Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Классификация органических кислот





 

Здесь все просто — деление по числу карбоксильных групп и по составу радикала.

Кислоты - это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот НnА, где А - кислотный остаток. Кислоты (с точки зрения электролитической диссоциации) представляют собой электролиты, диссоциирующие в водных растворах на катионы водорода Н+ и анионы кислотного остатка.

Классификация. По наличию (отсутствию) кислорода в составе кислот они подразделяются на кислородсодержащие (например, H3PO4 и H2SO4) и бескислородные (например, HCl и HBr). По основности (числу ионов H+, образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) кислоты делятся на одноосновные (если образуется один ион H+: HCl H+ + Cl; одна ступень диссоциации) и многоосновные двухосновные (если образуются два иона H+: H2SO4 2H+ + SO42–; две ступени диссоциации), трехосновные (если образуются три иона H+: H3PO4 3H+ + PO43–; три ступени диссоциации) и т.д.

Физические свойства. Кислоты бывают газообразные, жидкие и твердые. Некоторые имеют запах и цвет. Кислоты отличаются различной растворимостью в воде.

 

Химические свойства кислот

4) Взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами:

 

H2SO4 + Ca(OH)2 ® CaSO4¯ + 2H2O 2H+ + SO42– + Ca2+ +2OH ® CaSO4¯ + 2H2O

H2SO4 + Zn(OH)2 ® ZnSO4 + 2H2O 2H+ + Zn(OH)2 ® Zn2+ + 2H2O.

 

5) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

 

H2SO4 + CaO ® CaSO4¯ + H2O 2H+ + SO42– + CaO ® CaSO4¯ + H2O

H2SO4 + ZnO ® ZnSO4 + H2O 2H+ + ZnO ® Zn2+ + H2O.

 

6) Взаимодействие с металлами: а) кислоты-окислители по Н+ (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, H3PO4 и др.).

В реакцию вступают металлы, расположенные в ряду активности до водорода:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

 

2HCl + Fe ® FeCl2 + H2­ 2H+ + Fe ® Fe2+ + H2­.

 

б) кислоты-окислители по аниону (концентрированная серная, азотная любой концентрации):

 

2Fe + 6H2SO4 (конц.) Fe2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

2Fe + 12H+ + 3SO42– ® 2Fe3+ + 3SO2­ + 6H2O.

 

7) Взаимодействие с солями. Реакция происходит, если соль образована более слабой или летучей кислотой, или если образуется осадок:

 

2HCl + Na2CO3 ® 2NaCl + CO2­ + H2O 2H+ + CO32– ® CO2­ + H2O

СaCl2 + H2SO4 ® CaSO4¯ + 2HCl Сa2+ + SO42- ® CaSO4¯.

 

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТ

Реакции азотной кислоты и концентрированной серной кислоты с металлами.

При реакциях металлов с азотной кислотой различных концентраций и с концентрированной серной кислотой не выделяется водород. Вместо водорода ( в зависимости от кислоты) образуются различные соединения серы или азота и вода. Схемы этих химических реакций можно записать следующим образом:
Me + HNO3 = MeNO3 + X + H2O, где X= NH4NO3 ; N2 ; N2O ; NO ; NO2;
Me + H2SO4(конц.) = MeSO4 + X + H2O, где X= H2S ; S ; SO2
Образующиеся продукты "Х" зависят от концентрации кислоты и активности металла. См. таблицу:

Кислота/ Металл Li; Na; K; Mg; Ca;Ba Аl*; Zn; Fe*; Ni; Ti;Cr; Sn; Pb и др. стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода Cu; Ag ; Hg Au; Pt; Ta
HNO3 (конц.) N2O NO2 NO2 Не реагируют
HNO3 (разб.) NH3 ( NH4NO3 ) NO; NO2 ;N2 ; NH3( NH4NO3 ) в зависимости от концентрации кислоты NO Не реагируют
H2SO4 (конц.) S , H2S, SO2 S , H2S, SO2 SO2 Не реагируют

Fe*, Аl* с концентрированной азотной кислотой и холодной концентрированной серной кислотой не реагируют, поэтому данные кислоты можно перевозить в алюминиевых и стальных цистернах..



Например:
а) с азотной кислотой
10 HNO3(конц.) + 8Na = 8Na NO3 + N2O + 5H2O
4 H NO3(конц.) + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
4 H NO3(конц.) + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
8 HNO3(разб.) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
36 H NO3(разб.) + 10Fe = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
9 HNO3(разб.) + 8Na = 8Na NO3 + NH3 + 3H2O

Б) с концентрированной серной кислотой

Zn + 2H2SO4(конц.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
4Zn + 5H2SO4(конц.) = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
3Zn + 4H2SO4(конц.) = 3ZnSO4 + S + 4H2O
Сu + 2H2SO4(конц.) = Сu SO4 + SO2 + 2H2O

в) смесь, состоящая из одной части концентрированной азотной кислоты и трёх частей концентрированной азотной кислоты растворяет золото. Такая смесь называется царской водкой.
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O

Азотная кислота и концентрированная серная кислота как сильные окислители могут реагировать с неметаллами.

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
S + 2НNO3 = H2SO4 + 2NO
C + 2H2SO4(конц.) = CO2 + 2SO2 + 2H2O
S + 2Н2SO4 (конц.)= 3SO2 + 2Н2О

Билет.

