1. - Карбоксилни киселини

намерете

Органичните киселини (RCOOH) са съединения, които съдържат карбоксилна група. Тази група се състои от -OH група, прикрепена директно към карбонилна група (-C = O). Киселинното поведение на карбоксилна киселина се дължи главно на резонансното стабилизиране на карбоксилатния анион, йонът, който се появява след като карбоксилът е йонизиран, за да даде Н + йон. Карбоксилните киселини са по-слаби от повечето неорганични киселини.

Карбоксилните киселини могат да образуват водородни връзки. Способността да образуват водородни връзки обяснява разтворимостта във вода на киселини с по-ниска молекулна маса. Карбоксилните киселини имат по-високи точки на кипене от алкохолите с приблизително еднаква молекулна маса.

Карбоксилните киселини се комбинират с неорганични основи, образувайки карбоксилатни соли и вода. Киселините с по-висока молекулна маса или мастните киселини реагират с йони на алкални метали като Na + или K +, за да произведат сапуни. Сапуните могат да разтварят неполярни мазнини и замърсявания, тъй като молекулите на сапуна имат неполярен хидрофобен край, който се свързва с мазнината, и хидрофилен йонен край, който се свързва с молекулите на водата. Някои от карбоксилатните соли с по-ниско молекулно тегло имат антимикробна активност и са относително нетоксични. Те се използват като консерванти за храни.

Карбоксилните киселини проявяват реакции на заместване, при които групата -ОН се замества. Когато настъпи тази реакция, се получава киселинно производно. Два важни класа киселинни производни са ацилхлоридите (RCOCl) и естерите (RCOOR '). Всички производни на киселини могат да бъдат хидролизирани отново от основните им киселини.

Естерите (RCOOR ') се състоят от две части, компонента на предшественика киселина и компонента предшественик алкохол. Те имат по-ниски точки на кипене от съответните киселини, тъй като не могат да отдават водородни връзки. Те могат да приемат водородни връзки от полярни разтворители; следователно тези с ниска молекулна маса са разтворими във вода и други полярни разтворители. Естерите имат приятни плодови миризми и се използват като ароматизатори. Ако реакцията на хидролиза на естер се извършва в основен разтвор, тя се нарича реакция на осапуняване, т.е. реакция на образуване на сапун.

Те се намират в природния свят. Много хранителни добавки са естери, включително ароматизанти и консерванти.

Естерите на салициловата киселина се използват в медицината. Ацетилсалициловата киселина или аспиринът е най-широко използваното лекарство за облекчаване на болката в света.

2. - Мравчена, метанова или хидроксикарбоксилна киселина

А. Мравчена (по-долу А. Ф.) е най-простата киселина, чиято разработена формула може да бъде написана:

Това е безцветна, подвижна течност с остър мирис, разтворима във вода, алкохол и етер. Алдехидната функционална група също се намира в нейната структура и това я превръща в единствената редуцираща карбоксилна киселина. Лесно се окислява от действието на леки окислители:

Той има молекулно тегло 46,03, температурите му на топене и кипене са 35 и 216 градуса по Фаренхайт. Той има специфично тегло 1,2, налягане на парите 23 mm Hg при нормални условия; и праг на миризма от 21 PPM.

3.- Производство на мравчена киселина

A.F., е главно страничен продукт при окисляването на течни фази на различни въглеводороди с образуване на оцетна киселина. Възстановяването на мравчена киселина от тези продукти е трудно, тъй като тя естерифицира всеки присъстващ алкохол по-бързо от оцетната киселина. Около една трета от световното производство на A.F. се основава на получаване на метилформиат от формамид:

който лесно се хидролизира в присъствието на сярна киселина, за да се получи мравчена киселина и амониев сулфат:

Друг маршрут за генериране на A.F. от метил формиат, включва директна хидролиза. По принцип въглеродният оксид и метанолът реагират, образувайки метилформиат:

който във втора фаза се хидролизира, осигурявайки метанол и A.F. които след това се разделят:

Вариант на описания по-горе процес може да възникне, когато се извършва директен синтез от вода и въглероден оксид, в присъствието на медни халогениди или катализатори на минерални киселини:

В допълнение към цитираните процеси, A.F. може да се синтезира от различни съединения. Те включват етилен (C2H4) и калциев карбид (C2Ca).

Етиленът е най-простият член на алкените. Той е слабо разтворим във вода. Изгаря с ярък пламък. Той има точка на топене -272,92 Фаренхайт и точка на кипене -154,84 Фаренхайт. Произвежда се в търговската мрежа чрез "крекинг" на нефт и от природен газ. В селското стопанство се използва като оцветител и зреещ агент за много плодове.

При образуването на A.F. етиленът претърпява серия от трансформации, чрез които се получават някои съединения, докато се получи желаният продукт.

На първо място етиленът претърпява каталитична реакция, чрез която се превръща в етан:

В тази реакция двойната връзка между въглеродните атоми се прекъсва и към молекулата на етилена се добавят два водородни атома.

С образувания етан той се появява при специфичното му изгаряне (окисление), което води до въглероден окис (CO) и вода (H2O), като продукти.

След като се получи въглеродният окис (CO), той се смесва с метанол, за да се получи A.F.:

Калциевият карбид е най-важният солен карбид. Образува се с металите от групи 1 и 2, алуминий и някои други метали, съдържащи аниони или С4-. S-блок металите образуват солени карбиди, когато техните оксиди се нагряват в присъствието на въглерод. С вода всички С4-карбиди произвеждат метан и съответния хидроксид.

Видът е ацетилен или етилен йон; притежаващите го карбиди реагират с вода, образувайки ацетилен (който е конюгираната киселина на ацетиленовия йон) и съответния хидроксид).

В етина (алкена) въглеродните атоми имат sp хибридизация, а останалите 2 p орбитали във всеки пръстен образуват 2 ðð връзки

В предложения случай калциевият карбид (CaC2) се смесва с вода (H2O), за да образува калциев хидроксид (Ca (OH) 2 и етилен (C2H2):

След като се получи ацетилен (под формата на газ), той се получава при изгаряне, образувайки въглероден диоксид, който в последователни процеси ще се превърне във въглероден окис, тъй като е по-добра суровина, за да може да се образува A.F. от формалдехид.

4. - Производни на мравчена киселина

A.F. има много разнообразни производни, или директни производни от него, или строго свързани по своята структура.

Тъй като А.Ф. Той попада в групата на карбоксилните киселини, те имат поредица от производни, чийто синтез ще бъде обяснен от механистична гледна точка, за да се разбере по-добре процеса, че тяхното образуване.


Сред дериватите на карбоксилните киселини основните са съставени от:

Киселинни анхидриди:

Киселинни халогениди:


Естерите са съединения, които се образуват чрез заместване на водорода в киселината с въглеводородна верига. Когато характерната група е заместител срещу друга основна група или срещу други карбоксилатни групи, се използват представките алкоксикарбонил-, арилоксикарбонил- или ацилокси префиксът.-.

В конкретния случай на мравчена киселина R представлява водороден атом (тъй като имаме работа с най-простата карбоксилна киселина), а R 'може да представлява СН3:

В този случай образуваният естер е метил метаноат или метил формиат. Водородният атом, който е свързан с кислородния атом, напуска и функционалната група СН3 го замества. Това заместване причинява акцентиране на йонния характер.

Киселинните анхидриди идват от загубата на водна молекула между две карбоксилни групи (RCOOH). Те могат да бъдат симетрични или смесени.

Аналогично на предишната група е налице йонният характер на анхидрида на произведената киселина.

Медни халогениди/катализатори на минерални киселини