Розділ 3. НАЙВАЖЛИВІШІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ

§ 28. Карбонові кислоти

205. Карбонові кислоти - похідні вуглеводнів, молекули яких містять одну або кілька карбоксильних груп. На відміну від спиртів, в молекулах яких є група -ОН, молекули карбонових кислот мають групу -СООН.

206. Молярна маса етанолу становить М(С₂Н₅ОH) = 46 г/моль. Карбонова кислота , що мас таку саме молярну масу - мурашина кислота: М(HСООН) = 46 г/моль.

207. Процес дисоціації оцтової кислоти - на катіони Гідрогену Н⁺ та аніони кислотного залишку СН₃СОО^- відбувається внаслідок розриву ковалентних полярних зв'язків О-Н.

208. Тому, що розрив відбувається саме по зв’язку О-Н, який є більш поляризований. Відщеплення групи -ОН цілком не відбувається.

211. а) Припустимо, що змішали по 1 моль оцтової кислоти і води. Їхні маси дорівнюють:

Загальна маса розчину:

Обчислюємо масову частку оцтової кислоти в суміші:

б) Визначаємо масу оцтової кислоти у вихідному розчині:

Після додавання до розчину 20 г оцтової кислоти її маса в розчині зросте і сягне:

m(СН₃СООН) = 40 г + 20 г = 60 г

Маса розчину також збільшиться на 20 г і буде становити:

m(р-ну) = 200 г + 20 г = 220 г

Обчислюємо масову частку оцтової кислоти в суміші:

в) Вміст оцтової кислоти у 200 г 20%-го розчину становить:

Після додавання 100 г води загальна маса розчину збільшиться до:

m(р-ну) = 200 г + 100 г = 300 г

Маса оцтової кислоти не зміниться. Обчислюємо масову частку оцтової кислоти в суміші:

212. Формульна маса кислотного залишку оцтової кислоти становить: M_r(CH₃COO^-) = 59.

Складаємо рівняння: 59х + у = 142, де х - кількість залишків оцтової кислоти, що дорівнюють валентності металу, а y — відносна атомна маса катіону металу. Жоден метал, що виявляє валентність І, не утворює з оцтовою кислотою сіль з такою формульною масою. Припускаємо, що сіль утворена металом з валентністю II. Рівняння набуває вигляду:

2 ∙ 59 + х = 142

х = 24

Відповідь: цей метал - магній, сіль - магній ацетат (CH₃COO)₂Mg.

213. Розраховуємо масу оцтової кислоти у розчині:

Складаємо рівняння реакції між оцтовою кислотою і калій гідроксидом:

Розраховуємо масу оцтової кислоти, склавши пропорцію:

6 г - х г

60 г/моль — 56 г/моль

Обчислюємо масу розчину з вмістом КОН у 32%, що потрібний для цієї реакції:

Відповідь: витратили 17,5 32%-го розчину калій гідроксиду.

214. Розраховуємо масу оцтової кислоти, що міститься у 160 г 9%-го столового оцту:

Визначаємо масу оцтової есенції, що містить так само 14,4 г оцтової кислоти:

14,4 г - 80 %

x г - 100%

Отже, для приготування 160 г 6%-го столового оцту потрібно 18 г оцтової есенції та 160 г - 18 г = 142 г води.

Практична робота № 3 (с. 162)

Тема: Властивості оцтової (етанової) кислоти

Обладнання і реактиви: штатив з пробірками, ложка для сипучих речовин, розчин оцтової кислоти СН₃СООН, цинк Zn у гранулах, купрум(ІІ)оксид СuО, розчин натрій гідроксиду NaOH, розчин купрум(ІІ) сульфату CuSO₄, натрій карбонат Na₂CO₃, фенолфталеїн, універсальний індикаторний папір, скляна паличка, тримач для пробірок, сухе пальне, сірники.

