Методика и техника пособие для учителей издание пятое, переработанное и дополненное Под общей редакцией Е. И

Cтраница 1

Соль стеариновой кислоты, твердая нерастворимая в воде масса; используется как компонент смазоч-но-охлаждающих жидкостей, загуститель смазок, мазей и кремов, антивспениватель, гидрофобизатор для цемента.  

В краску введена соль стеариновой кислоты.  

Например, соли олеиново или линоленовой кислот растворяются легче и при более низкой температуре, чем соли стеариновой кислоты. Последние при низкой температуре почти не пенятся и не обладают моющей способностью, соли же олеиновой кислоты при низкой температуре хорошо пенятся и моющая способность их довольно велика.  

Основными источниками промстоков являются цеха химреактивов, периодически сбрасывающие сточные воды, образующиеся при производстве олеиновой кислоты, солей стеариновой кислоты, тлпкокола, этиленднамип-тетрауксусной кислоты и заказных реактивов, а также при очистке уксусной кислоты.  

СТЕАРИНОВАЯ кислота - органическое соединение алифатического ряда; твердый бесцветный кристаллический продукт; входит в состав многих природных жиров; содержится в стеарине; соли стеариновой кислоты широко используют в качестве мыла.  

В некоторые пластмассы вводят пластификаторы (например, трикрезилфосфат, дибутилфталат и др.), иногда красители, отвердители и смазывающие вещества (например, соли стеариновой кислоты) для облегчения выема из пресс-формы.  

В жесткой воде объемом 2л содержится гидрокарбонат кальция массой 3 г, гидрокарбонат магния массой 0 20 г, сульфат кальция массой 1 4 г. Сколько натриевого мыла (соли стеариновой кислоты) будет израсходовано при использовании такой воды объемом 50 л за счет ее жесткости.  

Так как поры остались той же величины, что видно при рассматривании ткани под микроскопом, то водонепроницаемость обработанной ткани можно объяснить только изменением степени смачивания ее водой, которое происходит из-за адсорбции нерастворимых в воде солей стеариновой кислоты.  

В 2 л жесткой воды содержится 3 г гидрокарбоната кальция, 0 29 г гидрокарбоната магния и 1 4 г сульфата кальция. Сколько натриевого мыла (соли стеариновой кислоты) будет перерасходовано при использовании 50 л такой воды за счет ее жесткости.  

Первые патенты на моющие присадки к маслам были получены еще в 1925 - 1927 гг. Практически применять моющие присадки начали лишь в середине 30 - х годов, после того, как в 1935 г. в США было освоено промышленное производство динафтената алюминия. Для этого периода характерно использование в качестве моющих присадок солей нафтеновых и стеариновых кислот.  

Смазка вводится в пластмассы с целью снижения прили-паемости прессматериала к поверхности прессформы в процессе прессования. Чаще всего применяются олеиновая и стеариновая кислоты, стеарин, соли стеариновой кислоты: магниевая, кальциевая, цинковая.  

Растворимость гомологов понижается (уже стеараты плохо растворимы в воде), следовательно, концентрация эмульгатора низка и эмульгирующие свойства проявляются слабо. Подтверждается эта точка зрения тем, что с повышением температуры соли стеариновой кислоты лучше растворяются и лучше эмульгируют.  

В состав поливинилхлоридного пластиката чаще всего входит не один, а несколько стабилизаторов, обеспечивающих связывание хлористого водорода и поглощение кислорода и предотвращающих распад под действием ультрафиолетовых лучей. Применяемые в качестве стабилизаторов смеси могут быть органо-металлическими и органическими. Наиболее распространенными композициями стабилизаторов являются углекислый свинец и соли стеариновой кислоты, кальция, кадмия, бария, стронция и др., а также стеараты металлов, главным образом свинца, в композиции с эпоксидными смолами. Учитывая, что смесь двух стабилизаторов более эффективна, чем равное количество каждого из стабилизаторов, нашли применение бариево-кадмиевые пасты фер-роклер, оловооргагшческие стабилизаторы станклер. Для получения цветных поливинилхлоридных пласти-катов вводятся окрашивающие добавки.  

Для расширения спектрального интервала за пределы, допускаемые обычными окисными подложками, был испытан ряд методик, которые не требуют их описания здесь. Так как напыленные пленки имеют хорошие зеркальные поверхности, вероятно, целесообразно попытаться получить спектры отражения адсорбированных молекул. В одной из первых работ указывалось, что монослой соли стеариновой кислоты на металлической пленке практически не поддается обнаружению в спектрах отражения.  

Напишите отзыв о статье "Стеарат калия"

Отрывок, характеризующий Стеарат калия

Через неделю князь Андрей был членом комиссии составления воинского устава, и, чего он никак не ожидал, начальником отделения комиссии составления вагонов. По просьбе Сперанского он взял первую часть составляемого гражданского уложения и, с помощью Code Napoleon и Justiniani, [Кодекса Наполеона и Юстиниана,] работал над составлением отдела: Права лиц.

