4. Физические свойства карбоновые кислоты.

H –COOH , CH₃–COOH … C₉H₁₉–COOH C₁₀H₂₁–COOH …

жидкости твёрдые вещества

Смешиваются с водой Растворимость в воде уменьшается∙∙

во всех отношениях

t° кипения увеличивается

Показанное в формуле смещение электронной плотности в сторону карбонильного атома кислорода обусловливает сильную поляризацию связи О-Н, в результате чего облегчается отрыв атома водорода в виде протона - в водных растворах происходит процесс кислотной диссоциации:

RCOOH ↔ RCOO⁻ + Н⁺

В карбоксилат-ионе (RCOO^-) имеет место π-сопряжение неподеленной пары электронов атома кислорода гидроксильной группы с р-облаками, образующими π- связь, в результате происходит делокализация π- связи, равномерное распределение отрицательного заряда между двумя атомами кислорода и Упрочнение π-связи в карбонильной группе приводит к тому, что реакции присоединения для карбоновых кислот нехарактерны:

Последнее способствует образованию прочных водородных связей между молекулами карбоновых кислот.

В твёрдом и жидком состояниях молекулы насыщенных (предельных) монокарбоновых кислот димеризуются в результате образования между ними водородных связей в виде линейных или циклических димеров:

O: ····· H–O

// \

R–C C–R Циклический димер

\ //

O–H ······ :O

R R

| |

C C Линейный димер

/ \\ / \\

····H–O O: ···· H–O O: ····

5. Способы получения карбоновых кислот.

1. Окисление углеводородов.

а) Окислением алканов:

2CH₃─CH₂─CH₂─CH₃ + 5O₂ 4CH₃COOH + 2H₂O.

б) Окислением алкенов:

CH₃─CH=CH─CH₃ + 4[O] → 2CH₃COOH.

в) Окислением алкинов:

CH₃─C≡C─CH₃ + 3[O] + H₂O → 2CH₃COOH.

2. Окисление спиртов:

а) кислородом воздуха:

RCH₂OH + O₂  RCOOH + H₂O.

б) кислородом окислителя:

RCH₂OH + [O] RCOOH + H₂O или

5С₂Н₅ОН + 4KMnO₄ + 6H₂S0₄ → 5СН₃СООН + 2K₂SO₄ + 4MnSO₄ + 11Н₂O.

г) окислением кислородом окислителя аренов – гомологов бензола:

C₆H₅─C_nH_2n+1 + 3n[O] → C₆H₅-COOH + (n-1)CO₂↑ + nH₂O

5C₆H₅-CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅-COOH + 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ + 14H₂O

толуол (метилбензол) бензойная кислота

3. Окисление альдегидов.

а) В промышленности молекулярным кислородом:

2RCHO + O₂ 2RCOOH.

б) В лаборатории кислородом окислителя (Ag₂O, Cu(OH)₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.):

RCHO + [O] → RCOOH.

4. Из солей (лабораторный способ):

CH₃COONa_кр.+ H₂SO_{4 конц.} CH₃COOH + NaHSO₄.

5. Щелочной гидролиз (омыление сложных эфиров) с последующим воздействием на образующуюся соль кислотой:

CН₃−СОО−СН₃ + NaОH → СН₃–СООNa + НО−СН₃,

метиловый эфир уксусной кислоты ацетат натрия метиловый спир

CH₃COONa_кр.+ H₂SO_{4 конц.} CH₃COOH + NaHSO₄.

6. Гидролиз галогенангидридов карбоновых кислот:

R─COCl + HOH → R─COOH + HCl

7. Специфические способы получения муравьиной кислоты.

а) нагреванием гидроксида натрия и оксида углерода (II):

NaOH + СO → HCOONa.

формиат натрия

2HCOONa + H₂SO_{4 конц.} 2HCOOH + Na₂SO₄.

б) при нагревании щавелевой кислоты:

HOOC-COOH → HCOOH + CO₂↑.

8. Специфический способ получения уксусной кислоты.

а) синтезом из метанола оксида углерода (II) при нагревании:

CH₃OH + CO → CH₃COOH.

б) при нагревании малоновой кислоты:

HOOC─CH₂─COOH → CH₃COOH + CO₂↑.