Звіт з роботи:

Послідовність дій		Спостереження	Висновок
Дослід № 1. Дія оцтової кислоти на індикатор
Нанесли краплю розчину оцтової кислоти на універсальний індикаторний папір		Індикатор забарвлюється у червоний колір	Середовище є кислим (pH < 7). Така дія на кислотно-лужні індикатори є спільною для оцтової та неорганічних кислот
Рівняння електролітичної дисоціації кислоти:
Дослід № 2. Реакція оцтової кислоти з металом
Налили в пробірку з гранулою цинку розчин оцтової кислоти		На поверхні гранули цинку з’являються бульбашки безбарвного газу, цинк поступово розчиняється	Відбувається реакція заміщення: ЙОІЇИ Цинку витісняють атоми Гідрогену з молекул оцтової кислоти. Утворюється розчинна сіль — цинк ацетат — та газуватий водень. Ця реакція є спільною для оцтової та неорганічних кислот
Нагріли вміст пробірки		Газ виділяється більш інтенсивно	За нагрівання реакція пришвидшується
Рівняння реакції:
Дослід № 3. Реакція оцтової кислоти з основним (амфотерним) оксидом
Залили порошок - купрум(II) оксиду розчином оцтової кислоти	Реакція відбувається досить повільно, в пробірці з’являється слабке синьо-зелене забарвлення		Утворюється внаслідок утворення купрум(ІІ) ацетату. Ця реакція є спільною для оцтової та неорганічних кислот
Нагріли вміст пробірки	Вміст пробірки забарвлюється у синьо-зелений колір. Порошок купрум(ІІ) оксиду поступово розчиняється		За нагрівання реакція відбувається швидше
Рівняння реакції:
Дослід № 4. Реакція оцтової КИСЛОТИ З лугом
Додали в пробірку з розчином оцтової кислоти краплю розчину фенолфталеїну	Вміст пробірки залишився безбарвним		Середовище не є лужним
Додали в пробірку розчин натрій гідроксиду	За додаванням певної кількості розчину лугу розчин набуває малинового забарвлення		Це свідчить про наявність йоиів ОН-, що залишаються після нейтралізації кислоти надлишком лугу. Реакція нейтралізації є спільною для оцтової та неорганічних кислот
Рівняння реакції:
Дослід № 5. Реакція оцтової кислоти з нерозчинною основою (амфотерним гідроксидом)
Змішали розчини натрій гідроксиду та купрум(ІІ) сульфату	В пробірці утворюється осад у вигляді кристалів блакитного кольору		Утворюється нерозчинний купрум(ІІ) гідроксид
Рівняння реакції:
Додали до осаду розчин оцтової кислоти	Осад розчиняється, розчин у пробірці забарвлюється у синьо-зелений колір		Відбувається реакція обміну, утворюється купрум(II) ацетат. Ця реакція є спільното для оцтової та неорганічних кислот
Рівняння реакції:
Дослід № 6. Реакція оцтової кислоти з сіллю
Додали до кальцій карбонату розчин оцтової кислоти	У пробірці з’являються бульбашки безбарвного газу		Під час реакції оцтова кислота витісняє вугільну (як більш слабку) з її солі з кальцієм. Вугільна кислота є нестійкою і одразу ж розкладається на карбон(ІV) оксид та воду. Ця реакція є спільною для оцтової та більшості неорганічних кислот
Рівняння реакції:

Висновок: оцтова кислота виявляє властивості, притаманні і неорганічним кислотам:

— взаємодіє з активними металами з вивільненням газуватого водню;

— вступає з лугами в реакцію нейтралізації з утворення солі та води;

— реагує з основними (амфотерними) оксидами, нерозчинними основами (амфотерними гідроксидами);

— витісняє більш слабкі кислоти з їх солей.

215. Для виявлення зміни середовища з кислого на лужне: спочатку відбувається реакція повної нейтралізації оцтової кислоти, а потім надлишок натрій гідроксиду робить середовище слабо лужним.

216. а) Реакція відбуватиметься так само: серед продуктів реакції буде карбонатна кислота, яка одразу ж розкладатиметься па воду та вуглекислий газ.

Рівняння реакції:

б) Газ в цьому випадку не виділятиметься. Реакція взагалі не відбуватиметься, оскільки оцтова кислота не здатна витісняти більш сильну сульфатну з її солей.