Года два тому назад, в 1808 году, вернувшись в Петербург из своей поездки по имениям, Пьер невольно стал во главе петербургского масонства. Он устроивал столовые и надгробные ложи, вербовал новых членов, заботился о соединении различных лож и о приобретении подлинных актов. Он давал свои деньги на устройство храмин и пополнял, на сколько мог, сборы милостыни, на которые большинство членов были скупы и неаккуратны. Он почти один на свои средства поддерживал дом бедных, устроенный орденом в Петербурге. Жизнь его между тем шла по прежнему, с теми же увлечениями и распущенностью. Он любил хорошо пообедать и выпить, и, хотя и считал это безнравственным и унизительным, не мог воздержаться от увеселений холостых обществ, в которых он участвовал.
В чаду своих занятий и увлечений Пьер однако, по прошествии года, начал чувствовать, как та почва масонства, на которой он стоял, тем более уходила из под его ног, чем тверже он старался стать на ней. Вместе с тем он чувствовал, что чем глубже уходила под его ногами почва, на которой он стоял, тем невольнее он был связан с ней. Когда он приступил к масонству, он испытывал чувство человека, доверчиво становящего ногу на ровную поверхность болота. Поставив ногу, он провалился. Чтобы вполне увериться в твердости почвы, на которой он стоял, он поставил другую ногу и провалился еще больше, завяз и уже невольно ходил по колено в болоте.
Иосифа Алексеевича не было в Петербурге. (Он в последнее время отстранился от дел петербургских лож и безвыездно жил в Москве.) Все братья, члены лож, были Пьеру знакомые в жизни люди и ему трудно было видеть в них только братьев по каменьщичеству, а не князя Б., не Ивана Васильевича Д., которых он знал в жизни большею частию как слабых и ничтожных людей. Из под масонских фартуков и знаков он видел на них мундиры и кресты, которых они добивались в жизни. Часто, собирая милостыню и сочтя 20–30 рублей, записанных на приход, и большею частию в долг с десяти членов, из которых половина были так же богаты, как и он, Пьер вспоминал масонскую клятву о том, что каждый брат обещает отдать всё свое имущество для ближнего; и в душе его поднимались сомнения, на которых он старался не останавливаться.
Всех братьев, которых он знал, он подразделял на четыре разряда. К первому разряду он причислял братьев, не принимающих деятельного участия ни в делах лож, ни в делах человеческих, но занятых исключительно таинствами науки ордена, занятых вопросами о тройственном наименовании Бога, или о трех началах вещей, сере, меркурии и соли, или о значении квадрата и всех фигур храма Соломонова. Пьер уважал этот разряд братьев масонов, к которому принадлежали преимущественно старые братья, и сам Иосиф Алексеевич, по мнению Пьера, но не разделял их интересов. Сердце его не лежало к мистической стороне масонства.
Ко второму разряду Пьер причислял себя и себе подобных братьев, ищущих, колеблющихся, не нашедших еще в масонстве прямого и понятного пути, но надеющихся найти его.
К третьему разряду он причислял братьев (их было самое большое число), не видящих в масонстве ничего, кроме внешней формы и обрядности и дорожащих строгим исполнением этой внешней формы, не заботясь о ее содержании и значении. Таковы были Виларский и даже великий мастер главной ложи.
К четвертому разряду, наконец, причислялось тоже большое количество братьев, в особенности в последнее время вступивших в братство. Это были люди, по наблюдениям Пьера, ни во что не верующие, ничего не желающие, и поступавшие в масонство только для сближения с молодыми богатыми и сильными по связям и знатности братьями, которых весьма много было в ложе.
Пьер начинал чувствовать себя неудовлетворенным своей деятельностью. Масонство, по крайней мере то масонство, которое он знал здесь, казалось ему иногда, основано было на одной внешности. Он и не думал сомневаться в самом масонстве, но подозревал, что русское масонство пошло по ложному пути и отклонилось от своего источника. И потому в конце года Пьер поехал за границу для посвящения себя в высшие тайны ордена.

«Вещество соль» - Средние. Химические свойства солей. Физические свойства солей. Способы получения солей. Сложные. Рассмотрим пример ионной кристаллической решетки: Например: MgSO4- сульфит натрия. Металлы. Кислые соли: KHSO4; MgHPO4; NaSO3. Б) mn. NaCl. а) Хлор калия. Комплексные соли. Гидролиз солей. а) К основным солям.

«Получение серной кислоты» - Выводы. 2-я стадия. Концентрированная серная кислота. I стадия – получение сернистого газа SO2. Цель урока. Производство серной кислоты. Изучить химические свойства и стадии получения серной кислоты. Получение из пирита. Хлорид бария является качественным реактивом на H2SO4. С металлами (стоящие в ряду напряжения до водорода) Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2.

«Карбоновые кислоты в природе» - Н2SO4(конц.), t НСООН? CО +Н2О. …Карбоновые кислоты в природе: И разлагается под действием водоотнимающих средств: … При увеличении молярной массы температура кипения возрастает. С6Н5СООН – гвоздичное масло. Формулы и названия кислотных остатков. Простейшие карбоновые кислоты. Карбоновые кислоты. С3Н7СООН – сливочное масло.

«Кислоты карбоновые» - Хлоруксусная кислота. HO. Нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы. Химические свойства. Катализатор. [O]. Метановая (муравьиная) кислота. Карбоновые кислоты, содержащие две карбоксильные группы, называются двухосновными. Карбоновые кислоты. Щавелевая кислота.

«Применение кислот» - Соляная кислота - важнейший продукт химической промышленности. 8. В металлургии ею обрабатывают руды, в кожевенной промышленности - кожу перед дублением. Фрукты, овощи, содержат яблочную, лимонную, винную кислоты. 9. Лишь грозная «царская водка» способна растворить золото. Москва 2002. Серная кислота – хлеб химии.

«Хлеб да соль» - Соли повсеместно используются как в производстве, так и в повседневной жизни. Взаимодействие солей с кислотами. Применение солей. Карбонат натрия (соду) применяют в производстве стекла и при варке мыла. Сказка про соль. Почему соли обладают сходными свойствами? Аu, zn, cuo, CO2 , naoh, kcl, na2sio3, HCI, mg.

Всего в теме 19 презентаций

УДК 66.095.262.3:66.063.612

Г. И. Султанова, Г. А. Сайфетдинова, А. П. Рахматуллина,

Р. А. Ахмедьянова, А. Г. Лиакумович

ВЛИЯНИЕ КАЛИЕВЫХ СОЛЕЙ СТЕАРИНОВОЙ И ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТ НА ЭМУЛЬСИОННУЮ СОПОЛИМЕРИЗАЦИЮ СТИРОЛА И АЛЬФА-МЕТИЛСТИРОЛА

Исследован процесс эмульсионной сополимеризации стирола с б-метилстиролом в присутствии калиевых солей стеариновой, олеиновой кислот и их смесей различного состава. Определены кинетические параметры процесса, средневязкостная молекулярная масса сополимера и его выход.

