§ 35. Карбоновые кислоты
1. Какие органические соединения относят к карбоновым кислотам?
Карбоновые кислоты — органические вещества, содержащие одну или несколько карбоновых групп $\mathrm{-COOH},$ связанных с углеводородной группой.
2. Приведите определение насыщенных одноосновных карбоновых кислот.
Насыщенными одноосновными карбоновыми кислотами называют соединения, содержащие карбоксильную группу, связанную с алкильными группами.
3. Что означают понятия «высшие» и «низшие» карбоновые кислоты?
К «высшим» карбоновым кислотам относят соединения, содержащие в составе молекулы алкильные группы с девятью и более атомами углерода. Оставшиеся кислоты относят к «низшим» карбоновым кислотам.
4. Запишите структурные формулы муравьиной и уксусной кислот, подчеркните функциональную группу и назовите ее.
$\underset{Муравьиная\,кислота}{\mathrm{H-\underset{\underset{\huge OH}{|}}{C}=O}}$
$\underset{Уксусная\,кислота}{\mathrm{CH_3-\underset{\underset{\huge OH}{|}}{C}=O}}$
5. Укажите, что общего в составе и строении карбоновых кислот, формулы которых: а) $\mathrm{CH_3-COOH};$ б) $\mathrm{CH_2=CH-COOH};$ в) $\mathrm{HOOC-CH_2-COOH}.$ Чем они отличаются друг от друга?
Общее: содержат функциональную карбоксильную группу; отличие: разное число карбоксильных групп (односоставная уксусная кислота $\mathrm{CH_3COOH}$ и двухсоставная малоновая кислота $\mathrm{HOOC-CH_2-COOH}),$ различный состав углеводородных групп (насыщенные в уксусной кислоте $\mathrm{CH_3COOH}$ и малоновой кислоте $\mathrm{HOOC-CH_2-COOH},$ ненасыщенная группа в акриловой кислоте $\mathrm{CH_2=CH-COOH}.$
6. Разъясните, почему уксусную кислоту относят к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.
Уксусная кислота содержит карбоксильную группу $\mathrm{COOH}$ и алкильную группу $\mathrm{CH_3.\,CH_3COOH}.$
7. Докажите, что стеариновая кислота — гомолог уксусной кислоты.
Формула стеариновой кислоты $\mathrm{CH_3-(CH_2)_{16}COOH},$ уксусной кислоты — $\mathrm{CH_3COOH}.$ Можно видеть, что по строению стеариновая кислота отличается от уксусной на шестнадцать $\mathrm{-CH_2}$ групп. Стеариновая и уксусная кислоты являются гомологами.
8. Охарактеризуйте физические свойства муравьиной (метановой) и уксусной (этановой) кислот. Почему растворы этих кислот имеют кислый вкус?
Муравьиная кислота — резко пахнущая жидкость, хорошо растворима в воде, ядовита, вызывает ожоги.
Уксусная кислота — бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворима в воде.
При добавлении к пробиркам с растворами кислот несколько капель раствора лакмуса окраска индикатора изменяется с синей на красную: в растворе есть ионы водорода, появляется кислый вкус.
9. В двух пробирках находятся бесцветные растворы муравьиной кислоты и гидроксида натрия. Как опытным путем определить, в какой из пробирок находится раствор кислоты?
Добавить несколько капель лакмуса — окраска индикатора изменяется только в растворе муравьиной кислоты. например, раствор лакмуса синего цвета в растворе муравьиной кислоты становится красным.
10. Для консервирования огурцов необходим раствор уксусной кислоты с массовой долей кислоты, равной 6 %. У вас имеется раствор массой 100 г с массовой долей уксусной кислоты, равной 24 %. Что следует сделать, чтобы ваш раствор превратить в столовый уксус с указанной массовой долей?
Дано:
$m(\small{раствора}\, \mathrm{CH_3COOH})=100\,\small{г}\\
\omega\mathrm{(CH_3COOH)}=24\%$
необходим раствор с
$\omega\mathrm{(CH_3COOH)}=6\%$
Найти: $m\mathrm{(H_2O)}-?$
Решение:
1) В имеющемся растворе массовая доля кислоты в 4 раза больше $\left( \dfrac{24}{6}=4\right).$ Поэтому необходим раствор в 4 раза больше — 400 г. По этой причине необходимо добавить 300 г воды.
Проверка предположений:
исходный раствор: в 100 г раствора — 24 г кислоты;
полученный раствор: в 100 г раствора — 6 г кислоты
в 400 г — $x$
$x=24$ г.
Расчёт и предположения правильны.
Ответ: добавить 300 г воды.