Подготовка к егэ по химии. Карбоновые кислоты.
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии

Название

Формула

кислоты

кислоты

её соли и

(эфиры)

муравьиная

метановая

формиат

HCOOH

уксусная

этановая

ацетат

CH3COOH

пропионовая

пропановая

пропионат

CH3CH2COOH

масляная

бутановая

бутират

CH3(CH2)2COOH

валериановая

пентановая

валерат

CH3(CH2)3COOH

капроновая

гексановая

гексанат

CH3(CH2)4COOH

пальмитиновая

гексадекановая

пальмитат

С15Н31СООН

стеариновая

октадекановая

стеарат

С17Н35СООН

акриловая

пропеновая

акрилат

CH2=CH–COOH

олеиновая

цис-9-октадеценовая

олеат

СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН

бензойная

бензойная

бензоат

C6H5 -COOH

щавелевая

этандиовая

оксалат

НООС - COOH

Соли

Сложные эфиры

Галогенангидриды

Ангидриды

Амиды.

1. Окисление спиртов в жестких условиях – раствором перманганата или дихромата калия в кислой среде при нагревании.

2.Окисление альдегидов: раствором перманганата или дихромата калия в кислой среде при нагревании, реакцией серебряного зеркала, гидроксидом меди при нагревании.

3. Щелочной гидролиз трихлоридов:

R-CCl3 + 3NaOH 🡪 [R-C(OH)3] + 3NaCl

                     неустойчивое вещество

    [R-C(OH)3] 🡪 RCOOH + H2O

4. Гидролиз сложных эфиров.

R-COOR1 + KOH 🡪 RCOOK + R1OH

RCOOK + HCl 🡪 R-COOH + KCl

5. Гидролиз нитрилов, ангидридов, солей.

1)нитрил: R-CN + 2H2O –(H+)🡪 RCOOH  

2)ангидрид: (R-COO)2O + H2O 🡪 2RCOOH  

3)натриевая соль: R-COONa+HCl🡪R-COOH + NaCl

6. Взаимодействие реактива Гриньяра с СО2:

R-MgBr + CO2 🡪 R-COO-MgBr

R-COO-MgBr -(+H2O)🡪 R-COOH +Mg(OH)Br

7. Муравьиную кислоту получают нагреванием оксида углерода (II) с  гидроксидом натрия под давлением:

NaOH + CO –(200oC,p)🡪 HCOONa

2HCOONa+ H2SO4🡪2HCOOH + Na2SO4

8. Уксусную кислоту получают  каталитическим окислением бутана:

2C4H10 + 5O2 🡪 4CH3-COOH + 2H2O

9. Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия:

5C6H5–CH3+6KMnO4+9H2SO4🡪5C6H5-COOH+3K2SO4 + MnSO4 + 14H2O

1.Взаимодействие с металлами

2CH3COOH+Ca 🡪(CH3COO)2Ca+H2

                          ацетат кальция

2.Взаимодействие с оксидами металлов

2CH3COOH+BaO 🡪(CH3COO)2Ba+H2O

3.Реакция нейтрализации с гидроксидами металлов

2CH3COOH+Cu(OH)2 🡪 (CH3COO)2Cu + 2H2O

4.Взаимодействие с солями более слабых и летучих (или нерастворимых) кислот

2CH3COOH+CaCO3 🡪 (CH3COO)2Ca + H2O + CO2

4*. Качественная реакция на карбоновые кислоты: взаимодействие с содой (гидрокарбонатом натрия) или другими карбонатами и гидрокарбонатами. 

    В результате наблюдается выделение углекислого газа.

         2CH3COOH+Na2CO3 🡪 2CH3COONa+H2O+CO2↑

2. Замещение гидроксильной группы:

5.Реакция этерификации

6.Образование галоген-ангидридов – с помощью хлоридов фосфора (III) и (V).

7. Образование амидов:

8. Получение ангидридов.