Известно, что при получении латексов чаще всего применяют анионоактивные эмульгаторы - натриевые или аммониевые соли природных или синтетических высших жирных кислот, калиевые соли кислот канифоли, алкилсульфонат натрия и др.; в некоторых случаях их вводят в смеси с неионогенными ПАВ . Использование смесей поверхностно-активных веществ (ПАВ) различной природы приводит к получению эффективных эмульгирующих систем для синтеза диен-стирольных и стирол-акрилатных дисперсий . В качестве ПАВ возможно сочетание, например, калиевых солей синтетических жирных кислот и диспропорционированной канифоли или калиевых солей жирных кислот и алкилсульфатов. А наличие примесей в составе олеата калия калиевых солей миристино-вой, пальмитиновой, стеариновой и линолевой кислот снижает скорость полимеризации и механическую устойчивость бутадиен-стирольного латекса СКС-30 .

Нами впервые было установлено, что смеси стеариновой (Ст) и олеиновой (Ол) кислот состава 40:60 % мас. характеризуются максимальной поверхностной активностью по сравнению с индивидуальными кислотами , а их калиевые соли являются эффективными эмульгаторами в эмульсионной полимеризации стирола, оказывая синергическое влияние на кинетические параметры процесса .

В связи с этим, можно предположить, что эмульгаторы на основе этой смеси кислот проявят себя и в процессах эмульсионной сополимеризации непредельных мономеров, в качестве которых были выбраны стирол и б-метилстирол. Выбор этой пары мономеров обусловлен и тем обстоятельством, что сополимеры стирола и а-метилстирола, описанные в литературе, содержат от 10 до 40 % мас. структурных звеньев а-метилстирола и обладают высокой теплостойкостью наряду с хорошими диэлектрическими показателями.

Результаты и их обсуждение

В процессе эмульсионной сополимеризации стирола и б-метилстирола наблюдается экзотермический эффект, причем в присутствии смесевого эмульгатора (калиевая соль смеси стеариновой (40 %) и олеиновой (60 %) кислот - К (Ст:Ол)) наблюдается максимальное увеличение температуры реакционной смеси (табл. 1), что свидетельствует о более высокой скорости реакции и, следовательно, о синергическом влиянии этого эмульгатора на процесс сополимеризации.

Таблица 1 - Изменение температуры (АТ) реакционной массы в процессе сополиме-ризации стирола и б-метилстирола

Ст: Ол, % мас. АТ, °С

Поэтому для дальнейших исследований использован именно этот смесевой эмульгатор, а также для сравнения индивидуальные мыла - стеарат калия (КСт) и олеат калия (КОл).

Начальная скорость реакции (Wo) одинакова в присутствии КСт и смесевого эмульгатора, а в присутствии КОл ниже на 13 % (табл. 2). Более низкая Wo в присутствии КОл, возможно, обусловлена участием этого эмульгатора в сополимеризации. В пользу такого предположения служат данные ИК-спектров полистиролов (ПС), полученных эмульсионной полимеризацией в присутствии КОл и КСт. На ИК-спектрах ПС, полученного в присутствии КОл в отличие от ПС, полученного в присутствии КСт, имеется полоса поглощения в области 1560 см-1, характерная для валентных колебаний карбонильной группы карбоксилатного аниона, что свидетельствует об участии олеата калия в сополимеризации со стиролом. Полученные результаты коррелируют с данными работы , в которой установлено, что при блочной полимеризации стирола в присутствии добавок олеиновой кислоты скорость образования полистирола на начальной стадии ниже по сравнению со скоростью полимеризации чистого полистирола. Авторы предположили, что возможно константа сополимеризации стирола выше, чем олеиновой кислоты, поэтому скорость полимеризации чистого стирола до автоускорения выше, чем с добавкой олеиновой кислоты.

Из рис. 1, видно, что кинетика процесса сополимеризации зависит от типа использованного эмульгатора: конверсия мономеров выше в случае смесевого эмульгатора (рис.

1, кривая 3).

Таблица 2 - Влияние соотношения стеариновой и олеиновой кислот в составе калиевых солей на начальную скорость реакции (Wo), выход и средневязкостную мо-

лекулярную массутополимера (М п) стирола и б-метилстирола

Ст: Ол, % мас. Wo 102, моль/л*с-1 Выход сополимера в %, через М п"10"3

30 мин. 180 мин. 360 мин.

0:100 1,25 63,1 76,8 77,0 63

40:60 1,43 65,9 85,0 91,5 110

100:0 1,43 59,9 74,2 75,6 94

Рис. 1 - Зависимость конверсии мономеров п от типа использованного эмульгатора: 1 - КСт; 2 - Кол; 3 - К(Ст:Ол)

Изменение средней скорости реакции (WCр) от конверсии (рис. 2) зависит от типа использованного эмульгатора: максимальное значение достигается в случае использования смесевого эмульгатора. Кроме того, сохраняется высокая Wср на глубоких степенях превращения мономера по сравнению с индивидуальными ПАВ.

Рис. 2 - Зависимость средней скорости реакции Wср от конверсии мономеров п:

1 - КСт; 2 - Кол; 3 - К(Ст:Ол)

Значение средневязкостной молекулярной массы (М п) образующегося сополимера максимально также при использовании смесевого эмульгатора (табл. 2).

Теплофизические свойства полученного на смесевом эмульгаторе сополимера исследовали методами дифференциального термического анализа (ДТА) и термогравимет-

рии. Для сравнения использовали полистирол, полученный в присутствии смесевого эмульгатора .

ДТА полимеров, не содержащих стабилизаторы, показал, что температура 5% потери веса (Тдт=5%) полистирола и сополимера стирола с б-метилстиролом одинаковы и равны 287 0С.

Таким образом, в результате проведенных исследований было показано неаддитивное влияние смесевого эмульгатора на эмульсионную сополимеризацию стирола с а-метилстиролом.

Экспериментальная часть

Массовое соотношение мономеров составило стирол:а-метилстирол = 70:30 (% мас.). Контроль за ходом процесса осуществляли по количеству образующегося полимера, определяемого гравиметрическим методом по сухому остатку. Эмульсионную сополимеризацию стирола с б-метилстиролом проводили в трехгорлой круглодонной колбе, снабженной термометром, капельной воронкой и мешалкой, при температуре 90°С в течение 360 мин по рецептуре (в мас.ч) : стирол (70), а-метилстирол (30), вода дистиллированная (160), персульфат калия (0,5), жирная кислота (2,4), гидроксид калия (0,48). Через определенные промежутки времени отбирали пробы и определяли выход (N) сополимера в % по формуле :

N = Pn 100/Рм,

где Pn - масса полимера в пробе, (г); Рм - масса мономера в пробе, рассчитанная по исходной концентрации мономера, (г).

Молекулярную массу выделенного сополимера определяли по визкозиметрическому методу .

ИК-спектры получали на Фурье-спектрометре «Perkin Elmer» 16 РС FT-IR с точностью фиксации частоты ИК-излучения ±10 см-1. Препарирование образцов полистирола осуществляли следующим образом. Эмульгатор из полимера удаляли путем многократной промывки толуольно-го раствора ПС дистиллированной водой. После чего полимер высушивали, затем растворяли в хлороформе и получали пленки для анализа методом ИК-спектроскопии.

Термо- и дериватограммы образцов были сняты на дериватографе системы Paulik-Paulik-Erdey при скорости нагревания 3 оС/мин. в интервале от 20 до 500 оС. Масса образцов равнялась

Заключение

1. Установлено, что калиевая соль смеси стеариновой (40%) и олеиновой (60%) кислот позволяет сохранить высокую скорость эмульсионной сополимеризации при глубоких степенях превращения мономеров, максимальные значения средневязкостной молекулярной массы сополимера стирола с а-метилстиролом и его выход по сравнению с калиевыми солями индивидуальных кислот.

2. Показано, что в процессе эмульсионной сополимеризации стирола с а-метилстиролом олеат калия является сомономером.

3. Методом ДТА выявлено, что нестабилизированные сополимер стирола с а-метилстиролом и полистирол, полученные на смесевом эмульгаторе, обладают одинаковой термостойкостью (Тдт=5% = 287 0С).

Литература

1. Энциклопедия полимеров / Под ред. В.А. Кабанова. М.: Советская энциклопедия, 1974. Т.2. С.52-53.

2. Петухова А.В. Синтез диен-стирольных летексов в присутствии смесей ПАВ: Автореферат дис...канд. хим. наук/ М.: МГАТХТ, 2003. 22с.

3. И.Ю. Аверко-Антонович. Синтетические латексы. Химико-технологические аспекты синтеза, модификации, применения. М.: Альфа-М, 2005. 680 с.

4. Лебедева Т.А., Миронова Н.М. // Тез. докл. 2-й межресп. научн. конф. студ. вузов СССР «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений». Казань, 1981. С.17.

5. Рахматуллина А.П., Заварихина Л.А., Мохнаткина О.Г. и др. Влияние композиций высших жирных кислот на межфазные характеристики и физико-механические свойства резин // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 4. С. 680-684.

6. Султанова Г.И., Рахматуллина А.П., Ахмедьянова Р.А. и др. Эмульсионная полимеризация стирола в присутствии калиевых солей смесей стеариновой и олеиновой кислот // Журнал прикладной химии. 2005. Т. 78. № 8. С. 1353-1356.

7. Алексеева Т.Т., Липатов С.И, Грищук Ю.С. Кинетика образования взаимопроникающих полимерных сеток (полиуретан-полистирол) в присутствии совмещающих добавок // Высокомолекулярные соед. Серия А. 2005. Т. 47. № 3. С. 461-472.

8. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. Л.: Химия, 1972. 416 с.

9. Аверко-Антонович Ю.О. Методические указания к лабораторному практикуму по химии и физике высокомолекулярных соединений. Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 2001. 60 с.

© Г. И. Султанова - асп. каф. технологии синтетического каучука КГТУ; Г. А. Сайфет-

динова - студ. КГТУ; А. П. Рахматуллина - канд. хим. наук, доц. каф. технологии синтетического каучука КГТУ; Р. А. Ахмедьянова - д-р техн. наук, проф. той же кафедры;

А. Г. Лиакумович - д-р техн. наук, проф. той же кафедры.

Карбоновыми кислотами называют органические вещества, в состав которых входит карбоксильная группа -СООН. Карбоксильная группа состоит из соединенных карбонильной и гидроксильной групп, что определило ее название. В карбоновых кислотах карбоксильная группа может быть соединена с атомом водорода и различными углеводородными радикалами (предельными, непредельными, ароматическими) и содержать различное число карбоксильных групп (одну - одноосновные кислоты, две - двухосновные и т.д.). Гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот содержит следующие кислоты (в скобках дано распространенное тривиальное название): метановая (муравьиная) кислота НСООН, этановая (уксусная) кислота СН 3 СООН, пропановая (пропионовая) кислота С 2 Н 5 СООН, бутановая (масляная) кислота С 3 Н 7 СООН, пентадекановая (пальмитиновая) кислота C 15 H 31 COOH, гептадекановая (стеариновая) кислота С 17 Н 35 СООН.

