51. Методы определения рН.

• С помощью кислотно-основных индикаторов

Кислотно-оновных индикаторы – это органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1—2 единицы.

Изменение окраски индикатора связано с тем, что эти вещества могут существовать в двух по-разному окрашенных формах – либо в кислотной (HInd), либо в основной (Ind^-), между которыми существует кислотно-основное равновесие:

HInd H⁺+ Ind^-.

Очевидно, что положение равновесия, а значит, и окраска раствора, зависят от pH.Точка нейтрализации индикаторов, при которых [Hind]=[Ind^-], может отвечать различным значениям pH. Практически изменение цвета индикатора происходит в некотором интервале кислотности – в 1-2 единицы pH.

Индикатор	Кислая, pH<7	Нейтральная, pH=7	Щелочная, ph>7
Лакмус синий	красный	фиолетовый	синий
Метиловый оранжевый	розовый	оранжевый	жёлтый
Фенолфталеин	бесцветный	бесцветный	малиновый
Универсальный лакмус	красный	Жёлто-зелёный	Сине-зелёный, бурый

• С помощью pH-метра – прибора, измеряющего электродвижущую силу гальванического элемента, один из электродов которого изготовлен из специального стекла. Потенциал стеклянного электрода линейно зависит от pH раствора, окружающего электрод. pH-метры позволяют измерять pH растворов в широком интервале (0-14) более точно (до 0,01 pH), чем с помощью индикаторов, и, что не менее важно, без изменения состава раствора, без каких бы то ни было добавок к нему.

52. Карбоновые кислоты

Карбоновые кислоты – производные углеводородов, содержащие карбоксильную группу COOH, соединённую с углеводородным радикалом. Радикалы могут происходить от предельных, непредельных и ароматических углеводородов. По числу карбоксильных групп различают одно-, двух- основные кислоты. Изомерия кислот определяется изомерией радикалов. Названия кислот состоят из названия углеводорода, причём счёт атомов углерода в цепи начинается с углерода карбоксильной группы, окончания –овая и слова кислота.

HCOOH – метановая кислота, муравьиная кислота

CH₃СOOH – этановая кислота, уксусная кислота.

Физические свойства кислот зависят от природы радикала, но все жидкие кислоты характеризуются наличием водородных связей Строение карбоксильной группы таково, что взаимодействие двух молекул кислот приводит к образованию замкнутой системы водородных связей в молекуле димера.Низшие карбоновые кислоты — жидкости с ост­рым запахом, хорошо растворимые в воде. С повышением относительной молекулярной массы растворимость кислот в воде и их плотность уменьшаются, а темпера­тура кипения повышается. Высшие кислоты, начиная с пеларгоновой (н-нонановой) СН3-(СН2)7-СООН, — твердые вещества, без запаха, нерастворимые в воде. Низшие карбоновые кислоты в безводном виде и в виде концентрированных растворов раздражают кожу и вызывают ожоги, особенно муравьиная кислота и уксусная кислота.

На физических свойствах карбоновых кислот сказывается значительная степень ассоциации вследствие образования водородных связей. Кислоты в отличие от спиртов, образуют более прочные водородные связи. Кроме того, у карбоновых кислот имеется возможность образования водородных связей с кислородом карбонильного диполя, обладающим значительной электроотрицательностью, а не только с кислородом другой гидроксильной группы. Действительно, в твердом и жидком состояниях карбоновые кислоты существуют в основном в виде циклических димеров.

• Карбоновые кислоты при реакции с металлами, их оксидами или их осно́вными гидроксидами дают соли соответствующих металлов:

CH_3COOH + Mg \longrightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2

CH_3COOH + CaO \longrightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O

• Карбоновые кислоты могут вытеснять более слабую кислоту из её соли, например:

~2CH_3COOH + Na_2SiO_3 \longrightarrow 2CH_3COONa + H_2SiO_3

~HCOOH + NaHCO_3 \longrightarrow HCOONa + H_2O + CO_2

Карбоновые кислоты в присутствии кислого катализатора реагируют со спиртами, образуя сложные эфиры (реакция этерификации):

~CH_3COOH + CH_3CH_2OH \longrightarrow CH_3COOCH_2CH_3 + H_2O

При нагревании аммонийных солей карбоновых кислот образуются их амиды:

~CH_3COONH_4 \longrightarrow CH_3CONH_2 + H_2O

Под действием ~SOCl_2 карбоновые кислоты превращаются в соответствующие хлорангидриды:

~CH_3COOH + SOCl_2 \longrightarrow CH_3COCl + HCl + SO_2