فإن تفاعلات الإضافة ليست مميزة.

الخصائص الفيزيائية

نقاط غليان الأحماض أعلى بكثير من نقاط غليان الكحولات والألدهيدات مع نفس العدد من ذرات الكربون ، وهو ما يفسره تكوين روابط حلقية وخطية بين جزيئات الحمض بسبب الروابط الهيدروجينية:

الخواص الكيميائية

I. خصائص الحمض

تتناقص قوة الأحماض في السلسلة:

HCOOH → CH 3 COOH → C 2 H 6 COOH → ...

1. تفاعلات التحييد

CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOK + n 2 O

2. التفاعلات مع الأكاسيد الأساسية

2HCOOH + CaO → (HCOO) 2 Ca + H 2 O

3. التفاعلات مع المعادن

2CH 3 CH 2 COOH + 2Na → 2CH 3 CH 2 COONa + H 2

4 - التفاعلات مع أملاح الأحماض الأضعف (بما في ذلك الكربونات والبيكربونات)

2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O

2HCOOH + Mg (HCO 3) 2 → (HCOO) 2 ملغ + 2CO 2 + 2H 2 O

(HCOOH + HCO 3 - → HCOO - + CO2 + H2O)

5. التفاعلات مع الأمونيا

CH 3 COOH + NH 3 → CH 3 COONH 4

ثانيًا. - استبدال مجموعة أوه

1. التفاعل مع الكحول (تفاعلات الأسترة)

2. التفاعل مع NH 3 عند التسخين (تتشكل الأميدات الحمضية)

الأميدات الحمضية تتحلل لتكوين أحماض:

أو أملاحهم:

3. تشكيل هاليدات الحمض

كلوريدات الحمض لها أهمية قصوى. الكواشف المكلورة - PCl 3 ، PCl 5 ، كلوريد الثيونيل SOCl 2.

4. تكوين أنهيدريدات الحمض (الجفاف بين الجزيئات)

تتشكل أنهيدريدات الحمض أيضًا عن طريق تفاعل كلوريد الحمض مع الأملاح اللامائية للأحماض الكربوكسيلية ؛ في هذه الحالة ، يمكن الحصول على أنهيدريدات مختلطة من أحماض مختلفة ؛ فمثلا:

ثالثا. تفاعلات الاستبدال لذرات الهيدروجين في ذرة الكربون ألفا

ملامح هيكل وخصائص حمض الفورميك

هيكل الجزيء

يحتوي جزيء حمض الفورميك ، على عكس الأحماض الكربوكسيلية الأخرى ، على مجموعة ألدهيد في بنيته.

الخواص الكيميائية

يدخل حمض الفورميك في تفاعلات مميزة لكل من الأحماض والألدهيدات. إظهار خصائص الألدهيد ، فإنه يتأكسد بسهولة إلى حمض الكربونيك:

على وجه الخصوص ، يتأكسد HCOOH بمحلول أمونيا من Ag 2 O والنحاس (II) هيدروكسيد Сu (OH) 2 ، أي يعطي تفاعلات نوعية لمجموعة الألدهيد:

عند تسخينه باستخدام H 2 SO 4 المركز ، يتحلل حمض الفورميك إلى أول أكسيد الكربون (II) والماء:

حمض الفورميك أقوى بشكل ملحوظ من الأحماض الأليفاتية الأخرى ، حيث أن مجموعة الكربوكسيل الموجودة فيه مرتبطة بذرة الهيدروجين ، وليس بجذر ألكيل المتبرع بالإلكترون.

طرق الحصول على الأحماض أحادية الكربوكسيل المشبعة

1. أكسدة الكحولات والألدهيدات

المخطط العام لأكسدة الكحولات والألدهيدات:

تستخدم KMnO 4 ، K 2 Cr 2 O 7 ، HNO 3 وغيرها من الكواشف كمؤكسدات.

فمثلا:

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 S0 4 → 5CH 3 COOH + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 11H 2 O

2. التحلل المائي للاسترات

3. الانقسام التأكسدي للروابط المزدوجة والثلاثية في الألكينات والألكينات

طرق الحصول على HCOOH (محدد)

1. تفاعل أول أكسيد الكربون (II) مع هيدروكسيد الصوديوم

CO + NaOH → فورمات الصوديوم HCOONa

2HCOONa + H 2 SO 4 → 2HCOOH + Na 2 SO 4

2. نزع الكربوكسيل من حمض الأكساليك

طرق الحصول على CH 3 COOH (محدد)

1. أكسدة البيوتان التحفيزية

2. التوليف من الأسيتيلين

3. المعالجة بالكربونيل التحفيزي للميثانول

4. تخمير حمض الخليك من الإيثانول

هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على حمض الخليك في الغذاء.

الحصول على نسبة عالية من الأحماض الكربوكسيلية

التحلل المائي للدهون الطبيعية

أحماض أحادية الكربوكسيل غير مشبعة

الممثلين الرئيسيين

الصيغة العامة لأحماض الكينويك: C n H 2n-1 COOH (n ≥ 2)

CH 2 \ u003d CH-COOH حمض بروبنيك (أكريليك)

أحماض غير مشبعة أعلى

جذور هذه الأحماض هي جزء من الزيوت النباتية.

C 17 H 33 COOH - حمض الأوليك ، أو رابطة الدول المستقلة-أوكتادين -9-أويك أسيد

نشوة- ايزومير حمض الأوليك يسمى حمض اليديك.

C 17 H 31 COOH - حمض اللينوليك ، أو رابطة الدول المستقلة ، رابطة الدول المستقلة-أوكتادين -9 ، 12-أويك أسيد

C 17 H 29 COOH - حمض اللينولينيك ، أو رابطة الدول المستقلة ، رابطة الدول المستقلة ، رابطة الدول المستقلة- أوكتاديكاترين - 9 ، 12 ، 15 - حمض الأويك

بالإضافة إلى الخصائص العامة للأحماض الكربوكسيلية ، تتميز الأحماض غير المشبعة بتفاعلات إضافة عند روابط متعددة في جذور الهيدروكربون. لذلك ، فإن الأحماض غير المشبعة ، مثل الألكينات ، مهدرجة وتزيل لون ماء البروم ، على سبيل المثال:

الممثلين الفرديين للأحماض ثنائية الكربوكسيل

الحد من أحماض ثنائي الكربوكسيل HOOC-R-COOH

HOOC-CH 2 -COOH حمض بروبانديويك (مالونيك) ، (أملاح وإسترات - مالونات)

HOOC- (CH 2) 2 -COOH حمض البوتاديك (السكسينيك) ، (الأملاح والإسترات - سكسينات)

HOOC- (CH 2) 3 -COOH حمض البنتاديك (الجلوتاريك) (أملاح وإسترات - جلوتاريت)

HOOC- (CH 2) 4 -COOH حمض سداسي (أديبيك) ، (أملاح وإسترات - دهون)

ملامح الخصائص الكيميائية

تشبه الأحماض ثنائية الكربوكسيل من نواحٍ عديدة الأحماض أحادية الكربوكسيل ، لكنها أقوى. على سبيل المثال ، حمض الأكساليك أقوى بحوالي 200 مرة من حمض الأسيتيك.

تتصرف الأحماض ثنائية الكربوكسيل مثل الأحماض ثنائية القاعدة وتشكل سلسلتين من الأملاح - الحمضية والمتوسطة:

HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H 2 O

HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H 2 O

عند تسخينها ، يتم نزع الكربوكسيل من الأحماض الأكساليك والمالونيك بسهولة: