En basit aldehit denir. Alkollerin, aldehitlerin, asitlerin, esterlerin, fenollerin özellikleri

Vurgu yerleşimi: ALDEHI`DY

ALDEHİTLER - genel formüle sahip bir organik bileşik sınıfı

burada R bir hidrokarbon radikalidir (tortu); vücutta ara metabolik ürünlerdirler.

Aldehitlerin bireysel temsilcileri genellikle isimlerini oksidasyonları sırasında oluşan asitten alırlar (örneğin, asetik asit - asetik asit). Radikalin türüne bağlı olarak doymuş, doymamış, aromatik, siklik A. vb. bulunur. Radikal bir alkol kalıntısı, bir karboksilik asit vb. ise, aldehit alkoller, aldehit asitler ve karışık işlevlere sahip diğer bileşikler oluşur. kimyasal özelliklere sahiptir. A. ve karşılık gelen R gruplarının doğasında bulunan özellikler. Aldehit grubunun hidrojenini bir hidrokarbon radikaliyle değiştirirken, şunu elde ederiz: ketonlar(bkz.), A.'ya benzer birçok tepki veriyor. En basit A'lardan biri, bazen etil alkolün ısıtılmış bakır üzerinde dehidrojenasyonuyla elde edilen asetik veya asetaldehit CH3 - CHO'dur.

Asetilen serisinin hidrokarbonlarından alüminyum elde etmenin yaygın bir yöntemi, M. G. Kucherov tarafından keşfedilen bir katalizör varlığında bunlara su eklemektir:

Bu reaksiyon asetik asitin sentetik üretiminde kullanılır. Aromatik hidrokarbonlar genellikle bir yan metil grubuna sahip aromatik hidrokarbonların oksidasyonu yoluyla elde edilir:

veya HCl ve bir katalizör varlığında karbon monoksitin karşılık gelen hidrokarbonlar üzerindeki etkisi ile.

Özellikler ve kimya özellikleri A. Esas olarak aldehit grubunun özellikleri ve dönüşümleri ile ilişkilidir. Dolayısıyla A.'nın en basiti formik veya formaldehittir

aldehit grubu hidrojen ile ilişkilidir ve bir gazdır; alt A. (örneğin, asetaldehit) - keskin kokulu sıvılar; Daha yüksek A. suda çözünmeyen katılardır.

Bir karbonil grubunun ve hareketli bir hidrojen atomunun varlığı nedeniyle A., en reaktif organik bileşikler arasındadır. A.'nın çok yönlü reaksiyonlarının çoğu, bunlara bir karbonil grubunun katılımıyla karakterize edilir. Bunlar arasında oksidasyon reaksiyonları, oksijenin eklenmesi ve diğer atomlar ve radikallerle değiştirilmesi yer alır.

A. kolayca polimerize olur ve yoğunlaşır (bkz. Aldoyoğunlaşması); A.'nin alkaliler veya asitlerle işlenmesi sırasında aldoller elde edilir, örneğin:

Su elimine edildiğinde aldol krotonaldehite dönüşür

daha fazla molekül ekleme yeteneğine sahip (polimerizasyon yoluyla). Yoğunlaşma sonucu elde edilen polimerlere toplu olarak aldol reçineleri adı verilir.

Biyoloji okurken. substratlar (kan, idrar vb.), aldehit grubunun oksidasyonuna dayalı reaksiyonların olumlu etkisi, indirgeyici maddelerin toplamı ile verilir. Bu nedenle, bu reaksiyonlar, Hagedorn-Jensen'in yanı sıra Nylander, Gaines, Benedict vb. testlerine göre şekerin (glikoz) kantitatif tayini için kullanılmasına rağmen spesifik olarak kabul edilemez.

A. biyolde önemli bir rol oynar. Proseslerde, özellikle biyojenik aminler, amin oksidaz enzimlerinin varlığında amino asitlere dönüştürülür ve ardından bunların yağ asitlerine oksidasyonu sağlanır.

A. Yüksek yağ asitlerinin radikalleri moleküllerin bir parçasıdır plazmalojenler(santimetre.). Fotosentez süreçlerindeki bitki organizmaları, karbonu asimile etmek için formik A'yı kullanır. Bitkiler tarafından üretilen uçucu yağlar esas olarak siklik doymamış A'dan (anason, tarçın, vanilin vb.) oluşur.

Alkolik fermantasyon sırasında, maya karboksilaz enziminin etkisi altında, piruvik asidin dekarboksilasyonu, indirgenerek etil alkole dönüştürülen asetik asit oluşumuyla meydana gelir.

A. birçok organik bileşiğin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tıpta pratikte doğrudan A. tarafından kullanılırlar (bkz. Formaldehit, Paraldehit, Sitral) ve A.'den elde edilen sentetik türevler, örneğin metenamin (bkz. Hekzametilentetramin), kloral hidrat (bkz.), vb.

Ayrıca bakınız Formik aldehit. Asetaldehit.

Mesleki bir tehlike olarak aldehitler. A. sentetik reçinelerin ve plastiklerin endüstriyel üretiminde, vanilya boyası ve tekstil endüstrilerinde, gıda endüstrisinde ve parfümeride yaygın olarak kullanılmaktadır. Formaldehit kullanılır ch. varış. plastik ve suni reçine üretiminde, deri ve kürk endüstrisinde vb.; akrolein - yağların ısıtıldığı tüm üretim süreçlerinde T° 170° (dökümhaneler - yağla sabitlenmiş maçaların kurutulması, elektrik endüstrisi, yağ fabrikaları ve domuz yağı üretimi vb.). Daha fazla ayrıntı için A bireyine özel makalelere bakın.

Tüm A., özellikle düşük olanlar, belirgin bir toksik etkiye sahiptir.

A. gözlerin ve üst solunum yollarının mukoza zarlarını tahriş eder. Genel toksik etkilerinin doğası gereği, A. uyuşturucudur, ancak narkotik etkileri tahriş edici olandan önemli ölçüde daha düşüktür. Zehirlenmenin şiddetinin derecesi, etkili konsantrasyonun büyüklüğü ile birlikte, radikalin doğasına ve bunun sonucunda da fiziksel-kimyasaldaki bir değişikliğe göre belirlenir. A.'nın özellikleri: düşük A. (yüksek oranda çözünür ve yüksek derecede uçucu maddeler), solunum organlarının üst kısımları üzerinde keskin bir tahriş edici etkiye ve nispeten daha az belirgin bir narkotik etkiye sahiptir; radikalin hidrokarbon zincirinin uzunluğu arttıkça radikalin çözünürlüğü ve uçuculuğu azalır, bunun sonucunda tahriş edici madde azalır ve narkotik etki artmaz; doymamış A.'nın tahriş edici etkisi sınırlayıcı olanlardan daha güçlüdür.

A.'nin toksik etki mekanizması, A.'nin karbonil grubunun yüksek reaktivitesi ile ilişkilidir, doku proteinleri ile etkileşime giren kenarlar, birincil tahriş edici etkiye neden olur, refleks reaksiyonları c. N. pp., iç organlarda distrofik değişiklikler vb. Ayrıca A. vücuda girerken çeşitli biyokimyasal dönüşümlere uğrar; bu durumda vücut üzerindeki toksik etki artık enzimlerin kendileri tarafından değil, dönüşümlerinin ürünleri tarafından uygulanır. A. yavaşça vücuttan atılır ve birikebilir, bu da hron'un gelişimini açıklar. Ana belirtileri öncelikle solunum sistemindeki patolojik değişiklikler şeklinde gözlenen zehirlenmeler.

Aldehit zehirlenmesinde ilk yardım. Kurbanı temiz havaya çıkarın. Gözleri %2 alkali solüsyonla yıkayın. Alkali ve yağ inhalasyonları. Asfiksi durumunda oksijen soluyun. Endikasyonlara göre, kalp aktivitesini ve solunumu uyaran ilaçlar, sakinleştiriciler (bromürler, kediotu). Ağrılı bir öksürük için - hardal sıvaları, bardaklar, kodein preparatları. Ağız yoluyla zehirlenme durumunda - mide yıkama, ağızdan% 3 sodyum bikarbonat çözeltisi, çiğ yumurta, protein suyu, süt, tuzlu laksatifler. Cilt ile teması halinde su veya %5 amonyak ile yıkayın.

Ayrıca bireysel aldehitlerle ilgili makalelere bakın.

Önleme. Üretim süreçlerinin mühürlenmesi ve otomasyonu. Oda havalandırması (bkz. Havalandırma). Kişisel koruyucu ekipmanın kullanılması, ör. filtre gaz maskesi markası “A” (bkz. Gaz maskeleri), iş kıyafeti (bkz. Kumaş) vesaire.

İzin verilen maksimum konsantrasyonlar endüstriyel tesislerin atmosferinde: akrolein için - 0,7 mg/m 3, asetaldehit, bütirik ve proponik aldehitler için - 5 mg/m 3, formaldehit ve kroton A için - 0,5 mg/m 3 .

Aldehitlerin belirlenmesi. Tüm A., asidik sodyum sülfatla bağlanarak bisülfit yöntemiyle veya fuksülfür dioksit ile kolorimetrik olarak toplamda belirlenir. Bir polarografik yöntem (Petrova-Yakovtsevskaya) ve bir spektrofotometrik yöntem (Weksler) geliştirilmiştir.

Ayrıca bakınız Zehirlenmeler, Endüstriyel zehirler.

Kaynakça: Bauer KG. Organik bileşiklerin analizi, çev. German, M., 1953'ten; Nesmeyanov A.N.. Ve Nesmeyanov N.A. Organik kimyanın başlangıcı, kitap. 1-2, M., 1969-1970.

Mesleki tehlikeler - Amirkhanova G.F.. Ve Latypova Z.V.. Rezervuar suyunda izin verilen maksimum asetaldehit konsantrasyonunun deneysel gerekçesi, kitapta: Prom. kirli rezervuarlar, ed. S. N. Cherkinsky, V. 9, s. 137, M., 1969, kaynakça; Bykhovskaya M.S.., Ginzburg S. L.. Ve Khalizova O.D.. Havadaki zararlı maddeleri belirleme yöntemleri, s. 481, M., 1966; Wang Wen-yan, Yağlı aldehitlerin toksikolojisi ile ilgili materyaller, kitapta: Toksikol ile ilgili materyaller. Üretimde kullanılan maddeler. plastik kütle ve sentetik kauçuklar, ed. N.V. Lazarev ve I.D. 42, L., 1957, kaynakça; Endüstrideki zararlı maddeler, ed. N.V. Lazareva, cilt 1, s. 375, L., 1971, kaynakça; Gurvits S.S.. Ve Sergeeva T.I. Türev polarografi yöntemi kullanılarak endüstriyel tesislerin havasındaki küçük miktarlarda aldehitlerin belirlenmesi, Gig. emek ve prof. zabolev., No. 9, s. 44, 1960; Trofimov L.V.. Kroton ve bütiraldehitlerin karşılaştırmalı toksik etkileri, age, No. 9, s. 34, 1962, kaynakça; Tsai LM. Vücuttaki asetaldehit dönüşümleri konusunda, age, No. 12, s. 33, 1962, kaynakça; Dokuz S.N.. A. Ö. Glisid aldehitin toksisitesi üzerine çalışmalar, Arch, çevre. Hlth, v. 2, s. 23, 1961, kaynakça; Jung F. sen. Onnen K. Bindung und Wirkungen des Formaldehyds an Erythrocyten, Naunyn-Schmiedeberg's Exp. Pharmak., Bd 224, S. 179, 1955; Nova H. A. Touraine R.G.. Astım veya formol, Arch. Mai. prof., t. 18, s. 293, 1957; Skоg E. Düşük alifatik aldehitlerin, Actapharmacol'un sözlükolojik bir araştırması. (Kbh.), v. 6, s. 299, 1950, bibliyografya.

B.V. Kulibakin; N.K. Kulagina (prof.).

Kaynaklar:

1. Büyük tıp ansiklopedisi. Cilt 1/Baş Editör Akademisyen B.V. Petrovsky; "Sovyet Ansiklopedisi" yayınevi; Moskova, 1974.- 576 s.

Aldehitlerin ve ketonların yapısı

Aldehitler- molekülleri içeren organik maddeler karbonil grubu:

bir hidrojen atomuna ve bir hidrokarbon radikaline bağlanır. Aldehitlerin genel formülü şöyledir:

En basit aldehitte başka bir hidrojen atomu, hidrokarbon radikalinin rolünü oynar:

Bir hidrojen atomuna bağlı bir karbonil grubuna genellikle denir aldehit:

Ketonlar, moleküllerinde bir karbonil grubunun iki hidrokarbon radikaline bağlı olduğu organik maddelerdir. Açıkçası, ketonların genel formülü şöyledir:

Ketonların karbonil grubuna denir keto grubu.

En basit keton olan asetonda karbonil grubu iki metil radikaline bağlıdır:

Aldehitlerin ve ketonların isimlendirilmesi ve izomerizmi

Aldehit grubuyla ilişkili hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak, doymuş, doymamış, aromatik, heterosiklik ve diğer aldehitler:

IUPAC isimlendirmesine göre doymuş aldehitlerin isimleri, molekül başına aynı sayıda karbon atomuna sahip bir alkanın adından bir son ek kullanılarak oluşturulur. -al. Örneğin:

Numaralama Ana zincirdeki karbon atomları aldehit grubunun karbon atomuyla başlar. Bu nedenle aldehit grubu her zaman ilk karbon atomunda bulunur ve konumunu belirtmeye gerek yoktur.

Sistematik isimlendirmenin yanı sıra yaygın olarak kullanılan aldehitlerin önemsiz isimleri de kullanılmaktadır. Bu isimler genellikle aldehitlere karşılık gelen karboksilik asitlerin isimlerinden türetilir.

Başlık için ketonlar sistematik terminolojiye göre keto grubu son ek ile gösterilir -O ve karbonil grubunun karbon atomunun sayısını gösteren bir sayı (numaralandırma, zincirin keto grubuna en yakın ucundan başlamalıdır).

Örneğin:

İçin aldehitler Yalnızca bir tür yapısal izomerizm vardır - karbon iskelet izomerizmi bütanal ile mümkün olan ve ketonlar- Ayrıca karbonil grubu pozisyonunun izomerizmi. Ayrıca, ayrıca karakterize edilirler sınıflar arası izomerizm(propanal ve propanon).

Aldehitlerin ve ketonların fiziksel özellikleri

Bir aldehit veya keton molekülünde, oksijen atomunun karbon atomuna kıyasla daha büyük elektronegatifliği nedeniyle bağ C=O oldukça polarizedirπ bağının elektron yoğunluğunun oksijene kayması nedeniyle:

Aldehitler ve ketonlar - Oksijen atomunda aşırı elektron yoğunluğuna sahip polar maddeler. Aldehit ve keton serisinin alt üyeleri (formaldehit, asetaldehit, aseton) suda sınırsız olarak çözünür. Kaynama noktaları ilgili alkollerinkinden daha düşüktür. Bunun nedeni, aldehit ve keton moleküllerinde, alkollerden farklı olarak hareketli hidrojen atomlarının bulunmaması ve hidrojen bağları nedeniyle bağlantılar oluşturmamalarıdır.

Düşük aldehitlerin keskin bir kokusu vardır; zincirde dört ila altı karbon atomu içeren aldehitlerin hoş olmayan bir kokusu vardır; Daha yüksek aldehitler ve ketonlar çiçek kokularına sahiptir ve parfümeride kullanılır.

Bir molekülde bir aldehit grubunun varlığı, aldehitlerin karakteristik özelliklerini belirler.

Geri kazanım reaksiyonları.

1. Hidrojen ilavesi aldehit moleküllerine karbonil grubundaki bir çift bağ yoluyla oluşur:

Aldehitlerin hidrojenasyonunun ürünü birincil alkollerdir ve ketonlar ikincil alkollerdir.

Böylece, asetaldehitin bir nikel katalizörü üzerinde hidrojenlenmesiyle etil alkol oluşur ve asetonun hidrojenlenmesiyle 2-propanol oluşur.

2. Aldehitlerin hidrojenasyonu- karbonil grubuna dahil olan karbon atomunun oksidasyon durumunun azaldığı bir indirgeme reaksiyonu.

Oksidasyon reaksiyonları.

Aldehitler sadece indirgenemez, aynı zamanda oksitlenebilir. Oksitlendiğinde aldehitler karboksilik asitleri oluşturur. Bu süreç şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:

1. Hava oksijeni ile oksidasyon.Örneğin propiyonik asit, propiyonik aldehitten (propanal) oluşturulur:

2. Zayıf oksitleyici maddelerle oksidasyon(gümüş oksidin amonyak çözeltisi). Basitleştirilmiş bir biçimde bu süreç reaksiyon denklemi ile ifade edilebilir:

Örneğin:

Bu süreç denklemlerle daha doğru bir şekilde yansıtılmaktadır:

Reaksiyonun gerçekleştirildiği kabın yüzeyi daha önce yağdan arındırılmışsa, reaksiyon sırasında oluşan gümüş onu eşit ince bir filmle kaplar. Bu nedenle bu reaksiyona “gümüş ayna” reaksiyonu adı verilmektedir. Ayna yapımında, gümüşleme süslemelerinde ve Noel ağacı süslerinde yaygın olarak kullanılır.

3. Taze çökeltilmiş bakır(II) hidroksit ile oksidasyon. Aldehitin oksitlenmesiyle Cu 2+, Cu +'ya indirgenir. Reaksiyon sırasında oluşan bakır (I) hidroksit CuOH, hemen kırmızı bakır (I) oksit ve suya ayrışır.

Bu reaksiyon, reaksiyon gibi " gümüş ayna", aldehitlerin tespiti için kullanılır.

Ketonlar ne atmosferik oksijenle ne de gümüş oksitin amonyak çözeltisi gibi zayıf bir oksitleyici ajanla oksitlenmez.

Aldehitlerin ve asitlerin kimyasal özellikleri - özet

Aldehitlerin bireysel temsilcileri ve önemi

Formaldehit(metanal, formik aldehit HCHO) keskin kokulu ve -21 ° C kaynama noktasına sahip, suda oldukça çözünür, renksiz bir gazdır. Formaldehit zehirlidir! Formaldehitin sudaki (%40) çözeltisine formaldehit adı verilir ve formaldehit ve sirke dezenfeksiyonu için kullanılır. Tarımda formaldehit tohumların işlenmesinde ve deri endüstrisinde deri işlenmesinde kullanılır. Formaldehit üretmek için kullanılır metenamin- tıbbi madde. Bazen briket şeklinde sıkıştırılmış metenamin yakıt (kuru alkol) olarak kullanılır. Fenol-formaldehit reçineleri ve diğer bazı maddelerin üretiminde büyük miktarda formaldehit tüketilmektedir.

Asetaldehit(etanal, asetaldehit CH3CHO) - keskin, hoş olmayan bir kokuya ve 21 ° C kaynama noktasına sahip, suda oldukça çözünür bir sıvı. Asetik asit ve bir dizi başka madde, asetaldehitten endüstriyel ölçekte üretilir; çeşitli plastiklerin ve asetat elyafının üretiminde kullanılır. Asetaldehit zehirlidir!

Atom grubu -

İsminde karboksil grubu veya karboksil.

Molekülünde bir karboksil grubu içeren organik asitler tek bazlı.

Bu asitlerin genel formülü RCOOH'dur, örneğin:

İki karboksil grubu içeren karboksilik asitlere denir dibazik. Bunlar arasında örneğin oksalik ve süksinik asitler bulunur:

Ayrıca orada çok bazlıİkiden fazla karboksil grubu içeren karboksilik asitler. Bunlar arasında örneğin tribazik sitrik asit bulunur:

Hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak karboksilik asitler ikiye ayrılır: doymuş, doymamış, aromatik.

Sınır veya doymuş karboksilik asitler örneğin propanoik (propiyonik) asittir:

veya zaten tanıdık olan süksinik asit.

Doymuş karboksilik asitlerin hidrokarbon radikalinde π bağları içermediği açıktır.

Doymamış karboksilik asit moleküllerinde karboksil grubu, örneğin akrilik (propen) moleküllerinde doymamış, doymamış bir hidrokarbon radikaliyle ilişkilidir.

CH2 =CH-COOH

veya oleik

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

ve diğer asitler.

Benzoik asit formülünden de görülebileceği gibi aromatik, molekülünde aromatik (benzen) bir halka içerdiğinden:

Bir karboksilik asidin adı, karşılık gelen alkanın (molekülde aynı sayıda karbon atomuna sahip alkan) adından son ekin eklenmesiyle türetilir. -S— , sonlar -ve ben ve kelimeler asit. Karbon atomlarının numaralandırılması bir karboksil grubuyla başlar. Örneğin:

Karboksil gruplarının sayısı adda öneklerle gösterilir di-, tri-, tetra-:

Pek çok asidin tarihsel olarak belirlenmiş veya önemsiz isimleri de vardır.

Doymuş monobazik karboksilik asitlerin bileşimi genel formülle ifade edilecektir. C n H 2n O 2, veya C n H 2n+1 COOH, veya RCOOH.

Karboksilik asitlerin fiziksel özellikleri

Düşük asitler, yani molekül başına dört karbon atomuna kadar içeren nispeten küçük moleküler ağırlığa sahip asitler, karakteristik keskin bir kokuya (örneğin asetik asit kokusu) sahip sıvılardır. 4 ila 9 karbon atomu içeren asitler, hoş olmayan bir kokuya sahip viskoz yağlı sıvılardır; Molekül başına 9'dan fazla karbon atomu içeren, suda çözünmeyen katı maddeler. Doymuş monobazik karboksilik asitlerin kaynama noktaları, moleküldeki karbon atomu sayısı arttıkça ve dolayısıyla bağıl molekül ağırlığı arttıkça artar. Böylece formik asidin kaynama noktası 100,8 °C, asetik asidin -118 °C, propiyonik asidin -141 °C'dir.

En basit karboksilik asit, küçük bir bağıl molekül ağırlığına (Mr (HCOOH) = 46) sahip olan formik HCOOH'dir, normal koşullar altında kaynama noktası 100.8 ° C olan bir sıvıdır. Aynı zamanda bütan (M r (C 4 H 10) = 58) aynı koşullar altında gaz halindedir ve -0,5 ° C kaynama noktasına sahiptir. Kaynama noktaları ile bağıl molekül ağırlıkları arasındaki bu farklılık şu şekilde açıklanmaktadır: karboksilik asit dimerlerinin oluşumu iki asit molekülünün iki bağla bağlandığı hidrojen bağları:

Hidrojen bağlarının oluşumu, karboksilik asit moleküllerinin yapısı dikkate alındığında netleşir.

Doymuş monobazik karboksilik asitlerin molekülleri polar bir atom grubu içerir. karboksil

Ve pratik olarak polar olmayan hidrokarbon radikali. Karboksil grubu su moleküllerine çekilerek onlarla hidrojen bağları oluşturur:

Formik ve asetik asitler suda sınırsız çözünür. Bir hidrokarbon radikalindeki atom sayısı arttıkça karboksilik asitlerin çözünürlüğünün azaldığı açıktır.

Karboksilik asitlerin kimyasal özellikleri

Asit sınıfının (hem organik hem de inorganik) genel özellikleri, hidrojen ve oksijen atomları arasında güçlü bir polar bağ içeren bir hidroksil grubunun moleküllerindeki varlığından kaynaklanmaktadır. Suda çözünebilen organik asitler örneğini kullanarak bu özellikleri ele alalım.

1. Ayrışma asit kalıntısının hidrojen katyonları ve anyonlarının oluşumu ile:

Daha kesin olarak, bu süreç, su moleküllerinin katılımını dikkate alan bir denklemle tanımlanır:

Karboksilik asitlerin ayrışma dengesi sola kayar; bunların büyük çoğunluğu zayıf elektrolitlerdir. Bununla birlikte, örneğin asetik ve formik asitlerin ekşi tadı, asidik kalıntıların hidrojen katyonlarına ve anyonlarına ayrışmasından kaynaklanmaktadır.

Karboksilik asit moleküllerinde "asidik" hidrojenin, yani karboksil grubunun hidrojeninin varlığının diğer karakteristik özellikleri de belirlediği açıktır.

2. Metallerle etkileşim, hidrojene kadar elektrokimyasal voltaj serisinde duran:

Böylece demir, asetik asitten hidrojeni azaltır:

3. Bazik oksitlerle etkileşim tuz ve su oluşumu ile:

4. Metal hidroksitlerle etkileşim tuz ve su oluşumu ile (nötralizasyon reaksiyonu):

5. Zayıf asitlerin tuzları ile etkileşim ikincisinin oluşumu ile. Böylece asetik asit, stearik asidi sodyum stearattan ve karbonik asidi potasyum karbonattan uzaklaştırır:

6. Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi esterlerin oluşumu ile - esterifikasyon reaksiyonu (karboksilik asitlerin karakteristik en önemli reaksiyonlarından biri):

Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi hidrojen katyonları tarafından katalize edilir.

Esterleşme reaksiyonu tersine çevrilebilir. Susuzlaştırma maddelerinin varlığında ve esterin reaksiyon karışımından uzaklaştırılması durumunda denge ester oluşumuna doğru kayar.

Ester hidrolizi (bir esterin su ile reaksiyonu) adı verilen esterleşmenin ters reaksiyonunda, bir asit ve bir alkol oluşur:

Polihidrik alkollerin, örneğin gliserolün, karboksilik asitlerle de reaksiyona girebileceği, yani bir esterleşme reaksiyonuna girebileceği açıktır:

Tüm karboksilik asitler (formik asit hariç), karboksil grubuyla birlikte moleküllerinde bir hidrokarbon kalıntısı içerir. Elbette bu, hidrokarbon kalıntısının doğasına göre belirlenen asitlerin özelliklerini etkilemekten başka bir şey yapamaz.

7. Çoklu bağlarda katılma reaksiyonları- Doymamış karboksilik asitler içerirler. Örneğin hidrojen ilavesinin reaksiyonu hidrojenasyondur. Radikalde bir n-bağı içeren bir asit için denklem genel biçimde yazılabilir:

Böylece oleik asit hidrojenlendiğinde doymuş stearik asit oluşur:

Doymamış karboksilik asitler, diğer doymamış bileşikler gibi, çift bağ yoluyla halojenler ekler. Örneğin, akrilik asit bromlu suyun rengini giderir:

8. İkame reaksiyonları (halojenlerle)- doymuş karboksilik asitler bunlara girebilir. Örneğin asetik asitin klor ile reaksiyona sokulmasıyla çeşitli klorlu asitler elde edilebilir:

Karboksilik asitlerin kimyasal özellikleri - özet

Karboksilik asitlerin bireysel temsilcileri ve önemi

Formik (metanoik) asit HCOOH- keskin kokulu ve kaynama noktası 100,8 °C olan, suda oldukça çözünür bir sıvı.

Formik asit zehirlidir ve ciltle teması halinde yanıklara neden olur! Karıncaların salgıladığı acı veren sıvıda bu asit bulunur.

Formik asit dezenfektan özelliklere sahiptir ve bu nedenle gıda, deri ve ilaç endüstrilerinde ve tıpta kullanım alanı bulmaktadır. Kumaş ve kağıdın boyanmasında kullanılır.

Asetik (etanoik) asit CH3COOH- karakteristik keskin kokusu olan, suyla her oranda karışabilen renksiz bir sıvı. Asetik asitin sulu çözeltileri sirke (%3-5 çözelti) ve asetik esans (%70-80 çözelti) adı altında pazarlanmakta ve gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Asetik asit birçok organik madde için iyi bir çözücüdür ve bu nedenle boyama, tabaklama ve boya ve vernik endüstrisinde kullanılır. Ek olarak asetik asit, teknik açıdan önemli birçok organik bileşiğin üretimi için bir hammaddedir: örneğin yabani otları kontrol etmek için kullanılan maddeler - herbisitler - ondan elde edilir. Asetik asit, karakteristik kokusunun nedeni olan şarap sirkesinin ana bileşenidir. Etanol oksidasyonunun bir ürünüdür ve şarap havada depolandığında bundan oluşur.

Yüksek doymuş monobazik asitlerin en önemli temsilcileri palmitik C 15 H 31 COOH ve stearik C 17 H 35 COOH asitler. Düşük asitlerin aksine, bu maddeler katıdır ve suda çok az çözünür.

Bununla birlikte, bunların tuzları (stearatlar ve palmitatlar) yüksek oranda çözünür ve deterjan etkisine sahiptir, bu nedenle bunlara sabun da denir. Bu maddelerin büyük ölçekte üretildiği açıktır.

Doymamış yüksek karboksilik asitlerden en önemlisi oleik asit C17H33COOH veya CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7COOH. Tadı ve kokusu olmayan, yağa benzer bir sıvıdır. Tuzları teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dibazik karboksilik asitlerin en basit temsilcisi oksalik (etandioik) asit HOOC-COOH, tuzları kuzukulağı ve kuzukulağı gibi birçok bitkide bulunur. Oksalik asit, suda oldukça çözünür, renksiz kristal bir maddedir. Metal cilalama, ağaç işleme ve deri sanayinde kullanılır.

Sınava girmek için referans materyali:

Mendeleev tablosu

Çözünürlük tablosu

Doymuş monohidrik ve polihidrik alkollerin, fenolün karakteristik kimyasal özellikleri

Doymuş monohidrik ve polihidrik alkoller

Alkoller (veya alkanoller), molekülleri bir hidrokarbon radikaline bağlı bir veya daha fazla hidroksil grubu ($—OH$ grupları) içeren organik maddelerdir.

Hidroksil gruplarının sayısına (atomisite) bağlı olarak alkoller aşağıdakilere ayrılır:

- tek atomlu, örneğin:

$(CH_3-OH)↙(metanol(metil alkol))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol(etil alkol))$

— dihidrik (glikoller), Örneğin:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(etandiol-1,2(etilen glikol))$

$(HO-CH_2-CH_2-CH_2-OH)↙(propandiol-1,3)$

— üç atomlu, Örneğin:

Hidrokarbon radikalinin doğasına bağlı olarak aşağıdaki alkoller ayırt edilir:

— sınır molekülde yalnızca doymuş hidrokarbon radikalleri içeren, örneğin:

— sınırsız moleküldeki karbon atomları arasında çoklu (çift ve üçlü) bağ içeren, örneğin:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(propen-2-ol-1 (allilik alkol))$

— aromatik, yani molekülde bir benzen halkası ve bir hidroksil grubu içeren, birbirine doğrudan değil, karbon atomları aracılığıyla bağlanan alkoller, örneğin:

Benzen halkasının karbon atomuna doğrudan bağlanan molekülde hidroksil grupları içeren organik maddeler, kimyasal özellikler açısından alkollerden önemli ölçüde farklılık gösterir ve bu nedenle bağımsız bir organik bileşik sınıfı - fenoller olarak sınıflandırılır. Örneğin:

Molekülde üçten fazla hidroksil grubu içeren polihidrik (polihidrik) alkoller de vardır. Örneğin, en basit hekzahidrik alkol heksaol (sorbitol):

Adlandırma ve izomerizm

Alkol isimleri oluşturulurken alkole karşılık gelen hidrokarbonun ismine genel bir son ek eklenir. -ol. Son ekten sonraki sayılar, hidroksil grubunun ana zincirdeki konumunu ve önekler di-, tri-, tetra- vb. - sayıları:

Ana zincirdeki karbon atomlarının numaralandırılmasında hidroksil grubunun konumu, çoklu bağların konumuna göre önceliklidir:

Homolog serinin üçüncü üyesinden başlayarak alkoller, fonksiyonel grubun (propanol-1 ve propanol-2) pozisyonunun izomerizmini ve dördüncüsünden itibaren karbon iskeletinin izomerizmini (bütanol-1, 2-metilpropanol-1) sergiler. ). Aynı zamanda sınıflar arası izomerizm ile de karakterize edilirler - alkoller eterlere göre izomeriktir:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(dimetil eter)$

alkoller

Fiziki ozellikleri.

Alkoller hem alkol molekülleri arasında hem de alkol ve su molekülleri arasında hidrojen bağları oluşturabilir.

Hidrojen bağları, bir alkol molekülünün kısmen pozitif yüklü bir hidrojen atomu, başka bir molekülün kısmen negatif yüklü bir oksijen atomu ile etkileşime girdiğinde oluşur. Alkollerin molekül ağırlıklarına göre anormal derecede yüksek kaynama noktalarına sahip olmaları, moleküller arasındaki hidrojen bağları sayesindedir. Dolayısıyla, bağıl molekül ağırlığı 44$ olan propan, normal koşullar altında bir gazdır ve alkollerin en basiti olan metanol, 32$ bağıl molekül ağırlığına sahip, normal koşullar altında bir sıvıdır.

1 $ ila 11 $ arasında karbon atomu içeren bir dizi doymuş monohidrik alkolün alt ve orta üyeleri sıvıdır. Yüksek alkoller ($C_(12)H_(25)OH$'dan başlayarak) oda sıcaklığında katıdır. Düşük alkoller karakteristik bir alkol kokusuna ve keskin bir tada sahiptirler; suda oldukça çözünürler. Hidrokarbon radikali arttıkça alkollerin sudaki çözünürlüğü azalır ve oktanol artık suya karışmaz.

Kimyasal özellikler.

Organik maddelerin özellikleri, bileşimleri ve yapıları tarafından belirlenir. Alkoller genel kuralı doğrular. Molekülleri hidrokarbon ve hidroksil radikallerini içerir, dolayısıyla alkollerin kimyasal özellikleri bu grupların birbirleri üzerindeki etkileşimi ve etkisiyle belirlenir. Bu sınıftaki bileşiklerin karakteristik özellikleri, bir hidroksil grubunun varlığına bağlıdır.

1. Alkollerin alkali ve toprak alkali metallerle etkileşimi. Bir hidrokarbon radikalinin bir hidroksil grubu üzerindeki etkisini tanımlamak için, bir yandan bir hidroksil grubu ve bir hidrokarbon radikali içeren bir maddenin özelliklerini, bir hidroksil grubu içeren ve bir hidrokarbon radikali içermeyen bir maddenin özelliklerini karşılaştırmak gerekir. , Diğer yandan. Bu tür maddeler örneğin etanol (veya diğer alkol) ve su olabilir. Alkol moleküllerinin ve su moleküllerinin hidroksil grubunun hidrojeni, alkali ve alkalin toprak metalleri (onların yerine geçer) tarafından azaltılabilir:

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$,

$2Na+2C_2H_5OH=2C_2H_5ONa+H_2$,

$2Na+2ROH=2RONa+H_2$.

2. Alkollerin hidrojen halojenürlerle etkileşimi. Bir hidroksil grubunun bir halojenle ikamesi haloalkanların oluşumuna yol açar. Örneğin:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür.

3. Alkollerin moleküller arası dehidrasyonu- su giderici maddelerin varlığında ısıtıldığında bir su molekülünün iki alkol molekülünden ayrılması:

Alkollerin moleküller arası dehidrasyonu sonucu, eterler. Böylece, etil alkol, sülfürik asit ile 100$ ila 140°C$ arasındaki bir sıcaklığa ısıtıldığında, dietil (sülfürik) eter oluşur:

4. Alkollerin etkileşimi Esterler oluşturmak için organik ve inorganik asitlerle ( esterleşme reaksiyonu):

Esterleşme reaksiyonu güçlü inorganik asitler tarafından katalize edilir.

Örneğin etil alkol ve asetik asit reaksiyona girdiğinde etil asetat oluşur. Etil asetat:

5. Alkollerin molekül içi dehidrasyonu Alkoller, su giderici ajanların varlığında moleküller arası dehidrasyon sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında meydana gelir. Sonuç olarak alkenler oluşur. Bu reaksiyon, bitişik karbon atomlarında bir hidrojen atomunun ve bir hidroksil grubunun varlığından kaynaklanmaktadır. Bir örnek, konsantre sülfürik asit varlığında etanolün 140°C'nin üzerine ısıtılmasıyla eten (etilen) üretilmesi reaksiyonudur:

6. Alkollerin oksidasyonu genellikle asidik bir ortamda potasyum dikromat veya potasyum permanganat gibi güçlü oksitleyici maddelerle gerçekleştirilir. Bu durumda oksitleyici maddenin etkisi, halihazırda hidroksil grubuna bağlı olan karbon atomuna yöneliktir. Alkolün yapısına ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak çeşitli ürünler oluşabilmektedir. Böylece birincil alkoller önce oksitlenir. aldehitler ve ardından karboksilik asitler:

İkincil alkollerin oksidasyonu ketonlar üretir:

Tersiyer alkoller oksidasyona karşı oldukça dirençlidir. Bununla birlikte, zorlu koşullar altında (güçlü oksitleyici madde, yüksek sıcaklık), hidroksil grubuna en yakın karbon-karbon bağlarının kopmasıyla ortaya çıkan tersiyer alkollerin oksidasyonu mümkündür.

7. Alkollerin dehidrojenasyonu. Alkol buharı bakır, gümüş veya platin gibi bir metal katalizör üzerinden 200-300°C sıcaklıkta geçirildiğinde, birincil alkoller aldehitlere ve ikincil alkoller ketonlara dönüştürülür:

Alkol molekülünde birden fazla hidroksil grubunun aynı anda bulunması, alkolün spesifik özelliklerini belirler. polihidrik alkoller taze hazırlanmış bir bakır (II) hidroksit çökeltisi ile etkileşime girdiğinde suda çözünür parlak mavi kompleks bileşikler oluşturabilenler. Etilen glikol için şunu yazabiliriz:

Monohidrik alkoller bu reaksiyona giremezler. Bu nedenle polihidrik alkollere kalitatif bir reaksiyondur.

Fenol

Fenollerin yapısı

Organik bileşik moleküllerindeki hidroksil grubu, aromatik halkaya doğrudan bağlı olabilir veya ondan bir veya daha fazla karbon atomu ile ayrılabilir. Bu özelliğe bağlı olarak, atom gruplarının karşılıklı etkisi nedeniyle maddelerin birbirinden önemli ölçüde farklı olması beklenebilir. Aslında, doğrudan hidroksil grubuna bağlı fenil $C_6H_5$- aromatik radikalini içeren organik bileşikler, alkollerin özelliklerinden farklı özel özellikler sergiler. Bu tür bileşiklere fenoller denir.

Fenoller, molekülleri bir veya daha fazla hidrokso grubuyla ilişkili fenil radikali içeren organik maddelerdir.

Tıpkı alkoller gibi fenoller de atomikliklerine göre sınıflandırılır. Hidroksil gruplarının sayısına göre.

Monohidrik fenoller molekülde bir hidroksil grubu içerir:

Polihidrik fenoller Moleküllerde birden fazla hidroksil grubu bulunur:

Benzen halkasında üç veya daha fazla hidroksil grubu içeren başka polihidrik fenoller de vardır.

Bu sınıfın en basit temsilcisi olan fenol $C_6H_5OH$'ın yapısına ve özelliklerine daha yakından bakalım. Bu maddenin adı tüm sınıfın - fenollerin adının temelini oluşturdu.

Fiziksel ve kimyasal özellikler.

Fiziki ozellikleri.

Fenol katı, renksiz, kristalimsi bir maddedir, $t°_(pl.)=43°C, t°_(kaynama)=181°C$, keskin karakteristik bir kokuya sahiptir. Zehirli. Fenol oda sıcaklığında suda az çözünür. Fenolün sulu çözeltisine karbolik asit denir. Ciltle teması halinde yanıklara neden olur, bu nedenle fenol dikkatli kullanılmalıdır!

Kimyasal özellikler.

Asidik özellikler. Daha önce de belirtildiği gibi, hidroksil grubunun hidrojen atomu doğası gereği asidiktir. Fenolün asidik özellikleri su ve alkollerinkinden daha belirgindir. Alkol ve sudan farklı olarak fenol sadece alkali metallerle değil aynı zamanda alkalilerle de reaksiyona girerek fenolatlar:

Ancak fenollerin asidik özellikleri inorganik ve karboksilik asitlere göre daha az belirgindir. Örneğin fenolün asidik özellikleri karbonik asitinkinden yaklaşık 3000$ kat daha zayıftır. Bu nedenle, karbondioksitin sulu bir sodyum fenolat çözeltisinden geçirilmesiyle serbest fenol izole edilebilir:

Sulu bir sodyum fenolat çözeltisine hidroklorik veya sülfürik asit eklenmesi de fenol oluşumuna yol açar:

Fenole kalitatif reaksiyon.

Fenol, yoğun mor kompleks bir bileşik oluşturmak üzere demir (III) klorür ile reaksiyona girer.

Bu reaksiyon çok sınırlı miktarlarda bile tespit edilmesini sağlar. Benzen halkasında bir veya daha fazla hidroksil grubu içeren diğer fenoller de demir(III) klorür ile reaksiyona girdiğinde parlak mavi-mor renkler üretir.

Benzen halkasının reaksiyonları.

Bir hidroksil ikame edicisinin varlığı, benzen halkasında elektrofilik ikame reaksiyonlarının oluşmasını büyük ölçüde kolaylaştırır.

1. Fenolün bromlanması. Benzenin aksine, fenolün brominasyonu bir katalizörün (demir (III) bromür) eklenmesini gerektirmez.

Ek olarak fenol ile etkileşim seçici olarak gerçekleşir: brom atomları orto ve para pozisyonları, orada bulunan hidrojen atomlarının yerini alır. İkame seçiciliği, yukarıda tartışılan fenol molekülünün elektronik yapısının özellikleriyle açıklanmaktadır.

Böylece fenol bromlu su ile reaksiyona girdiğinde beyaz bir çökelti oluşur. 2,4,6-tribromofenol:

Bu reaksiyon, demir (III) klorür ile reaksiyon gibi, fenolün kalitatif tespitine hizmet eder.

2. Fenol nitrasyonu benzen nitrasyonundan daha kolay oluşur. Seyreltik nitrik asit ile reaksiyon oda sıcaklığında meydana gelir. Sonuç olarak bir karışım oluşur orto Ve çift- nitrofenol izomerleri:

Konsantre nitrik asit kullanıldığında patlayıcı oluşur. 2,4,6-trinitrofenol(pikrik asit):

3. Fenolün aromatik çekirdeğinin hidrojenasyonu bir katalizörün varlığında kolayca oluşur:

4.Fenolün aldehitlerle polikondensasyonuözellikle formaldehit ile reaksiyon ürünlerinin (fenol-formaldehit reçineleri ve katı polimerler) oluşumuyla ortaya çıkar.

Fenolün formaldehit ile etkileşimi aşağıdaki şema ile açıklanabilir:

Muhtemelen dimer molekülünde "hareketli" hidrojen atomlarının tutulduğunu fark etmişsinizdir; bu, yeterli sayıda reaktifle reaksiyonun daha da devam etmesinin mümkün olduğu anlamına gelir:

Reaksiyon polikondensasyon, onlar. Düşük molekül ağırlıklı bir yan ürünün (su) salınmasıyla meydana gelen polimer üretim reaksiyonu, büyük makromoleküllerin oluşumuyla (reaktiflerden biri tamamen tüketilene kadar) daha da devam edebilir. Süreç özet denklemle açıklanabilir:

Doğrusal moleküllerin oluşumu normal sıcaklıklarda meydana gelir. Bu reaksiyonun ısıtıldığında gerçekleştirilmesi, ortaya çıkan ürünün dallanmış bir yapıya sahip olmasına, katı olmasına ve suda çözünmemesine neden olur. Doğrusal bir fenol-formaldehit reçinesinin aşırı aldehit ile ısıtılması sonucunda benzersiz özelliklere sahip sert plastik kütleler elde edilir. Fenol-formaldehit reçinelerine dayalı polimerler, vernik ve boyaların, ısıtmaya, soğutmaya, suya, alkalilere ve asitlere dayanıklı ve yüksek dielektrik özelliklere sahip plastik ürünlerin üretiminde kullanılır. Elektrikli cihazların en kritik ve önemli parçaları, güç ünitesi gövdeleri ve makine parçaları ile radyo cihazlarının baskılı devre kartlarının polimer tabanı, fenol-formaldehit reçinelerine dayanan polimerlerden yapılır. Fenol-formaldehit reçinelerine dayalı yapıştırıcılar, çok çeşitli yapıdaki parçaları güvenilir bir şekilde bağlama kapasitesine sahip olup, çok geniş bir sıcaklık aralığında en yüksek bağlantı mukavemetini korur. Bu yapıştırıcı, aydınlatma lambalarının metal tabanını bir cam ampule tutturmak için kullanılır. Artık fenol ve ona dayalı ürünlerin neden yaygın olarak kullanıldığını anlıyorsunuz.

Aldehitlerin, doymuş karboksilik asitlerin, esterlerin karakteristik kimyasal özellikleri

Aldehitler ve ketonlar

Aldehitler, molekülleri bir karbonil grubu içeren organik maddelerdir bir hidrojen atomuna ve bir hidrokarbon radikaline bağlanır.

Aldehitlerin genel formülü şöyledir:

En basit aldehit olan formaldehitte, bir hidrokarbon radikalinin rolü ikinci hidrojen atomu tarafından oynanır:

Hidrojen atomuna bağlı karbonil grubuna denir aldehit:

Moleküllerindeki bir karbonil grubunun iki hidrokarbon radikaline bağlı olduğu organik maddelere ketonlar denir.

Açıkçası, ketonların genel formülü şöyledir:

Ketonların karbonil grubuna denir keto grubu.

En basit keton olan asetonda karbonil grubu iki metil radikaline bağlıdır:

Adlandırma ve izomerizm

Aldehit grubuyla ilişkili hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak doymuş, doymamış, aromatik, heterosiklik ve diğer aldehitler ayırt edilir:

IUPAC isimlendirmesine göre doymuş aldehitlerin isimleri, molekülde aynı sayıda karbon atomuna sahip bir alkanın adından sonek kullanılarak oluşturulur. -al.Örneğin:

Ana zincirin karbon atomlarının numaralandırılması aldehit grubunun karbon atomuyla başlar. Bu nedenle aldehit grubu her zaman ilk karbon atomunda bulunur ve konumunu belirtmeye gerek yoktur.

Sistematik isimlendirmenin yanı sıra yaygın olarak kullanılan aldehitlerin önemsiz isimleri de kullanılmaktadır. Bu isimler genellikle aldehitlere karşılık gelen karboksilik asitlerin isimlerinden türetilir.

Ketonları sistematik terminolojiye göre adlandırmak için keto grubu son ek ile gösterilir. -O ve karbonil grubunun karbon atomunun sayısını gösteren bir sayı (numaralandırma, zincirin keto grubuna en yakın ucundan başlamalıdır). Örneğin:

Aldehitler yalnızca bir tür yapısal izomerizm ile karakterize edilir - bütanal ile mümkün olan karbon iskeletinin izomerizmi ve ketonlar için ayrıca karbonil grubunun konumunun izomerizmi. Ek olarak, sınıflar arası izomerizm (propanal ve propanon) ile karakterize edilirler.

Bazı aldehitlerin önemsiz isimleri ve kaynama noktaları.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziki ozellikleri.

Bir aldehit veya keton molekülünde, oksijen atomunun karbon atomuna kıyasla daha yüksek elektronegatifliği nedeniyle, $C=O$ bağı, $π$ bağının elektron yoğunluğunun oksijene doğru kayması nedeniyle yüksek oranda polarize olur:

Aldehitler ve ketonlar, oksijen atomunda aşırı elektron yoğunluğuna sahip polar maddelerdir. Aldehit ve keton serisinin alt üyeleri (formaldehit, asetaldehit, aseton) suda sınırsız olarak çözünür. Kaynama noktaları ilgili alkollerinkinden daha düşüktür. Bunun nedeni, aldehit ve keton moleküllerinde, alkollerden farklı olarak hareketli hidrojen atomlarının bulunmaması ve hidrojen bağları nedeniyle bağlantılar oluşturmamalarıdır. Düşük aldehitlerin keskin bir kokusu vardır; Zincirde dört ila altı karbon atomu içeren aldehitlerin hoş olmayan bir kokusu vardır; Daha yüksek aldehitler ve ketonlar çiçek kokularına sahiptir ve parfümeride kullanılır.

Kimyasal özellikler

Bir molekülde bir aldehit grubunun varlığı, aldehitlerin karakteristik özelliklerini belirler.

Geri kazanım reaksiyonları.

Hidrojen ilavesi aldehit moleküllerine karbonil grubundaki bir çift bağ yoluyla oluşur:

Aldehitlerin hidrojenasyonunun ürünü birincil alkollerdir ve ketonlar ikincil alkollerdir.

Böylece, asetaldehitin bir nikel katalizörü üzerinde hidrojenlenmesiyle etil alkol oluşur ve asetonun hidrojenlenmesiyle propanol-2 oluşur:

Aldehitlerin hidrojenasyonu - geri kazanım reaksiyonu burada karbonil grubuna dahil olan karbon atomunun oksidasyon durumu azalır.

Oksidasyon reaksiyonları.

Aldehitler sadece indirgenmekle kalmaz, aynı zamanda oksitlemek. Oksitlendiğinde aldehitler karboksilik asitleri oluşturur. Bu süreç şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Örneğin propiyonik aldehitten (propanal) propiyonik asit oluşur:

Aldehitler, atmosferik oksijen ve gümüş oksitin amonyak çözeltisi gibi zayıf oksitleyici maddeler tarafından bile oksitlenir. Basitleştirilmiş bir biçimde bu süreç reaksiyon denklemi ile ifade edilebilir:

Örneğin:

Bu süreç denklemlerle daha doğru bir şekilde yansıtılmaktadır:

Reaksiyonun gerçekleştirildiği kabın yüzeyi daha önce yağdan arındırılmışsa, reaksiyon sırasında oluşan gümüş onu eşit ince bir filmle kaplar. Bu nedenle bu reaksiyona reaksiyon denir "gümüş ayna". Ayna yapımında, gümüşleme süslemelerinde ve Noel ağacı süslerinde yaygın olarak kullanılır.

Taze çökeltilmiş bakır(II) hidroksit aynı zamanda aldehitler için oksitleyici bir madde olarak da görev yapabilir. Aldehitin oksitlenmesiyle $Cu^(2+)$ $Cu^+$'a indirgenir. Reaksiyon sırasında oluşan bakır (I) hidroksit $CuOH$ hemen kırmızı bakır (I) oksit ve suya ayrışır:

Bu reaksiyon, “gümüş ayna” reaksiyonu gibi, aldehitleri tespit etmek için kullanılır.

Ketonlar ne atmosferik oksijenle ne de gümüş oksitin amonyak çözeltisi gibi zayıf bir oksitleyici ajanla oksitlenmez.

Aldehitlerin bireysel temsilcileri ve önemi

Formaldehit(metanal, formaldehit$HCHO$ ) - keskin bir kokuya sahip, kaynama noktası -21C°$ olan, suda oldukça çözünür, renksiz bir gaz. Formaldehit zehirlidir! Sudaki formaldehit çözeltisine (%40$$) formaldehit adı verilir ve dezenfeksiyon için kullanılır. Tarımda formaldehit tohumların işlenmesinde ve deri endüstrisinde deri işlenmesinde kullanılır. Formaldehit, tıbbi bir madde olan metenamin üretmek için kullanılır. Bazen briket şeklinde sıkıştırılmış metenamin yakıt (kuru alkol) olarak kullanılır. Fenol-formaldehit reçineleri ve diğer bazı maddelerin üretiminde büyük miktarda formaldehit tüketilmektedir.

Asetaldehit(etanal, asetaldehit$CH_3CHO$ ) - keskin ve hoş olmayan bir kokuya sahip, kaynama noktası 21°C$ olan, suda oldukça çözünür bir sıvı. Asetik asit ve bir dizi başka madde, asetaldehitten endüstriyel ölçekte üretilir; çeşitli plastiklerin ve asetat elyafının üretiminde kullanılır. Asetaldehit zehirlidir!

Karboksilik asitler

Bir molekülde bir veya daha fazla karboksil grubu içeren maddelere karboksilik asitler denir.

Atom grubu isminde karboksil grubu, veya karboksil.

Molekülünde bir karboksil grubu içeren organik asitler monobazik.

Bu asitlerin genel formülü $RCOOH$'dır, örneğin:

İki karboksil grubu içeren karboksilik asitlere denir dibazik. Bunlar arasında örneğin oksalik ve süksinik asitler bulunur:

Ayrıca orada çok bazlıİkiden fazla karboksil grubu içeren karboksilik asitler. Bunlar arasında örneğin tribazik sitrik asit bulunur:

Hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak karboksilik asitler bölünür doymuş, doymamış, aromatik olarak ayrılır.

Doymuş veya doymuş karboksilik asitler örneğin propanoik (propiyonik) asittir:

veya zaten tanıdık olan süksinik asit.

Doymuş karboksilik asitlerin hidrokarbon radikalinde $π$ bağları içermediği açıktır. Doymamış karboksilik asit moleküllerinde karboksil grubu, örneğin akrilik (propen) $CH_2=CH—COOH$ veya oleik $CH_3—(CH_2)_7—CH=CH moleküllerinde doymamış, doymamış bir hidrokarbon radikaliyle ilişkilidir. —(CH_2)_7—COOH $ ve diğer asitler.

Benzoik asit formülünden de görülebileceği gibi, molekülünde aromatik (benzen) bir halka bulunduğundan aromatiktir:

Adlandırma ve izomerizm

Karboksilik asitlerin ve diğer organik bileşiklerin adlarının oluşumunun genel prensipleri zaten tartışılmıştır. Mono ve dibazik karboksilik asitlerin isimlendirilmesi üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. Bir karboksilik asidin adı, karşılık gelen alkanın (molekülde aynı sayıda karbon atomuna sahip alkan) adından son ekin eklenmesiyle türetilir. -ov-, sonlar -ve ben ve asit kelimeleri. Karbon atomlarının numaralandırılması karboksil grubuyla başlar. Örneğin:

Karboksil gruplarının sayısı adda öneklerle gösterilir di-, tri-, tetra-:

Pek çok asidin tarihsel olarak belirlenmiş veya önemsiz isimleri de vardır.

Karboksilik asitlerin isimleri.

Organik asitlerin çeşitli ve ilginç dünyasını tanıdıktan sonra doymuş monobazik karboksilik asitleri daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Bu asitlerin bileşiminin $C_nH_(2n)O_2$ veya $C_nH_(2n+1)COOH$ veya $RCOOH$ genel formülüyle ifade edildiği açıktır.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziki ozellikleri.

Düşük asitler, yani. molekül başına dört karbon atomuna kadar içeren nispeten küçük moleküler ağırlığa sahip asitler, karakteristik keskin bir kokuya sahip sıvılardır (asetik asit kokusunu hatırlayın). 4$ ila 9$ arasında karbon atomu içeren asitler, hoş olmayan bir kokuya sahip, viskoz yağlı sıvılardır; Molekül başına 9$'dan fazla karbon atomu içeren, suda çözünmeyen katı maddeler. Doymuş monobazik karboksilik asitlerin kaynama noktaları, moleküldeki karbon atomu sayısı arttıkça ve dolayısıyla bağıl molekül ağırlığı arttıkça artar. Örneğin, formik asidin kaynama noktası 100,8°C$, asetik asitin 118°C$ ve propiyonik asidin kaynama noktası 141°C$'dır.

En basit karboksilik asit formik $HCOOH$'dır ve küçük bağıl molekül ağırlığı $(M_r(HCOOH)=46)$'dır, normal koşullar altında kaynama noktası 100,8°C$ olan bir sıvıdır. Aynı zamanda, bütan $(M_r(C_4H_(10))=58)$ aynı koşullar altında gaz halindedir ve $-0,5°C$ kaynama noktasına sahiptir. Kaynama noktaları ile bağıl molekül ağırlıkları arasındaki bu tutarsızlık, iki asit molekülünün iki hidrojen bağıyla bağlandığı karboksilik asit dimerlerinin oluşumuyla açıklanır:

Hidrojen bağlarının oluşumu, karboksilik asit moleküllerinin yapısı dikkate alındığında netleşir.

Doymuş monobazik karboksilik asit molekülleri kutupsal bir atom grubu içerir - karboksil ve pratik olarak polar olmayan bir hidrokarbon radikali. Karboksil grubu su moleküllerine çekilerek onlarla hidrojen bağları oluşturur:

Formik ve asetik asitler suda sınırsız çözünür. Bir hidrokarbon radikalindeki atom sayısı arttıkça karboksilik asitlerin çözünürlüğünün azaldığı açıktır.

Kimyasal özellikler.

Asit sınıfının (hem organik hem de inorganik) genel özellikleri, hidrojen ve oksijen atomları arasında güçlü bir polar bağ içeren bir hidroksil grubunun moleküllerindeki varlığından kaynaklanmaktadır. Suda çözünebilen organik asitler örneğini kullanarak bu özellikleri ele alalım.

1. Ayrışma asit kalıntısının hidrojen katyonları ve anyonlarının oluşumu ile:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Daha kesin olarak, bu süreç, su moleküllerinin katılımını dikkate alan bir denklemle tanımlanır:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Karboksilik asitlerin ayrışma dengesi sola kayar; bunların büyük çoğunluğu zayıf elektrolitlerdir. Bununla birlikte, örneğin asetik ve formik asitlerin ekşi tadı, asidik kalıntıların hidrojen katyonlarına ve anyonlarına ayrışmasından kaynaklanmaktadır.

Karboksilik asit moleküllerinde "asidik" hidrojenin varlığı açıktır; diğer karakteristik özelliklerden dolayı karboksil grubunun hidrojeni.

2. Metallerle etkileşim, hidrojene kadar elektrokimyasal voltaj serisinde duruyor: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Böylece demir, asetik asitten hidrojeni azaltır:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Bazik oksitlerle etkileşim tuz ve su oluşumu ile:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Metal hidroksitlerle etkileşim tuz ve su oluşumu ile (nötralizasyon reaksiyonu):

$R—COOH+NaOH→R—COONa+H_2O$,

$2R—COOH+Ca(OH)_2→(R—COO)_(2)Ca+2H_2O$.

5. Zayıf asitlerin tuzları ile etkileşim ikincisinin oluşumu ile. Böylece asetik asit, stearik asidi sodyum stearattan ve karbonik asidi potasyum karbonattan uzaklaştırır:

$CH_3COOH+C_(17)H_(35)COONa→CH_3COONa+C_(17)H_(35)COOH↓$,

$2CH_3COOH+K_2CO_3→2CH_3COOK+H_2O+CO_2$.

6. Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi esterlerin oluşumu ile - esterifikasyon reaksiyonu (karboksilik asitlerin karakteristik en önemli reaksiyonlarından biri):

Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi hidrojen katyonları tarafından katalize edilir.

Esterleşme reaksiyonu tersine çevrilebilir. Susuzlaştırma maddelerinin varlığında ve esterin reaksiyon karışımından uzaklaştırılması durumunda denge ester oluşumuna doğru kayar.

Ester hidrolizi (bir esterin su ile reaksiyonu) adı verilen esterleşmenin ters reaksiyonunda, bir asit ve bir alkol oluşur:

Karboksilik asitlerle reaksiyonun olduğu açıktır; Polihidrik alkoller, örneğin gliserol de bir esterleşme reaksiyonuna girebilir:

Tüm karboksilik asitler (formik asit hariç), karboksil grubuyla birlikte moleküllerinde bir hidrokarbon kalıntısı içerir. Elbette bu, hidrokarbon kalıntısının doğasına göre belirlenen asitlerin özelliklerini etkilemekten başka bir şey yapamaz.

7. Çoklu bağlarda katılma reaksiyonları- Doymamış karboksilik asitler içerirler. Örneğin hidrojen katılma reaksiyonu hidrojenasyon. Radikalde bir $π$ bağı içeren bir asit için denklem genel biçimde yazılabilir:

$C_(n)H_(2n-1)COOH+H_2(→)↖(katalizör)C_(n)H_(2n+1)COOH.$

Böylece oleik asit hidrojenlendiğinde doymuş stearik asit oluşur:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\text"oleik asit"))(→)↖(katalizör)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\text"stearik asit" ) $

Doymamış karboksilik asitler, diğer doymamış bileşikler gibi, çift bağ yoluyla halojenler ekler. Örneğin, akrilik asit bromlu suyun rengini giderir:

$(CH_2=CH—COOH+Br_2)↙(\text"akrilik (propenoik) asit")→(CH_2Br—CHBr—COOH)↙(\text"2,3-dibromopropanoik asit").$

8. İkame reaksiyonları (halojenlerle)- doymuş karboksilik asitler bunlara girebilir. Örneğin asetik asitin klor ile reaksiyona sokulmasıyla çeşitli klorlu asitler elde edilebilir:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(P(kırmızı))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\text"kloroasetik asit")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(P(kırmızı))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\text"dikloroasetik asit")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(P(kırmızı))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\text"trikloroasetik asit")$

Karboksilik asitlerin bireysel temsilcileri ve önemi

Karınca(metan) asit HTSOKH- keskin kokulu ve kaynama noktası 100,8°C$ olan, suda oldukça çözünür bir sıvı. Formik asit zehirlidir Cilt ile temasında yanıklara neden olur! Karıncaların salgıladığı acı veren sıvıda bu asit bulunur. Formik asit dezenfektan özelliklere sahiptir ve bu nedenle gıda, deri ve ilaç endüstrilerinde ve tıpta kullanım alanı bulmaktadır. Kumaş ve kağıdın boyanmasında kullanılır.

Sirke (etan)asit $CH_3COOH$, karakteristik keskin kokusu olan, suyla her oranda karışabilen renksiz bir sıvıdır. Asetik asitin sulu çözeltileri sirke (%3-5'lik çözelti) ve sirke esansı (%70-80'lik çözelti) adı altında satılmakta ve gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Asetik asit birçok organik madde için iyi bir çözücüdür ve bu nedenle boyama, tabaklama ve boya ve vernik endüstrisinde kullanılır. Ek olarak asetik asit, teknik açıdan önemli birçok organik bileşiğin üretimi için bir hammaddedir: örneğin yabani otları kontrol etmek için kullanılan maddeler - herbisitler - ondan elde edilir.

Asetik asit ana bileşendir şarap sirkesi, karakteristik kokusu tam olarak ondan kaynaklanmaktadır. Etanol oksidasyonunun bir ürünüdür ve şarap havada depolandığında bundan oluşur.

Yüksek doymuş monobazik asitlerin en önemli temsilcileri palmitik$C_(15)H_(31)COOH$ ve stearik$C_(17)H_(35)COOH$ asit. Düşük asitlerin aksine, bu maddeler katıdır ve suda çok az çözünür.

Bununla birlikte, bunların tuzları (stearatlar ve palmitatlar) yüksek oranda çözünür ve deterjan etkisine sahiptir, bu nedenle bunlara sabun da denir. Bu maddelerin büyük ölçekte üretildiği açıktır. Doymamış yüksek karboksilik asitlerden en önemlisi oleik asit$C_(17)H_(33)COOH$ veya $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH -(CH_2)_7COOH$. Tadı ve kokusu olmayan, yağa benzer bir sıvıdır. Tuzları teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dibazik karboksilik asitlerin en basit temsilcisi oksalik (etandioik) asit$HOOC—COOH$, tuzları kuzukulağı ve kuzukulağı gibi birçok bitkide bulunur. Oksalik asit, suda oldukça çözünür, renksiz kristal bir maddedir. Ağaç işleme ve deri endüstrilerinde metallerin parlatılmasında kullanılır.

Esterler

Karboksilik asitler alkollerle reaksiyona girdiğinde (esterleşme reaksiyonu), esterler:

Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür. Reaksiyon ürünleri birbirleriyle etkileşime girerek başlangıç ​​malzemelerini (alkol ve asit) oluşturabilir. Dolayısıyla esterlerin su ile reaksiyonu (ester hidrolizi) esterleşme reaksiyonunun tersidir. İleri (esterleşme) ve geri (hidroliz) reaksiyonların hızları eşit olduğunda oluşan kimyasal denge, su giderici maddelerin varlığıyla ester oluşumuna doğru kaydırılabilir.

Yağlar- gliserol ve daha yüksek karboksilik asitlerin esterleri olan bileşiklerin türevleri.

Diğer esterler gibi tüm yağlar hidrolize uğrar:

Yağın hidrolizi alkali bir ortamda $(NaOH)$ ve soda külü $Na_2CO_3$ varlığında gerçekleştirildiğinde, geri dönüşü olmayan bir şekilde ilerler ve karboksilik asitlerin değil, bunların tuzlarının oluşumuna yol açar. sabunlar. Bu nedenle yağların alkali ortamda hidrolizine denir. sabunlaşma.

Çevremizdeki hemen hemen tüm kimyasallar insanlar tarafından istek ve ihtiyaçları doğrultusunda test edilmektedir. Her bileşiğin, günlük yaşamda bizim için yararlı ve gerekli olanların seçildiği benzersiz, benzersiz bir dizi özelliği ve özelliği vardır. Tartışacağımız aldehitler de bir istisna değildir.

Organik kimyanın mütevazi çocuğu

Yaygın olarak organik olarak adlandırılan karbon bileşikleri arasında, "herkesin ağzında olan", iyi bilinenler de vardır. Örneğin glikoz, etil alkol veya plastikler. Aldehitler bu bakımdan şanssızdır. Bunları yalnızca dar uzmanlar ve hatta üniversiteye kabul için yoğun bir şekilde kimya okuyan lise öğrencileri biliyor. Aslında kimyasal özelliklerini dikkate alacağımız bu tür bileşikler (asetaldehit gibi) hem endüstriyel üretimde hem de günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Anlaşmazlık elması

Ne yazık ki, bilimdeki keşifler çoğu zaman bulutlar olmadan gerçekleşmez. Aldehitler, kimyasal yapıları ve özellikleri, 19. yüzyıl bilim adamları arasında uzun tartışmalar ve tartışmalar sonucunda keşfedilmiştir. Ve Liebig ve Döbereiner gibi ünlü kimyagerler, asetaldehitin saf formunda elde edilmesi ve izole edilmesinde gerçekte kimin elinde olduğunu bulmak için ciddi şekilde tartıştılar. Reaksiyon katalizörü görevi gören platin ağ üzerinden geçirilen etil alkol buharından ekstrakte edildi. Rakipleri uzlaştırabilecek tek şey, tüm kimyagerler tarafından yeni bir madde sınıfının (kelimenin tam anlamıyla "hidrojen içermeyen alkoller" anlamına gelen aldehitler) adının koşulsuz kabulüydü. İki hidrojen atomunun elimine edilmesiyle alkollerden bunları elde etmek için bir yöntemi belirtir.

Hiçbir şeyle karıştırılamaz

Aldehitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında oldukça spesifik olduklarını görmek kolaydır. Bu nedenle zehirli bir gaz olan formaldehit keskin, boğucu bir kokuya sahiptir. Formalin adı verilen %40'lık sulu çözeltisi, anatomik laboratuvarlarda ve morglarda özel bir kokuya neden olur ve burada organ ve dokuların proteinlerini koruyan pas önleyici bir madde olarak kullanılır.

Ve homolog seride bir sonraki olan asetaldehit, hoş olmayan çürük elma kokusuna sahip, suda oldukça çözünür, renksiz bir sıvıdır. Kimyasal özellikleri oksidasyon ve katılma reaksiyonları ile karakterize edilen aldehitler, genetik olarak benzer sınıflardaki maddelere dönüştürülebilir: karboksilik asitler veya alkoller. Belirli örnekler kullanarak bunlara bakalım.

Aldehitlerin arama kartı

Organik kimyada olduğu gibi inorganik kimyada da "niteliksel reaksiyon" diye bir şey vardır. Aldehitler gibi belirli bir sınıfa ait maddelerle uğraştığımızı gösteren bir işaret ışığına benzetilebilir. Aldehitlerin kimyasal özellikleri, gümüş oksitin amonyak çözeltisi ve ısıtıldığında bakır hidroksit ile reaksiyonları (gümüş ayna reaksiyonu) ile doğrulanır.

Reaksiyon ürünü, test tüpünün duvarlarında ayna tabakası şeklinde salınan saf gümüş olacaktır.

Reaksiyonun bir sonucu olarak, tuğla renginde bir çökelti oluşur - bakır oksit.

İkiz maddeler

Artık aldehitler de dahil olmak üzere tüm organik maddelerin izomerizmi gibi karakteristik bir olayla uğraşmanın zamanı geldi. İnorganik kimya dünyasında tamamen yoktur. Burada her şey basit: bir kimyasal formül, kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleriyle yalnızca belirli bir bileşiğe karşılık gelir. Örneğin HNO 3 formülü, kaynama noktası 86 ° C olan, keskin bir kokuya sahip ve çok higroskopik olan nitrat asit adı verilen bir maddeye karşılık gelir.

Organik kimya krallığında formülleri aynı fakat özellikleri farklı olan izomer maddeler yaşar ve yaşar. Örneğin, C4H8O formülü tamamen farklı iki aldehit içerir: bütanal ve 2-metilpropanal.

Formülleri:

Kimyasal özellikleri bileşimlerine ve yapılarına bağlı olan izomerik aldehitler, Rus bilim adamı M. Butlerov tarafından oluşturulan organik bileşiklerin yapısının ustaca teorisinin mükemmel bir kanıtıdır. Onun keşfi kimya açısından Mendeleev'in periyodik yasasıyla aynı temel öneme sahiptir.

Benzersiz karbon

M. Butlerov'un teorisini doğrulayan mükemmel kanıt, aldehitlerin kimyasal özellikleridir. Organik kimya, bir Rus bilim adamının araştırması sayesinde, birden fazla nesil bilim adamını karmaşıklığıyla rahatsız eden soruyu nihayet cevaplayabildi: fenomene dayanan organik bileşiklerin şaşırtıcı çeşitliliğinin nasıl açıklanacağı. izomerizm. İki aldehit izomerinin moleküllerinin yapısını ele alalım: aynı moleküler formüle sahip olan - C4H8O, ancak farklı yapısal olan ve bu nedenle fiziksel ve kimyasal özelliklerde birbirinden farklı olan bütanal ve 2-metilpropanal.

M. Butlerov'un teorisine varsayım olarak eklenen karbon atomunun en önemli iki özelliğine dikkat edelim:

1. Organik bileşiklerdeki karbon her zaman dört değerliklidir.

2. Karbon atomları birbirleriyle bağlantı kurma ve çeşitli uzaysal konfigürasyonlar oluşturma yeteneğine sahiptir: dallanmamış ve dallanmış zincirler veya döngüler.

Diğer kimyasal elementlerin atomları değerliklerine göre dizilir: hidrojen, oksijen, nitrojen, böylece mevcut organik bileşiklerin devasa cephaneliğini oluşturur (ve bunların sayısı 10 milyondan fazladır). Organik sentez kimyasında elde edilen yeni maddeler nedeniyle artmaktadır.

Ne kadar polar o kadar iyi

Aldehitleri, kimyasal yapılarını ve özelliklerini incelemeye devam ederek, aldehit moleküllerini oluşturan atomların polarite olgusu üzerinde duralım. Böylece, asetaldehit molekülündeki aldehit grubunun karbon atomu kısmi pozitif yük, oksijen atomu ise kısmi negatif yük kazanır. Oluşmalarının nedeni şu şekildedir: π bağının elektron yoğunluğu σ bağından daha hareketlidir.

R'nin bir aldehit grubuyla ilişkili bir hidrokarbon radikali olduğu aldehitlerin genel formülünde, oksijen atomu üzerinde kısmi bir negatif yük oluşur ve karbon atomu üzerinde kısmi bir pozitif yük oluşur. Böylece aldehitlerin fonksiyonel grubu oldukça polarize hale gelir ve bu da bu maddelerin daha fazla reaktivite göstermesine neden olur. Basitçe söylemek gerekirse, bir maddenin molekülündeki atomlar ne kadar polarize olursa, kimyasal reaksiyonlara o kadar iyi ve hızlı girer. Aldehit grubundaki hidrojen atomunun hızlı oksitlenme yeteneği ve karbonil grubunun reaktivitesi, aldehitlere karakteristik katılma ve polimerizasyon reaksiyonları sağlar.

Plastik bir dünyada yaşam

Modern polimer endüstrisinin temel malzemeleri olan fenoplastların ve aminoplastların atası haline gelen, kimyasal özellikleri polikondensasyon ve polimerizasyon reaksiyonlarına girme yeteneği ile belirlenen aldehitlerdi. İşletmelerinin hammaddeleri formaldehit ve asetaldehittir. Bu nedenle fenol-formaldehit reçineleri, demirli ve demirsiz metallerin en önemli ikameleri olan fenol plastikleri üretmek için kullanılır. Formaldehit, metanın hava ile karışım halinde 600°C'ye ısıtıldığında oksidasyonuyla ve ayrıca 300°C'ye ısıtılan metanolün bir bakır katalizör üzerinde oksidasyonuyla üretilir. Dolayısıyla dikkate aldığımız aldehitler, hazırlanışları ve kimyasal özellikleri organik sentez reaksiyonlarında önemli hammaddelerdir.

Çizim sonuçları

Görebildiğimiz gibi, aldehitlerin geçmişi, insanların kimyasal özelliklerini hayatlarının çeşitli alanlarında başarıyla kullandıkları formaldehit ve asetaldehitler gibi pek çok gerekli ve önemli maddeyi içerir.

İlk özellik grubu ekleme reaksiyonlarıdır. Karbonil grubunda karbon ve oksijen arasında, hatırlayacağınız gibi bir sigma bağı ve bir pi bağından oluşan ikili bir bağ vardır. Ayrıca reaksiyonlarda pi bağı kırılır ve biri karbonla, diğeri oksijenle olmak üzere iki sigma bağı oluşur. Kısmi bir pozitif yük karbon üzerinde yoğunlaşır ve kısmi bir negatif yük oksijen üzerinde yoğunlaşır. Bu nedenle, negatif yüklü bir reaktif parçacığı, bir anyon, karbona bağlanır ve molekülün pozitif yüklü bir kısmı oksijene bağlanır.

Birinciözellik hidrojenasyonu, hidrojen eklenmesi.

Reaksiyon ısıtıldığında meydana gelir. Halihazırda bilinen hidrojenasyon katalizörü nikel kullanılır. Birincil alkoller aldehitlerden, ikincil alkoller ise ketonlardan elde edilir.

İkincil alkollerde hidrokso grubu ikincil bir karbon atomuna bağlanır.

Saniyeözellik hidrasyonu, su ilavesi. Bu reaksiyon yalnızca formaldehit ve asetaldehit için mümkündür. Ketonlar suyla hiçbir şekilde reaksiyona girmez.

Tüm ekleme reaksiyonları, artı eksiye ve eksi artıya gidecek şekilde ilerler.

Alkollerle ilgili videodan hatırlayacağınız üzere bir atom üzerinde iki hidrokso grubunun bulunması neredeyse imkansız bir durumdur; bu tür maddeler son derece kararsızdır. Yani bu iki spesifik durum (formaldehit hidratı ve asetaldehit) sadece çözelti halinde mevcut olmalarına rağmen mümkündür.

Reaksiyonların kendilerini bilmek gerekli değildir. Büyük olasılıkla, sınavdaki soru bir gerçeğin ifadesi gibi gelebilir, örneğin maddeler suyla reaksiyona girer ve listelenir. Bunlar arasında liste metanal veya etanal içerebilir.

Üçüncü Hidrosiyanik asitin özellik eklenmesi.

Tekrar artı eksiye, eksi artıya gider. Ortaya çıkan maddelere hidroksinitriller denir. Tekrar ediyorum, reaksiyonun kendisi yaygın değildir ancak bilmeniz gereken bir özelliktir.

Dördüncü alkollerin özellik eklenmesi.

Burada da yine reaksiyon denklemini ezberlemenize gerek yok, sadece böyle bir etkileşimin mümkün olduğunu anlamanız yeterli.

Bir karbonil grubuna artı eksiye ve eksi artıya ekleme reaksiyonlarında olağan olduğu gibi.

Beşinci sodyum hidrosülfit ile özellik reaksiyonu.

Ve yine, reaksiyon oldukça karmaşıktır, bunu öğrenmeniz pek mümkün değildir, ancak bu, aldehitlere verilen niteliksel reaksiyonlardan biridir, çünkü ortaya çıkan sodyum tuzu çöker. Yani aslında aldehitlerin sodyum hidrosülfit ile reaksiyona girdiğini bilmelisiniz, bu yeterli olacaktır.

Bu, ilk tepki grubuyla sona eriyor. İkinci grup ise polimerizasyon ve polikondenzasyon reaksiyonlarıdır.

2. Aldehitlerin polimerizasyonu ve polikondensasyonu

Polimerizasyona aşinasınız: polietilen, bütadien ve izopren kauçuklar, polivinil klorür - bunlar birçok molekülün (monomerin) tek bir büyük, tek polimer zincirinde birleştirilmesinin ürünleridir. Yani tek ürün elde edilir. Polikondensasyon sırasında da aynı şey olur, ancak polimere ek olarak su gibi düşük moleküler ağırlıklı ürünler de elde edilir. Yani iki ürün elde edilir.

Bu yüzden, altıncıözellik polimerizasyonu. Ketonlar bu reaksiyonlara girmez; yalnızca formaldehitin polimerizasyonu endüstriyel öneme sahiptir.

Pi bağı kırılır ve komşu monomerlerle iki sigma bağı oluşur. Sonuç, paraform olarak da adlandırılan poliformaldehittir. Büyük olasılıkla sınav sorusu şu şekilde gelebilir: maddeler polimerizasyon reaksiyonlarına girer. Formaldehit içerebilecek maddelerin bir listesi de var.

Yedinci özellik polikondensasyondur. Bir kez daha: polikondansasyon sırasında polimere ek olarak düşük molekül ağırlıklı bir bileşik de, örneğin su elde edilir. Formaldehit fenol ile bu şekilde reaksiyona girer. Açıklık sağlamak için önce denklemi iki fenol molekülüyle yazıyoruz.

Sonuç olarak böyle bir dimer oluşur ve bir su molekülü ayrılır. Şimdi reaksiyon denklemini genel formda yazalım.

Polikondensasyon ürünü fenol-formaldehit reçinesidir. Yapıştırıcılardan verniklere, plastiklerden sunta bileşenlerine kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.

Şimdi üçüncü özellik grubu oksidasyon reaksiyonlarıdır.

3. Aldehitlerin ve ketonların oksidasyonu

Sekizinci genel listedeki reaksiyon, aldehit grubuna kalitatif bir reaksiyondur - amonyak gümüş oksit çözeltisi ile oksidasyon. “Gümüş ayna” reaksiyonu. Hemen söyleyeyim ki bu reaksiyona ketonlar girmiyor, sadece aldehitler giriyor.

Aldehit grubu bir karboksil, asidik gruba oksitlenir, ancak bir baz olan amonyak varlığında hemen bir nötrleştirme reaksiyonu meydana gelir ve amonyum asetat tuzu elde edilir. Gümüş çökerek test tüpünün içini kaplar ve ayna benzeri bir yüzey oluşturur. Bu tepki Birleşik Devlet Sınavında her zaman ortaya çıkar.

Bu arada, aynı reaksiyon, aldehit grubuna sahip diğer maddeler, örneğin formik asit ve tuzları ve glikoz için de nitelikseldir.

Dokuzuncu Reaksiyon aynı zamanda taze çökeltilmiş bakır hidroksit iki ile aldehit grubunun oksidasyonuna göre de nitelikseldir. Burada ketonların bu reaksiyona girmediğini de belirteceğim.

Görsel olarak, önce sarı bir çökeltinin oluşumu gözlenecek, daha sonra kırmızıya dönecektir. Bazı ders kitaplarında önce sarı renkli bakır hidroksitin oluştuğu, daha sonra kırmızı bakır oksit ve suya ayrıştığı bilgisi bulunmaktadır. Yani bu doğru değil; en son verilere göre, çökeltme işlemi sırasında bakır oksit parçacıklarının boyutu değişiyor ve sonuçta kırmızı renkli boyutlara ulaşıyor. Aldehit karşılık gelen karboksilik asite oksitlenir. Tepki, Birleşik Devlet Sınavında çok sık meydana gelir.

Onuncu reaksiyon: aldehitlerin ısıtıldığında asitleştirilmiş bir potasyum permanganat çözeltisi ile oksidasyonu.

Çözeltinin rengi bozulur. Aldehit grubu bir karboksil grubuna oksitlenir, yani aldehit karşılık gelen aside oksitlenir. Ketonlar için bu reaksiyonun pratik bir anlamı yoktur, çünkü molekül yok edilir ve sonuç bir ürün karışımı olur.

Formik aldehitin (formaldehit) karbon dioksite oksitlendiğine dikkat etmek önemlidir, çünkü karşılık gelen formik asitin kendisi güçlü oksitleyici maddelere karşı dirençli değildir.

Sonuç olarak karbon, oksidasyon durumu 0'dan oksidasyon durumu +4'e geçer. Metanolün kural olarak bu koşullar altında maksimum CO2'ye oksitlendiğini ve hem aldehit hem de asit aşamasını atladığını hatırlatmama izin verin. Bu özelliğin unutulmaması gerekiyor.

Onbirinci reaksiyon yanması, tam oksidasyon. Hem aldehitler hem de ketonlar yanarak karbondioksit ve suya dönüşür.

Reaksiyon denklemini genel formda yazalım.

Kütlenin korunumu kanununa göre sağdaki atom sayısı kadar solda da atom bulunması gerekir. Çünkü kimyasal reaksiyonlarda atomlar kaybolmaz, ancak aralarındaki bağların sırası basitçe değişir. Dolayısıyla, molekül bir karbon atomu içerdiğinden, bir karbonil bileşiğinin molekülünde ne kadar karbon atomu varsa o kadar çok karbon dioksit molekülü olacaktır. Yani n CO2 molekülü. Hidrojen atomlarından iki kat daha az su molekülü, yani 2n/2, yani sadece n olacaktır.

Solda ve sağda aynı sayıda oksijen atomu vardır. Sağda 2n karbondioksit var, çünkü her molekülde iki oksijen atomu artı n su var, yani toplam 3n. Solda aynı sayıda oksijen atomu (3n) vardır, ancak atomlardan biri aldehit molekülündedir, bu da moleküler oksijen başına atom sayısını bulmak için toplamdan çıkarılması gerektiği anlamına gelir. 3n-1 atomunun moleküler oksijen içerdiği ortaya çıktı, bu da 2 kat daha az molekül olduğu anlamına geliyor, çünkü bir molekül 2 atom içeriyor. Yani (3n-1)/2 oksijen molekülüdür.

Böylece karbonil bileşiklerinin yanması için genel formda bir denklem derledik.

Ve sonunda onikinci Alfa karbon atomunda ikame reaksiyonları halojenasyonuyla ilgili özellik. Bir kez daha aldehit molekülünün yapısına dönelim. Oksijen elektron yoğunluğunu kendi üzerine çekerek karbon üzerinde kısmi bir pozitif yük oluşturur. Metil grubu, elektronları bir sigma bağları zinciri yoluyla hidrojenden hidrojene doğru değiştirerek bu pozitif yükü telafi etmeye çalışır. Karbon-hidrojen bağı daha polar hale gelir ve hidrojen, bir reaktif tarafından saldırıya uğradığında daha kolay kırılır. Bu etki, hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bakılmaksızın yalnızca alfa karbon atomu, yani aldehit grubunun yanındaki atom için gözlenir.

Bu şekilde örneğin 2-kloroasetaldehit elde etmek mümkündür. Hidrojen atomlarının trikloroetanale daha fazla ikame edilmesi mümkündür.