Важнейшими представителями других гомологических рядов карбоновых кислот являются (приводятся тривиальные названия): щавелевая кислота НООС-СООН, акриловая кислота СН 2 =СН-СООН, бензойная кислота

5 4 3 2 1 6 5 4| 3 2 1

СН 3 –СН–СН 2 –СН–СООН СН 3 –СН– С – СН–СН 2 –СООН

СН 2 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3

2,4-диметилпентановая 3,4,4,5-тетраметилгексановая

кислота кислота
Получение. Кислоты получают окислением альдегидов или первичных спиртов, например:

СН 3 –С +[О] → СН 2 –С

СН 3 –С=N+2Н 2 О→СН 3 –С +NН 3
Кислоты, начиная с пропионовой, могут быть получены по реакции присоединения воды и оксида углерода (II) к алкенам (в присутствии катализаторов):

СН 3 –СН=СН 2 +СО+Н 2 О→СН 3 –СН–С
СН 3 ОН
существуют специальные способы получения некоторых кислот:
NaОН+СО→НСООNa;

2НСООNa+H 2 SO 4 →2HCOOH+NaSO 4 ;

СН 3 ОН+СО → СН 3 СООН.

1. Карбоновые кислоты склонны к некоторой диссоциации (являются слабыми электролитами):

2. Кислоты взаимодействуют со спиртами, образуя сложные эфиры (катализатор - минеральные кислоты):

С 2 Н 5 –СО|ОН+Н |О–С 2 Н 5 →С 2 Н 5 –С–СОС 2 Н 5 +Н 2 О

этилпропионат

СН 3 –С +PCl 5 →СН 3 –С +POCl 3 +HCl

2С 2 Н 5 –С → С 2 Н 5 –С–О–С–С 2 Н 5 +Н 2 О

ОН
Хлорангидриды и ангидриды легко гидролизуются до соответствующих кислот.

4. Как и в карбонильных соединениях, в кислотах атом водорода при втором углеродном атоме замещается на галоген:
СН 3 –СН 2 –СООН+Cl 2 →СН 3 –СНСl–СООН+НСl.
5. Кислоты можно восстановить или подвергнуть каталитическому гидрированию до альдегидов или первичных спиртов:
СН 3 –СООН+Н 2 →СН 3 –СОН+Н 2 О
или
СН 3 –СООН+2Н 2 →СН 3 –СН 2 ОН+Н 2 О.
Предельные карбоновые кислоты достаточно устойчивы к окислению. Лишь муравьиная кислота легко окисляется, например, дает реакцию «серебряного зеркала»:
НСООН+AgО→СО 2 +Ag+Н 2 О.
Непредельные и ароматические кислоты проявляют наряду с общими свойствами карбоновых кислот также и свойства, характерные для непредельных и ароматических соединений.

Пример:

1.Рассчитайте объем оксида углерода (II), приведенный к нормальным условиям, который потребуется для получения раствора муравьиной кислоты массой 16,1 кг. Массовая доля НСООН в растворе, который требуется получить, равна 40%.

______________________________

V(СО)=?
Решение. 1.1. Вычисляем массу НСООН, которая содержится в получаемом растворе:

1.2. Количество вещества НСООН равно:


1.3. Муравьиная кислота образуется при взаимодействии оксида углерода (II) с гидроксидом натрия с последующим подкислением реакционной смеси. Составляем уравнения реакций:
CO+NaOH→HCOONa,

HCOONa+H 2 SO 4 →HCOOH+Na 2 SO 4 .

V(CO)=n(CO) ∙V m ; V(CO)=140 моль ∙22,4 л/моль=3136 л.

2. Рассчитайте объем уксусной эссенции (плотность 1,07 г/мл), которую надо разбавить водой для приготовления столового уксуса объемом 500 мл (плотность 1,007 г/мл). Массовая доля уксусной кислоты в уксусной эссенции равна 80%, а в уксусе - 6%.

w 2 (CН 3 СООН)=6%; ρ 2 =1,007 г/мл; V 2 =500 мл;

(индексы «1» относятся к уксусной эссенции,

«2» - к уксусу)

_____________________________________________

V 1 =?
Решение. 2.1. Определяем массу раствора уксуса, который надо приготовить:
m 2 =V 2 ρ 2 ; m 2 =500 мл ∙1,007 г/мл=503,5 г.
2.2. Вычисляем массу уксусной кислоты, которая содержится в уксусе:


2.3. Рассчитываем массу уксусной эссенции, которая содержит уксусную кислоту массой 30,21 г:

2.4. Находим объем уксусной эссенции, которую надо разбавить для приготовления уксуса:

Пример:

3.На нейтрализацию предельной одноосновной кислоты массой 7,4 г затрачен раствор с массовой долей гидроксида калия 40% объемом 10 мл и плотностью 1,4 г/мл. Определите формулу кислоты.

w (КОН)=40%; V=10 мл; ρ=1,4 г/мл

_______________________________________________

х=?
Решение. 3.1. Вычисляем массу раствора гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию кислоты: m=Vρ; m=10 г ∙1,4 г/мл = 14г.

3.2. Определяем массу гидроксида калия, содержащегося в растворе:

М(А)=[(х+1)12+(2х+2)1+2 ∙16] г/моль=(14+46) г/моль.

n(A)=

отсюда

Пример:

4.Объемная доля метана в природном газе составляет 94,08%. Рассчитайте массу муравьиной кислоты, которую можно получить путем каталитического окисления природного газа объемом 200 л (нормальные условия), если массовая доля выхода кислоты составляет 60%.

___________________________________________

m(НСООН)=?
Решение. 4.1. Рассчитываем объем метана, который содержится в природном газе:
V(CН 4)=
4.2. Количество вещества метана составляет:

4.3. Составляем уравнение реакции получения муравьиной кислоты из метана:
СН 4 +3[О]→НСООН+Н 2 О.
Из этого уравнения следует, что
n(HCOOH)=n(CH 4); n(НСООН)=8,4 моль.
4.4. Масса муравьиной кислоты, которая могла бы быть получена при количественном выходе, равна:
m(HCOOH)=n(HCOOH)∙M(HCOOH);

m(HCOOH)=8,4 моль ∙46 г/моль=386,4 г.

