Карбонові кислоти. Етанова кислота

Карбонові кислоти. Етанова кислота

Більшість органічних кислот становлять клас карбонових кислот.

Ця карбоксильна група наявна в молекулах усіх карбонових кислот. Належність сполуки до карбонових кислот у назві позначають закінченням -ова кислота, наприклад:

У молекулі кислоти, формула якої наведена, містяться два атоми Карбону, отже, назва кислоти походить від назви етану — етанова кислота. Більшість карбонових кислот мають традиційні назви, наприклад, назва етанової кислоти — оцтова.

Молекулярна формула етанової кислоти CH₃-COOH. За таким принципом можна скласти формули майже будь-якої карбонової кислоти.

Фізичні властивості етанової кислоти

Етанова (оцтова) кислота — безбарвна летка рідина з характерним різким запахом, гігроскопічна, необмежено розчинна у воді, трохи важча за воду (густина 1,05 г/мл). Чисту (безводну) етанову кислоту ще називають крижаною завдяки тому, що її температура плавлення 16,8 °С, а у твердому стані вона нагадує лід (мал. 33.1). Кипить етанова кислота за температури 118 °С. Як і спирти, молекули етанової кислоти утворюють водневі зв’язки між молекулами кислоти, а також і з молекулами води, що позначається на фізичних властивостях кислоти.

Мал. 33.1. Крижана оцтова кислота

Із чистою етановою кислотою слід поводитися обережно. Вона дуже летка, а її випари подразнюють слизові оболонки дихальних шляхів і спричиняють задуху. Не тільки чиста кислота, але і її концентрований розчин (оцтова есенція, w = 70 %) спричиняє значні хімічні опіки шкіри. Потрапляння її всередину організму призводить до тяжких наслідків: опіків слизових оболонок рота, стравоходу та шлунка, порушення зсідання крові, шлунково-кишкової кровотечі тощо. Смертельна доза етанової кислоти становить 20 мл (у перерахунку на чисту кислоту).

Хімічні властивості етанової кислоти

Чиста етанова кислота є легкозаймистою рідиною й дуже легко спалахує. Вона горить ледь помітним блакитним полум’ям з утворенням вуглекислого газу й води:

CH₃COOH + 2O₂ —> 2CO₂ + 2H₂O

Розведені розчини етанової кислоти (столовий оцет) не горять.

Етанова кислота виявляє кислотні властивості й у водному розчині дисоціює з утворенням йона Гідрогену, змінюючи забарвлення індикаторів, як уже відомі вам неорганічні кислоти:

Зверніть увагу, що під час дисоціації карбонових кислот може відщеплюватися тільки той атом Гідрогену, що міститься у складі карбоксильної групи, тому, незважаючи на те що в молекулі етанової кислоти чотири атоми Гідрогену, відщеплюватися під час дисоціації і заміщуватися на йони металічних елементів може тільки один. Отже, етанова кислота — одноосновна кислота, а її кислотний залишок — аніон CH₃COO^-.

Усі карбонові кислоти слабкі, їхня електролітична дисоціація є оборотною. У розчині об’ємом 1 л, що містить 0,1 моль етанової кислоти, на йони дисоціює лише 1,8 % молекул. Саме тому етанова кислота виявляє всі відомі вам загальні властивості слабких кислот: реагує з активними металами, основними оксидами, лугами й солями слабкіших кислот:

Зверніть увагу, що формули солей етанової кислоти з одновалентними металічними елементами записують трохи незвично: символ металічного елемента записують замість символу Гідрогену, який він замістив (CH₃COONa, CH₃COOK, CH₃COOLi). Солі етанової кислоти називають етаноатами, або ацетатами: CH₃COONa — натрій етаноат (натрій ацетат).

Поширеність органічних кислот

Карбонові кислоти дуже поширені в природі. Вони містяться у складі багатьох овочів, фруктів та інших харчових продуктів. Назви деяких кислот указують на ті продукти, з яких вони були вперше виділені (мал. 33.2).

Мал. 33.2. Найвідоміші карбонові кислоти

Застосування етанової кислоти

Етанова кислота — найвідоміша з органічних кислот. Її запах знайомий кожному, хто хоч раз використовував столовий оцет (6%-й або 9%-й водний розчин оцтової кислоти). Концентрований розчин етанової кислоти (70-80 %) називають оцтовою есенцією. Ця кислота утворюється під час скисання вина і яблучного соку. Етанову кислоту також широко застосовують у різних галузях промисловості (мал. 33.3).

Мал. 33.3. Застосування етанової кислоти

Походження традиційної назви етину — ацетилен — пов'язано з латинським словом acetum — «оцет», оскільки у дві стадії з ацетилену можна добути оцтову кислоту. Від назви цієї кислоти також походить назва ацетону, який з неї раніше добували.

Ключова ідея

Карбонові кислоти виявляють усі загальні властивості неорганічних кислот, але в хімічних взаємодіях поводяться як слабкі кислоти.

390. Які речовини належать до карбонових кислот?

391. Як утворюються назви карбонових кислот?

392. В які хімічні взаємодії вступають карбонові кислоти? Що спільного в хімічних властивостях етанової кислоти й неорганічних кислот?