ПЯТНИЦА 18.12.20 г. 206,308,205,201,108

ГРУППА 206

ТЕМА: Сложные эфиры и жиры. Получение сложных эфиров реакцией этерификации. Сложные эфиры в природе, их значение. Применение сложных эфиров на основе свойств. 1.Что такое сложные эфиры? Запись в тетради. Сложные эфиры — это вещества, которые образуются в результате взаимодействия органических или кислородсодержащих неорганических кислот со спиртами (реакции этерификации). Общая формула сложных эфиров одноатомных спиртов и одноосновных карбоновых кислот: 2.Сложные эфиры в природе.  Запись в тетради. Сложные эфиры – функциональные производные карбоновых кислот,  в молекулах которых гидроксильная группа (-ОН) замещена на остаток спирта (-OR)   Сложные эфиры карбоновых кислот – соединения с общей формулой R–COOR',         где R и R' – углеводородные радикалы. Сложные эфиры – жидкости, обладающие приятными фруктовыми запахами. В воде они растворяются очень мало, но хорошо растворимы в спиртах. Сложные эфиры очень распространены в природе. Их наличием обусловлены приятные запахи цветов и фруктов. Они даже могут находиться в коре некоторых деревьев. Эфиры высших одноосновных кислот и высших одноатомных спиртов – основа природных восков. Воски не растворяются в воде. Их можно формовать в нагретом состоянии. Примерами животных восков могут служить пчелиный воск, а также ворвань (спермацет), содержащийся в черепной коробке кашалота (кашалотовый воск). Пчелиный воск содержит сложный эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта (мирицилпальмитат): CH3(CH2)14–CO–O–(CH2)29CH3. 3.Физические свойства сложных эфиров.  Запись в тетради. Физические свойства сложных эфиров: Летучие, бесцветные жидкости Плохо растворимы в воде Чаще с приятным запахом Легче воды 4.Название сложных эфиров.  Запись в тетради. Название сложных эфиров: Краткие названия сложных эфиров строятся по названию радикала (R') в остатке спирта и названию группы RCOO- в остатке кислоты. Например, этиловый эфир уксусной кислоты CH3COOC2H5 называется этилацетат. 5.Получение сложных эфиров. Cложные эфиры могут быть получены при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами (реакция этерификации). Катализаторами являются минеральные кислоты. Реакция этерификации. 6. Применение сложных эфиров: 1) лекарственные средства; 2,3)парфюмерия и косметика; 4) синтетические и искусственные волокна; 5) лаки; 6) производство напитков и кондитерских изделий. ЖИРЫ 1. Важнейшими представителями природных сложных эфиров являются жиры. 2.Классификация жиров: 1) твердые – это жиры, в состав которых входят предельные карбоновые кислоты. Это жиры животного происхождения (говяжий, свиной, бараний и т.д.), исключение составляет рыбий жир; 2) жидкие – это жиры, в состав которых входят непредельные карбоновые кислоты. Это жиры растительного происхождения, или масла (подсолнечное масло, соевое масло, рапсовое масло и т.д.), исключение составляет пальмовое масло. 3.. Химические свойства жиров: А). Жиры нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях – бензоле, гексане; Б). Гидрированием жидких жиров получают твердые сложные эфиры. Именно эта реакция лежит в основе получения из растительного масла твердого жира – маргарин. В). Жиры подвергаются гидролизу. Г). Если проводить гидролиз жиров в щелочной среде, то произойдет омыление жиров. 4. Что такое мыла? Запись в тетрадь. Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот. Натриевые соли высших карбоновых кислот имеют твердое агрегатное состояние, а калиевые – жидкое (жидкое мыло). При изготовлении мыла в него добавляют душистые вещества, глицерин, красители, антисептики, растительные экстракты. Исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода. Растительные масла предварительно подвергаются гидрогенизации, т. е. их превращают в твердые жиры. Применяются также заменители жиров — синтетические карбоновые жирные кислоты с большей молекулярной массой.» Почему мыло теряет свою моющую способность в жесткой воде? Если мы используем для мытья и стирки жесткую воду, а такая вода содержит ионы Са 2+ и Mg2+,то мыло теряет свою моющую способность. Как вы думаете почему? Это происходит в результате того, что кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы в воде. Запишем уравнение реакции: 2С17Н35СООNa + СаСI2 = (C17 H35COO)2Ca ↓ + 2NaCI Почему после мытья волос твердым мылом в жесткой воде нужно прополоскать их раствором уксуса? Чтобы удалить нерастворимые соли кальция и жирных кислот. Как используя мыльный раствор отличить родниковую воду от снеговой? (В родниковой выпадет осадок). . Тестирование  1 - В результате гидролиза жидкого жира образуются: 1) твердые жиры и глицерин;                     3) глицерин и непредельные кислоты; 2) глицерин и предельные кислоты;        4) твердые жиры и смесь кислот. 2 - В каком веществе жиры не растворяются? 1) в бензоле;        3) в воде; 2) в бензине;        4) в хлороформе. 3 - Для превращения жидких жиров в твердые используют реакцию: 1) дегидрогенизации;        3) гидрогенизации; 2) гидратации;                     4) дегидроциклизации. 4 - В результате гидрирования жидких жиров образуются: 1) твердые жиры и непредельные кислоты;        3) твердые жиры и глицерин; 2) твердые жиры и предельные кислоты;            4) твердые жиры.