(выполнение в тетради)
191. Назовите следующие кислоты по заместительной номенклатуре:
а) СН 3 –СН–СН–СН 2 –СООН; б) НООС–СН 2 –СН–СН–СН 2 –СООН;
СН 3 СН 3 СН 3 СН 3

в) СН 3 –СН 2 –СН 2 –СН–СН 2 –СООН.

192. Напишите структурные формулы следующих кислот: а) З-метил-2-этилгексановая кислота; б) 4,5-ди-метилоктановая кислота; в) 2,2,3,3-тетраметилпентано-вая кислота.

193. Рассчитайте массу бутановой кислоты, которая образуется при окислении бутанола-1 массой 40,7 г.

194. В результате каталитического окисления пропана получена пропионовая кислота массой 55,5 г. Массовая доля выхода продукта равна 60,%. Рассчитайте объем взятого пропана (условия нормальные).

195. Напишите структурные формулы изомерных карбоновых кислот, соответствующих эмпирической формуле C 5 H 10 О 2 . Сколько может быть таких кислот?

196. В четырех пробирках находятся следующие вещества: муравьиная кислота, пропионовая кислота, метанол, уксусный альдегид. При помощи, каких химических реакций можно различить названные вещества? Составьте уравнения этих реакций.

197. С помощью, каких химических реакций можно осуществить следующие превращения:

б) СН 4 →С 2 Н 2 →СН 3 →СОН→СН 3 –СООН→СН 2 Cl–СООН.

198. Сколько изомерных одноосновных карбоновых кислот соответствует формуле C6H 12 O 2 ? Напишите структурные формулы этих кислот и назовите по заместительной номенклатуре.

199. Напишите уравнения реакций между следующими веществами: а) 2-метилпропановой кислотой и хлором; б) уксусной кислотой и пропанолом-2; в) акриловой кислотой и бромной водой; г) 2-метилбутановой кислотой и пентахлоридом фосфора РС1 5 .

200. Имеются растворы, в которых массовая доля уксусной кислоты равна 90 и 10%. Рассчитайте массу каждого раствора, которая потребуется для приготовления 200 г раствора кислоты с массовой долей СН 3 СООН 40%.

201. Калиевая соль стеариновой кислоты C 17 H 35 COOН (стеарат калия) является основным компонентом жидкого мыла. Рассчитайте массу стеариновой кислоты, которую можно получить из мыла, содержащего стеарат калия массой 96,6 г. Выход кислоты составляет 75%.

202. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

О О
→С 2 Н 5 –С–О–С–С 2 Н 5

→С 2 Н 5 –СООН-

→СН 3 –СН 2 –СН 2 ОН→СН 3 –СН=СН 2 .
Укажите условия протекания реакций.

203. Рассчитайте объем метана (нормальные условия), который можно получить при нагревании уксусной кислоты массой 24 г с избытком гидроксида натрия. Массовая доля выхода метана равна 35%.

204. При окислении муравьиной кислоты получен газ, который пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. При этом образовался осадок массой 20 г. Рассчитайте массу муравьиной кислоты.

205. Рассчитайте массу бензойной кислоты, которая может быть получена при окислении толуола массой 7,36 г. Массовая доля выхода кислоты равна 55%.

206. При пропускании хлора в раствор уксусной кислоты (массовая доля СН 3 СООН равна 75%) получена хлоруксусная кислота. Определите ее массовую долю в растворе, считая, что избыточный хлор и хлороводород удалены из него.

207. В лаборатории имеется раствор уксусной кислоты объемом 240 мл (массовая доля СН 3 СООН 70%, плотность 1,07 г/мл). Рассчитайте объем воды (плотность 1 г/мл), которую надо прилить к нему для получения раствора с массовой долей СН 8 СООН 30%. Изменением объема при смешении раствора и воды пренебречь.

208. Уксусную кислоту получают окислением бутана кислородом воздуха в присутствии катализатора.

Рассчитайте массу раствора кислоты (массовая доля СНзСООН 80%), который можно получить из бутана объемом 67,2 л (нормальные условия). Массовая доля выхода кислоты равна 75%.

209. Окислением пропанола-1 массой 7,2 г получена пропионовая кислота, на нейтрализацию которой затрачен раствор гидроксида натрия объемом 16,4 мл (массовая доля NaOH 20%, плотность 1,22 г/мл). Определите массовую долю выхода кислоты.

210. Назовите вещества А и Б и составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) метан->-А->Б->уксусная кислота;

б) метанол---В---формиат натрия.

Тема 11. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ. ЖИРЫ

Сложные эфиры образуются по реакции этерификации (взаимодействие карбоновых кислот со спиртами), например:

СН 3 –С–|ОН+Н |О–С 2 Н 5 СН 3 –С–О–С 2 Н 5 +Н 2 О

этилацетат или

уксусноэтиловый эфир
При отщеплении молекулы воды от двух молекул исходных веществ, группа ОН отрывается от молекулы кислоты, а атом водорода - от спирта (показано пункти­ром). Эта реакция обратима. Для смещения равновесия в сторону образования сложного эфира необходимо присутствие сильных кислот.

Можно получить сложные эфиры неорганических кислот. Так, серная кислота образует с метанолом два вида сложных эфиров:

СН 3 О СН 3 О

СН 3 –С–ОС 2 Н 5 +КОН → СН 3 –СООК+С 2 Н 5 ОН.
Жиры или триглицериды - это сложные эфиры глицерина и высших предельных и непредельных карбоновых кислот.