С помощью Р2О5 можно дегидратировать карбоновую кислоту – в результате получается ангидрид.

2СН3 – СООН + Р2О5 🡪 (СН3СО)2О + НРО3

3. Замещение атома водорода при атоме углерода, ближайшем к карбоксильной группе ( α-углеродный атом)

9.Галогенирование кислот – реакция идёт в присутствии красного фосфора или на свету.

CH3-COOH+Br2 –(Ркр)🡪 CH2-COOH + НВr

                                  ⎮

                                   Br

Особенности муравьиной кислоты.

1. Разложение при нагревании.

Н-СООН –(H2SO4конц,t)🡪 CO + H2O

2. Реакция серебряного зеркала и с гидроксидом меди (II) – муравьиная кислота проявляет свойства альдегидов. 

Н-COOH+2[Ag(NH3)2]OH🡪(NH4)2СО3+2Ag+2NH3+H2O

H-COOH + Cu(OH)2 –t🡪 CO2 + Cu2O + H2O

3. Окисление хлором и бромом, а также азотной кислотой.

H-COOH + Cl2 🡪 CO2 + 2HCl

Особенности бензойной кислоты.

1. Разложение при нагревании – декарбоксилирование.

При нагревании бензойной кислоты она разлагается на бензол и углекислый газ:

-(t)🡪 + CO2                   

2. Реакции замещения в ароматическом кольце.

Карбоксильная группа является электроноакцепторной, она уменьшает электронную плотность бензольного кольца и является мета-ориентантом.

+ HNO3 –(H2SO4)🡪 +H2O

Особенности щавелевой кислоты.

1. Разложение при нагревании

2. Окисление перманганатом калия.

Особенности непредельных кислот (акриловой и олеиновой).

1. Реакции присоединения.

Присоединение воды и бромоводорода к акриловой кислоте происходит против правила Марковникова, т.к. карбоксильная группа  является электроноакцепторной:

СН2=СН-СООН + НBr 🡪 Br-CH2-CH2-COOH

Также к непредельным кислотам можно присоединять галогены и водород:

С17Н33-СООН+H2🡪 C17H35-COOH(стеариновая)

2. Реакции окисления

При мягком окислении акриловой кислоты образуется 2 гидроксогруппы:

3СН2=СН-СООН+2KMnO4+2H2O 🡪2CH2(OH)-CH(OH)-COOК + CH2(OH)-CH(OH)-COOH +2MnO2

1. Обменные реакции с более сильными кислотами и со щелочами.

CH3-COONa + HCl 🡪 CH3-COOH + NaCl

(CH3-COO)2Cu + KOH 🡪 Cu(OH)2 ↓+ CH3COOK

2. Термическое разложение солей двухвалентных металлов (кальция, магния, бария)- образуются кетоны.

(CH3-COO)2Ca -(t)🡪 CaCO3 + CH3-C-CH3

                                                   ǁ   

                                                   O

3. Сплавление солей щелочных металлов со щелочью (реакция Дюма)- получаются алканы.

CH3-COONa + NaOH -(t)🡪 CH4 + Na2CO3

4. Электролиз водных растворов солей карбоновых кислот (реакция Кольбе).

2CH3-COONa +2Н2О -(эл.ток)🡪

 🡪 C2H6 +2CO2    +  H2+2NaOH

                       анод               катод

1. Гидролиз – получается кислота.

CH3-COCl + H2O 🡪 CH3-COOH + HCl

2. Реакции ацилирования  бензола, аминов, солей фенола.

CH3-COCl+ -(AlCl3)🡪HCl+

3. Получение амидов и сложных эфиров

CH3-COCl + NH3 🡪 CH3-CONH2 + NH4Cl

С6Н5-ОNa+ C2H5-C=O  -(t)🡪 NaCl + C6H5-O-C=O

                          \                                  \                              

                          Cl                                 C2H5