Одноосновные карбоновые кислоты
Опыт №1. Кислотные свойства карбоновых кислот.
а) действие на лакмус.
Наливают в пробирку 2 - 3 мл нейтрального лакмуса и несколько капель уксусной кислоты. Цвет нейтрального лакмуса меняется на красный. Тоже проделать с муравьиной кислотой.
б) вытеснение угольной кислоты из ее солей органическими кислотами.
Наливают в пробирку 2 - 3 мл раствора соды и по каплям приливают уксусную кислоту. Наблюдается выделение углекислого газа. Этот опыт свидетельствует о том, что низшие карбоновые кислоты являются более сильными, чем угольная, т.к. они вытесняют последнюю из ее солей.
Опыт №2. Окисление муравьиной кислоты.
В пробирку с газоотводной трубкой наливают 2 - 3 мл муравьиной кислоты, 2 мл H2SO4 (1:5) и 1 - 2 мл насыщенного раствора КМnO4. Конец газоотводной трубки погружают в пробирку с известковой или баритовой водой. Нагревают пробирку со смесью муравьиной кислоты, H2SО4 и КМnО4, наблюдают обесцвечивание КМnО4, т.к. муравьиная кислота легко окисляется в виду наличия в ее молекуле альдегидной группы
Опыт №3. Вытеснение уксусной кислоты из ее солей.
Уксусная кислота, как более слабая, легко вытесняется из своих солей при действии минеральных кислот. В пробирку с 2 г кристаллов натрия приливают 2 - 3 мл конц. Н2SO4. Смесь нагревают, при этом происходит выделение уксусной кислоты (характерный запах и покраснение синей лакмусовой бумажки, которую держат в парах кислоты).
Опыт №4. Получение жирных кислот из мыла.
Мыла представляют собой натровые соли высших жирных кислот, а поэтому, действуя на раствор мыла минеральными кислотами, можно получить высшие жирные кислоты в свободном состоянии: R-COONa + H2SO4 → RСOОH + Nа2SO4. В пробирку наливают 2 - 6 мл 1% водного раствора мыла и по каплям приливают 10% серную кислоту. Смесь нагревают до кипения. При этом происходит выделение свободные жирных кислот в виде жирного слоя, который при стоянии затвердевает в верхней части пробирки.
Опыт №5. Получение нерастворимых солей карбоновых кислот.
К 1%-ному раствору мыла в пробирке приливают 6 - 7 капель водного раствора хлористого кальция. Выпадает осадок нерастворимых кальциевых солей высших жирных кислот.
Опыт №6. Открытие непредельных кислот в жирах и маслах.
а) реакция присоединения брома.
В пробирку с 5 – 6 мл бромной воды приливают 2 - 3 капли растительного масла (подсолнечного или конопляного), смесь встряхивают. Бромная вода обесцвечивается вследствии присоединения брома по двойным связям.
б) реакции окисления.
Налипают в пробирку 4 – 5 мл подщелоченного содой раствора КМnО4. Приливают 2 - 3 капли растительного масла и встряхивают. Раствор обесцвечивается и выпадает осадок двуокиси марганца.
Вопросы и упражнения для самостоятельной работы.
1. Напишите структурные формулы и назовите по систематической номенклатуре следующие альдегиды и кетоны:
а) пропионовый альдегид, б) изомасляный альдегид,
в) изовалерьяновый альдегид, г) метилэтилкетон, д) диэтилкетон.
2. Напишите структурные формулы указанных ниже альдегидов и кетонов и назовите их по рациональной номенклатуре:
а) бутаналь, б) 2-метилпропаналь, в) пентаналь,
г) 2,3-диметил-бутаналь, д) пентанон, е) 3-метил-2-бутанон.
3. Напишите уравнения реакций получения пропионового альдегида следующими способами:
а) окислением спирта, б) дегидрированием спирта,
в) из кальциевых солей, г) из дигалогенопроизводного,
д) действием Mg - органического вещества на этиловый эфир муравьиной кислоты, е) из этилена.
4. Напишите уравнения реакций получения 3-метил-2-пентанона и 3,3-диметил-2-бутанона по реакциям Кучерова.
5. Как можно получить этилпропилкетон, имея пропиловый спирт и все необходимые неорганические вещества? Напишите уравнения реакций.
6. Напишите уравнения реакции получения диизопропилкетона из соответствующего дигалогено—производного.
7. Напишите уравнения реакций альдольной конденсации пропионового и изомасляного альдегидов. Объясните, почему при альдольной конденсации в реакции участвует водород, находящийся у L-углерода.