Число углеродных атомов в кислотах, входящих в состав жиров, как правило, больше 8 (иногда - меньше). Примеры жиров:

С 15 Н 31 –СО–О–СН 2 С 17 Н 33 –СО–О–СН 2

триглицерид пальмитиновой триолеат (триглицерид

и стеариновой кислот олеиновой кислоты)

Важное свойство жиров - их способность гидролизоваться (реакция омыления). Омыление жиров протекает необратимо в присутствии щелочей:

С 17 Н 33 СООСН+3КОН→

С 17 Н 32 СООСН 2

→3С 17 Н 33 СООК+СН 2 ОН–СНОН–СН 2 ОН.

Пример:

1.Рассчитайте массы пропанола-1 и муравьиной кислоты, которые надо взять для получения пропилформиата объемом 200 мл (плотность эфира равна 0,906 г/мл).

_______________________________________

m=(С 3 Н 7 ОН)=? m(НСООН)=?
Решение. 1.1. Вычисляем массу эфира
О

который требуется получить:

m(эфира)=200 мл ∙0,906 г/мл=181,2 г.

n(С 3 Н 7 ОН)=n(эфира); n(С 3 Н 7 ОН)=2,06 моль.

m(НСООН)=2,06 моль ∙46 г/моль=94,76 г.

m(С 3 Н 7 ОН)=2,06 моль ∙60 г/моль=123,6 г.

2.При гидролизе жира массой 44,33 г получен глицерин массой 5,06 г и предельная одноосновная карбоновая кислота. Определите формулу жира.

Дано: жир С х Н 2х+1 СООСН; m(жира)=44,33 г;

С х Н 2х+1 СООСН 2

m(глицерина)=5,06 г

________________________________________

х =?
Решение. 1.1. Вычисляем количество вещества глицерина, полученного при гидролизе жира:


С х Н 2х+1 СООСН 2

2.Молярную массу жира С х Н 2х+1 СООСН можно представить в следующем |

С х Н 2х+1 СООСН 2
виде:
М(жира)=3 (х+2) ∙М(С)+6М(О)+ ∙М(Н);

М(жира)={3(х+2) 12+6 ∙16+ 1} г/моль=(42х+176) г/моль.

С х Н 2х+1 СООСН+3Н 2 О 3С х Н 2х+1 СООН+СНОН
С х Н 2х+1 СООСН 2 СН 2 ОН
Из уравнения реакции следует:

Следовательно, жир является сложным эфиром глицерина и пальмитиновой кислоты:

С 15 Н 31 СООСН 2

С 15 Н 31 СООСН

С 15 Н 31 СООСН 2 .

212. Рассчитайте массу метилацетата, который можно получить из метанола массой 16 г и уксусной кислоты массой 27 г.

213. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
этил ацетат---ацетат натрия->уксусная кислота->-метилацетат.
При каких условиях протекают эти реакции?

214. Напишите уравнения реакций, при помощи которых из этилацетата можно получить этан.

215. Рассчитайте массу этилацетата, который можно получить из этанола массой 1,61 г и уксусной кислоты массой 1,80 г (реакция этерификации), если выход продукта равен 75%.

216. При нагревании метанола массой 2,4 г и уксусной кислоты массой 3,6 г получен метилацетат массой 3,7 г. Определите массовую долю выхода эфира.

217. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно получить этилацетат из хлорэтана и неорганических реагентов.

218. Рассчитайте массу глицерина, который образуется при щелочном омылении жира (триолеата) массой 331,5 г.

219. Основным компонентом некоторого жира является тристеарат, массовая доля которого составляет 80%. Рассчитайте массы глицерина и стеариновой кислоты, которые могут быть получены при омылении этого жира массой 445 кг.

220. Стеарат калия - важный компонент жидкого мыла. Рассчитайте массы гидроксида калия и тристе-арата, которые потребуются для получения стеарата калия массой 805 кг. Массовая доля выхода продукта составляет 80% из-за производственных потерь.

221. При гидролизе жира массой 445 г получена предельная одноосновная карбоновая кислота массой 426 г и глицерин. Определите формулу жира и назовите его.

Тема 12. УГЛЕВОДЫ

Углеводы, или сахара,- вещества, состав которых обычно выражается формулой С х (Н 2 О) у, где х и у больше или равны трем. Существуют, однако, углеводы, состав которых не отвечает общей формуле. В состав молекул углеводов входят гидроксильные группы, а также остатки альдегидов или кетонов, т.е. углеводы являются альдегидоспиртами или кетоноспиртами.

В растительных организмах углеводы образуются в результате фотосинтеза, который протекает за счет использования энергии солнца с участием зеленого вещества растений - хлорофилла. Суммарное уравнение реакции фотосинтеза можно представить следующим образом:
хСО 2 +уН 2 О→С х (Н 2 О) у +хО 2 .
Моносахариды, или монозы,- простейшие углеводы, которые не подвергаются разложению водой (гидролизу). Наибольшее значение из моноз имеют глюкоза и фруктоза.

Глюкоза (виноградный сахар) имеет состав C 6 H 12 O 6 . Она имеет три формы: альдегидную и две циклические, которые одновременно сосуществуют и могут переходить друг в друга.

Эти формы не являются изомерами, так как не могут быть выделены в индивидуальном виде.

Химические свойства глюкозы обусловлены ее строением. Как спирт она вступает в реакции этерификации с кислотами, например:

Как альдегид глюкоза легко окисляется. При действии аммиачного раствора оксида серебра глюкоза вступает в реакцию серебряного зеркала, окисляясь до спиртокислоты.

Под действием органических катализаторов - ферментов - глюкоза подвергается брожению:

С 6 Н 12 О 6 →2СН 3 –СНОН–СООН (молочнокислое брожение)

молочная кислота
Фруктоза (фруктовый сахар) - изомер глюкозы C 6 H 12 O 6 , но в отличие от глюкозы фруктоза является кетоноспиртом.

Дисахариды представляют собой продукты конденсации двух молекул моносахаридов. При гидролизе одного моля дисахарида образуется два моля моносахаридов.