Основание — это химическое соединение, способное образовывать ковалентную связь с протоном (основание Брёнстеда ) либо с вакантной орбиталью другого химического соединения (основание Льюиса )[1]. В узком смысле под основаниями понимают осно́вные гидроксиды — сложные вещества, при диссоциации которых в водных растворах отщепляется только один вид анионов — гидроксид-ионы OH[2].

  ОСНОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯОРГАНИЧЕСКИЕ, орг. соед., используемые на практике в качестве акцепторов протонов. К ним относят нейтр. основания (третичные амины, амидины) и анионные основания [алкоголяты и алтсил(или арил)амиды щелочных металлов, металлоорг. соед.]. К специфич. типам оснований органических относят также ангидрооснования (см. Кислоты и основания)и псевдооснования. Основания органические применяют прежде всего для ионизации соед. по связям О—Н, N—Н, С—Н. Ионизирующая способность оснований органических характеризуется константой ионизации сопряженной к-ты рКа (см. табл.). Важное преимущество их перед щелочами - р-римость в орг. р-рителях, что позволяет применять основания органические в неводных средах. КОНСТАНТЫ ИОНИЗАЦИИ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЙ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПРИ 25 °С
         
  Соединение Ф-ла рк.  
  2,6-Ди-трет-бутилпиридин 4,95  
  N,N-Диметиланилин С6Н5N(СН3)2 5,10  
  Пиридин C5H5N 5,23  
  4-Диметиламинопиридин 9,37  
         

Продолжение табл.

         
  Соединение Триэтиламин Ф-ла (C2H5)3N рка 10,67  
  1,2,2,6,6-Пентаметилпиперидин 11.25  
  1,5-Диазабицикло [4.3.0]нон-5-ен (ДБН) ~12  
  Метилат натрия CH3ONa ~16  
  Этилат натрия C2H5ONa ~18  
  трет-Бутилат калия трет-C4H9OK ~19  
  Диизопропиламид лития [(CH3)2CH]2NLi ~35  
  Бутиллитий C4H9Li ~40 42  
         

Третичные амины относят к мягко действующим основаниям, в отличие от щелочей они не вызывают гидролиза сложноэфирных связей или лабильных связей С—Hal. Напротив, у анионных оснований ионизирующая способность намного сильнее, чем у щелочей.

Широкое применение в орг. синтезе находит триэтиламин. Так, ацилирование 1-метилимидазола в его присут. протекает в положение 2. Роль триэтиламина заключается в ионизации связи С-2—Н в катионе 1-ацил-3-метилимидазо-лия. что обеспечивает перенос ацильной группы к атому С-2:

При О-ацилировании фенолов для ионизации связи О—Н используют пиридин или его 4-диметиламинопроизводное; напр., в присут. последнего ацетилируется мезитол:

Для дегидрогалогенирования соед., содержащих чувствительные к щелочам и др. сильным основаниям группировки, применяют ДБН, к-рый, напр., превращает хлорацетилены, содержащие сложноэфирную группировку, в сопряженные енины:

Для изомеризации ацетиленов с неконцевой тройной связью в ацетилены с концевой тройной связью используют 3-аминопропиламид калия NH2CH2CH2CH2NHK:

Все большее применение находят т. наз. пространственно-затрудненные основания органические, напр. 2,6-ди-трет-бутилпиридин, пента-метилпиперидин и др. Благодаря экранированию оснбвного центра алкильными группами, они практически не проявляют нуклеоф. св-в, т.е. не взаимод. с льюисовскими кислотными центрами (положительно заряженными атомами углерода, ионами металлов и т. п.), но сохраняют способность присоединять протон. Так, пентаметилпиперидин [C5H6N(CH3)5], полностью лишенный способности алкили-роваться, с успехом используется для связывания галогено-водорода при исчерпывающем алкилировании алкилами-нов:

 

Пространственно-затрудненные этилдициклогексиламин и этилдиизопропиламин (основания Хюнига) рекомендовано использовать для превращ. a-галогенир. простых эфиров в винилалкиловые эфиры (выход > 80%):

Нек-рые основания органические, получившие назв. протонных гарпунов, обладают уникальной способностью ионизировать слабые к-ты по связям С—Н, не затрагивая при этом др. лабильные группы. Так, под действием диизопропиламида Li 4,6-ди-хлорпиримидин подвергается не нуклеоф. замещению подвижных атомов Сl, а металлированию:

Аналогично действие тетраметилпиперидида Li (ф-ла I), к-рый металлирует сложные эфиры карбоновых к-т, содержащих -Н-атом, не затрагивая сложно-эфирную группировку:

;

Основания органические иногда используют для активации металлоорг. соединений. Напр., активность бутиллития значительно повышается в присут. 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана (ДАБЦО; II) или тетраметилэтилендиамина (ТМЭДА), что объясняется координацией N-атомов этих соед. с ионом лития, к-рый таким образом отделяется от карбаниона и не так сильно нейтрализует его отрицат. заряд.

Основания (неорганические)

Основания — вещества, образующиеся при диссоциации в водных растворах в качестве анионов только гидроксид-ионы. Растворимы в воде основания называют щелочами.

Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов. Щёлочи устойчивы к нагреванию. Остальные основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду. Характерное свойство оснований — взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды. Щёлочи реагируют с кислотными оксидами (ангидридами кислот), образуя соль и воду. С растворами солей дают новую соль и основание:

СuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl

Реакция используется для получения оснований, нерастворимых в воде. Щёлочи получают взаимодействием с водой щелочных и щелочноземельных металлов, а также их оксидов:

2K + 2H2O = 2KOH + H2









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.