- •Лекція 8. Карбонові кислоти. Гетерокислоти
- •4. Окремі представники.
- •5. Дикарбонові насичені кислоти. Номенклатура. Ізомерія.
- •6. Способи добування.
- •7. Окремі представники
- •8. Ненасичені одноосновні кислоти
- •Ненасичені одноосновні кислоти з одним подвійним зв’язком
- •Двоосновні кислоти з кратними зв’язками
- •10. Ароматичні кислоти
- •12. Гідроксикислоти
- •14. Оксокислоти (альдегідо- і кетокислоти).
4. Окремі представники.
Мурашина кислота НСООН – безбарвна, їдка рідина з гострим запахом, змішується з водою у будь-яких співвідношеннях, найпростіший представник одноосновних кислот, відкрита в XVII ст. у виділеннях мурашок. Вона міститься також у вільному стані в жалкій кропиві, деяких фруктах, хвої, сечі і поті тварин. За хімічними властивостями мурашина кислота різко відрізняється від усіх останніх аліфатичних кислот тим, що має властивості і будову не тільки кислоти, а й альдегіду. Мурашина кислота, як і альдегіди, легко окислюється і може служити сильним відновником. Вона відновлює іони деяких металів з розчинів їх сполук, наприклад металічне срібло з аміачного розчину оксиду срібла. При нагріванні з концентрованою сульфатною кислотою мурашина кислота розкладається на оксид карбону і воду. У порівнянні з іншими карбоновими кислотами мурашина кислота більш сильна.
У техніці мурашину кислоту добувають з карбон (ІІ) оксиду і натрій гідроксиду під час нагрівання до температури 120-150°С і тиску.
СО + NaOH → HCOONa
2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4
Використовують як протраву при фарбуванні тканин, в шкіряному виробництві – для відмивки вапна при обробці шкір; 1,25%-ний спиртово-водний розчин її, що називається мурашиним спиртом, застосовується в медицині, як вихідна речовина для добування формаміду, щавлевої кислоти, медикаментів, консервант при силосуванні, для боротьби з деякими хворобами бджіл.
Оцтова кислота СН3СООН була першою кислотою, що стала відомою людині як оцет, що утворюється при скисанні вина. Крім того, зустрічається в сечі, поті, жовчі тварин, а також у листках багатьох рослин як у вільному стані, так і у вигляді солей і складних ефірів. Безводна оцтова кислота – тверда речовина з температурою плавлення +17°С, з виду нагадує лід, тому її ще називають «льодяною» оцтовою кислотою.
До порівняно недавнього часу оцтову кислоту добували двома способами – сухою перегонкою деревини і оцтовокислим бродінням рідин, які містять етиловий спирт. З бродильної суміші оцтову кислоту відганяють методом дробної перегонки. Так одержують оцтову есенцію – 70-80% оцтову кислоту. З неї готують столовий оцет – 3-15% оцтову кислоту. Тепер кислоту одержують головним чином синтетичними способами:
Каталітичним окисненням оцтового альдегіду, добутого реакцією Кучерова;
З етану: С2Н6 + НNO3 → С2Н5NO2 + H2SO4→ CH3COOH + NH2OH
Каталітичне окиснення бутану
Оцтову кислоту застосовують у різних галузях промисловості: при добуванні барвників, фармацевтичних препаратів, штучного волокна, деяких видів пластмас, консервуванні харчових продуктів, як приправу до страв і т.д. Використовують також солі оцтової кислоти (ацетати). Оцтовокислі солі заліза, алюмінію та хрому застосовують як протраву при фарбуванні тканини. Основний оцтовокислий свинець (СН3СОО)2Рb·Рb(ОН)2, або свинцевий оцет, використовують у медицині, а також для виготовлення свинцевих білил. Основна оцтовокисла мідь під назвою мідянки застосовується як зелена фарба. Суміш ацетату та арсенату купруму – «паризька зелень» використовується як засіб боротьби зі шкідниками сільського господарства. Оцтовокислий натрій застосовується для добування оцтового ангідриду. Естери оцтової кислоти широко використовуються як розчинники.
Пропіонова кислота С2Н5СООН – безбарвна рідина з гострим запахом, розчинна у воді та багатьох органічних розчинниках. Утворюється при пропіоновокислому бродінні вуглеводів. У промисловому масштабі добувають шляхом окиснення пропан-1-олу або пропаналю хромовою сумішшю або киснем повітря. Застосовують у харчовій промисловості проти пліснявіння зерна, хлібних продуктів та сиру. Є сировиною для синтезу багатьох гербіцидів, вітамінів, запашних речовин.
Масляна кислота. Існує два ізомери масляної кислоти: масляна кислота та ізомасляна кислота. Масляна кислота вперше була виділена в 1814 p. з коров’ячого масла, де вона міститься у вигляді гліцеринового ефіру. Тепер її добувають маслянокислим бродінням гліцерину, сахарози та ін. Нормальна масляна кислота являє собою безбарвну маслянисту рідину з неприємним запахом. Застосовують її для дублення шкір; її складні ефіри використовуються для виготовлення есенцій, в парфумерії і як розчинники. Ізомасляна кислота вперше була синтезована в 1864 p. російським хіміком В.В. Марковниковим. Вона являє собою безбарвну прозору рідину із запахом гіркуватого масла, на відміну від нормальної кислоти змішується з водою в певних співвідношеннях.
Вищі жирні кислоти. Вищі жирні кислоти поширені в тваринних і рослинних організмах у вигляді складних ефірів гліцерину (жири). Найбільш важливими з насичених вищих одноосновних жирних кислот є лауринова, пальмітинова та стеаринова кислоти.
Лауринова кислота С11Н23СООН у вигляді ефіру гліцерину міститься в лавровій, пальмоядерній та інших рослинних оліях. Це безбарвні кристали, нерозчинні у воді і розчинні в спирті та ефірі.
Пальмітинову С15Н31СООН і стеаринову С17Н35СООН кислоти добувають омиленням твердих жирів. При цьому утворюється суміш пальмітинової і стеаринової кислот з ненасиченою олеїновою кислотою. Шляхом віджимання під пресом відділяють рідку олеїнову кислоту від суміші твердих пальмітинової і стеаринової кислот. Ця суміш, що називається стеарином, використовується для виготовлення свічок, мила та ін.