8. Напишите уравнения реакций взаимодействия уксусного альдегида со следующими веществами:
а) аммиачным раствором оксида серебра, б) аммиаком,
в) хлоридом фосфора (V), г) гидразином.
Объясните механизм присоединения гидразина.
9. Напишите уравнения реакций взаимодействия пропионового альдегида с веществами:
а) фенилгидразином, б) синильной кислотой,
в) атомарным водородом, г) магнийбромэтилом,
д) гидросульфитом натрия.
10. Напишите уравнения реакций взаимодействия бромоводорода с акролеином и кротоновым альдегидом.
11. Гидразоны альдегидов и кетонов при нагревании со щелочью в присутствии платины выделяют азот и образуют соответствующие углеводороды. Напишите уравнения реакций превращения в углеводороды: а) масляного альдегида, б) капронового альдегида,
в) 3-пентанона, г) 2,2,4- триметил-3-пентанона.
12. Определите строение кетона общей формулы C6H12O, который при окислении дает уксусную, пропионовую и масляную кислоты.
13. Определите строение кетона, имеющего состав C8H16O, который при окислении дает ацетон и валерьяновую кислоту и в меньшем количестве изомасляную и масляную кислоты.
14. Определите строение вещества состава C5H10O, представляющего собой жидкость с температурой кипения 101,70С. Это вещество взаимодействует с гидроксиламином, с синильной кислотой оно дает вещество состава С6Н11ON,с амиачным раствором оксида серебра зеркала не будет. При окислении исследуемого вещества (по Попову) получаются уксусная и пропионовая кислоты.
15. Определите строение вещества состава С5Н10О, если с аммиачным раствором оксида серебра оно дает реакцию на альдегидную группу, а при взаимодействии его с гидразином получается соединение состава С5Н12N2, которое при нагревании со щелочью в присутствии платины выделяет азот и образует углерод С5Н12 нормального строения.
16. Составьте уравнения реакций по схемам:
а) CaCO3 → CaC2 → C2H2 → → CH3COOH → CH4
б) → C2H5OH → C2H4 → (…-CH2-CH2-…)n
в) C2H6 → C2H5Br → C2H5OH → CH3COOH
17. Сравните кислотные свойства следующих соединений: НОН, CH3OH, C2H5OH, ClCH2COOH, HCOOH, CH3COOH. Объясните взаимное влияние гидроксильной и карбоксильной групп в карбоксильной группе.
18. Составьте уравнения реакций, протекающих между следующими веществами:
а) пропионовая кислота + углекислый натрий,
б) масляная кислота + метиловый спирт (в присутствии H2SO4),
в) этиловый спирт + уксусный ангидрид,
г) хлористый ацетил + изопропиловый спирт.
19. Используя в качестве исходных веществ этилен и неорганические вещества, получите пропионовую кислоту и напишите уравнения реакций.
20. Как осуществить следующие превращения:
СH3-CH2-COH → СH3-CH2-COOH → СH3-CH2-COONH4 →
→СH3-CH2-CONH2 → CH3-CH2-CN? Напишите уравнения реакций.
21. При помощи каких реагентов можно осуществить следующие превращения:
СН3-СНОН → СН3-СН2-Вr → CH3-CH2-CN → CH3-CH2-COOH?
Напишите уравнения реакций.
22. Какие вещества образуются при взаимодействии олеиновой кислоты с: Н2(NO), Вr2, KMnO4 (водн.р-р), КMnO4 (конц.Н2SO4)?
14. Приведите структурные формулы кислот:
а) 3-метилбутановой, б) 4-метил-2-этилпентановой, в) 2,2,3-триметилбутановой,
г) 3,5- диметил-4-этилгексановой. Дайте этим соединениям рациональные названия.
15. Какая кислота в каждой паре более сильная и почему:
а) муравьиная и уксусная,
б) уксусная и триметилуксусная,
в) α-хлормасляная и β-хлормасляная.
16. Как из этилена и неорганических реагентов можно получить кислоты:
а) уксусную, б) пропионовую, в) масляную, г) янтарную?
17. Сложные эфиры можно получать из серебряных солей карбоновых кислот и галогеналкилов (реакция Вильямсона). Напишите уравнения реакций получения по этому способу следующих эфиров:
а) метилпропионата, б) этилформиата, в) метилвалериата, г) гептилацетата.
18. Напишите уравнения реакций взаимодействия аммиака с эфирами:
а) уксуснопропиловым, б) маслянометиловым, в) пропионовоэтиловым.
19. Напишите уравнения реакций синтеза уксуснокислого эфира этиленгликоля, используя: а) хлористый ацетил, б) уксусный ангидрид.