Важнейший дисахарид - сахароза C 12 H 22 O 11 . Молекулы сахарозы состоят из двух остатков моносахаридов:

Такое строение сахарозы обусловливает ее свойства: в отличие от глюкозы она не вступает в реакции, характерные для альдегидов.

С 12 Н 22 О 11 +Н 2 О→С 6 Н 12 О 6 +С 6 Н 12 О 6 .

глюкоза фруктоза
В присутствии кислот сахароза гидролизуется, образуя два моносахарида:

Полисахариды - продукты конденсации большого числа молекул моносахаридов, полимерные углеводы.

Целлюлоза (клетчатка) - полимерный углеводород, который состоит из структурных остатков β-глюкозы, соединенных в линейные макромолекулы:

Состав целлюлозы выражается формулой (С 6 Н 10 О 5) х.

Целлюлоза входит в состав многих растений (древесина, хлопок, листья).

Целлюлоза подвергается гидролизу до глюкозы при нагревании с растворами минеральных кислот:
Н +

(С 6 Н 10 О 5) х +х Н 2 О → хС 6 Н 12 О 6.

Крахмал - полисахарид, состав которого также отражает формула (С 6 Н 10 О 5) х, но он отличается от целлюлозы строением.

В присутствии кислот крахмал гидролизуется. В результате его полного гидролиза образуется глюкоза:
Н +

(С 6 Н 10 О 5) х +х Н 2 О → х С 6 Н 12 О 6 .

Пример:

1.Рассчитайте объем оксида углерода (IV), который выделится при спиртовом брожении глюкозы массой 540 г (нормальные условия).

_____________________

V(СО 2)=?
Решение . 1.1. Определяем количество вещества глюкозы, подвергнувшейся брожению:

1.2. Составляем уравнение реакции спиртового брожения глюкозы:

2.Массовая доля крахмала в картофеле равна 20%. Рассчитайте массу глюкозы, которую можно получить из картофеля массой 891 кг. Выход продукта равен 50%.

η(глюкозы)=?

_________________________________________

m ρ (глюкозы)=?

2.2. Молярную массу крахмала (С 6 Н 10 О 5) х можно представить в следующем виде:
М(крахмала)=х;

М(крахмала)=х(6 ∙12+10 ∙1+5 ∙16) кг/моль=162 кг/моль.

m(глюкозы)=1,1 кмоль ∙180 кг/кмоль=198 кг.

223. Рассчитайте объем воздуха (объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%), который потребуется для полного окисления глюкозы массой 45 г. Объем рассчитайте при нормальных условиях.

224. Составьте уравнения реакций с участием глюкозы: а) окисления аммиачным раствором оксида серебра; б) этерификации пропанолом-1.

225. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

226. При брожении глюкозы получен этанол массой 55,2 г, выход которого составил 80%. Вычислите массу глюкозы, которая подверглась брожению.

227. В состав крахмала входит амилоза, которая представляет собой линейный полимер, состоящий из остатков глюкозы в α-форме. Напишите структурную формулу этого полимера. Будет ли крахмал проявлять свойства альдегидов?

228. Рассчитайте массу целлюлозы, которая потребуется для получения тринитроцеллюлозы массой 445,5 г.

229. Определите максимальное число нитрогрупп -NO 2 , которое можно ввести в одно звено полимерной молекулы целлюлозы.

230. Напишите уравнение реакций, с помощью которых можно различить следующие твердые органические вещества: глюкоза, сахароза, ацетат натрия, крахмал, фенол.

231. Напишите уравнения следующих реакций с участием целлюлозы: а) гидролиза; б) этерификации с избытком уксусной кислоты; в) этерификации с избытком азотной кислоты. Почему целлюлоза не вступает в реакцию «серебряного зеркала»?

232. Рассчитайте массу кукурузных зерен, которые надо взять для получения спирта массой 115 кг (массовая доля этанола 96%), если выход спирта составляет 80%. Массовая доля крахмала в кукурузных зернах составляет 70%.

233. Из крахмала массой 8,1 г получена глюкоза, выход которой составил 70%. К глюкозе добавлен избыток аммиачного раствора оксида серебра. Рассчитайте массу серебра, образовавшегося при этом.

234. Вычислите объем раствора азотной кислоты (массовая доля HNO 3 80%, плотность 1,46 г/мл), который надо взять для получения тринитроцеллюлозы массой 148,5 г.

СН 3 –СНСl–СН 3 +AgNО 2 →СН 3 –СН–СН 3 +AgCl

2-хлорпропан |

2-нитропропан

235. Определите массу крахмала, который надо подвергнуть гидролизу, чтобы из полученной глюкозы при молочнокислом брожении образовалась молочная кислота массой 108 г. Массовая доля выхода продукта гидролиза крахмала равна 80%, продукта брожения глюкозы - 60%.

236. При гидролизе крахмала массой 324 г получена глюкоза (массовая доля выхода 80%), которая под­вергнута спиртовому брожению. Выход продукта брожения составил 75%. В результате осуществления процесса получен водный раствор спирта массой 600 г. Определите массовую долю этанола в этом растворе.

237. Рассчитайте массу триацетата целлюлозы, который можно получить из древесных отходов массой 1,62 т (массовая доля выхода равна 75%). Массовая доля целлюлозы в древесине составляет 50%.

238. При действии азотной кислоты на целлюлозу получено производное, в котором массовая доля азота равна 11,1%. Какое производное целлюлозы получено? Составьте уравнение реакции его получения.

239. Массовая доля целлюлозы в древесине равна 50%. Определите массу спирта, который может быть получен при брожении глюкозы, образовавшейся при гидролизе древесных опилок массой 810 кг. Учтите, что спирт выделяется из реакционной системы в виде раствора с массовой долей воды 8%. Массовая доля выхода этанола из-за производственных потерь составляет 70%.