ГРУППА 308

ТЕМА:Ацетилен и его гомологи. Получение и применение ацетилена.

Ацетилен – это непредельный углеводород, который содержит тройную связь, состоящую из одной δ-связи и двух π-связей.

Особенности строения:

1) первый представитель ряда ацетилена – бесцветный газ.

Особенности бесцветного газа:

а) немного растворим в воде;

б) его молекулярная формула С₂Н₂;

2) в молекуле ацетилена еще на два атома водорода меньше, чем в молекуле этилена;

3) π-связь уступает по прочности основной δ-связи, поэтому и по месту π-связей могут проходить реакции окисления и присоединения.

Структурная формула ацетилена: НС≡СН.

1) тройная связь в молекуле ацетилена означает, что атомы углерода в ней соединены тремя парами электронов;

2) исследования строения молекулы ацетилена показывают, что атомы углерода и водорода в молекуле ацетилена расположены на одной прямой;

3) молекула ацетилена имеет линейное строение;

4) атомы углерода соединены между собой одной δ-связью и двумя π-связями.

Особенности строения молекулы ацетилена:

1) в такой молекуле каждый атом углерода соединен δ-связями только с двумя другими атомами (атом углерода и атом водорода) и в гибридизации здесь участвуют лишь два электронных облака – одного s-электрона и одного р-электрона.

Это случай sр-гибридизации.

Суть состоит в том, что два гибридных облака, которые образуются в виде несимметричных объемных восьмерок, стремятся максимально удалиться друг от друга и устанавливают связи с другими атомами во взаимно противоположных направлениях под углом 180°;

2) облака двух других р-электронов не участвуют в гибридизации.

Они сохраняют форму симметричных объемных восьмерок и при боковом перекрывании с подобными облаками другого углеродного атома образуют две π-связи.

Гомологи ацетилена:

1) подобно метану и этилену, ацетилен начинает собой гомологический ряд;

2) это ряд ацетиленовых углеводородов с одной тройной связью между атомами углерода в молекуле;

3) согласно систематической номенклатуре название таких углеводородов образуются путем замены суффикса – ан соответствующих предельных углеводородов на – ин;

4) как и этиленовые углеводороды, атомы углерода нумеруются начиная с того конца, к которому ближе кратная (тройная) связь:

а) этин СН≡СН;

б) бутин-1 СН≡С-СН₂-СН₃;

в) бутин-2 СН₃-С≡С-СН₃.

Особенности изомерии: а) обусловлена разветвлением углеродного скелета; б) характерное положение тройной связи; в) помогает в получении и использовании ацетилена в различных сферах.

22. Химические свойства ацетилена

1) ацетилен данного ряда углеводородов имеет большое практическое значение;

2) в отличие от метана и этилена, ацетилен горит ярким пламенем.

Примеры горения ацетилена: сварочные работы на стройках, в мастерских, на заводах.

Во всех этих случаях не видно образования копоти.

В данном случае: а) частички углерода сильно раскаляются в средней части пламени; б) придают ему яркость; в) в конечном итоге сгорают полностью.

При сварочных работах вместо воздуха используется кислород. При этом достигается полное сгорание ацетилена, возрастает температура пламени до 3000 °C. Смеси ацетилена с воздухом и кислородом взрывоопасны;

3) π-связь уступает по прочности основной δ-связи;

4) по месту π-связей могут проходить реакции присоединения и окисления.

Если в цилиндр, заполненный ацетиленом, налить раствор перманганата калия, раствор быстро обесцветится;

5) ацетилен, как и этилен, легко окисляется;

6) из реакций присоединения для ацетилена характерно взаимодействие с бромом.

Две стадии реакции присоединения при взаимодействии ацетилена с бромом:

1) сначала бром присоединяется по месту одной π-связи и образуется 1,2-дибромэтен: СН = СН + Вr₂ → ВrСН=СНВr;

2) затем присоединяется вторая молекула брома по второй π-связи, продуктом реакции является 1,1,2,2-тетрабромэтан: ВrСН=СНВr + Вг2 → Вr₂СН– СНВr₂;

3) в присутствии катализатора (платины, никеля) к ацетилену может присоединяться водород.

При этом ацетилен сперва превращается в этилен, а затем в этан:

4) при присоединении хлороводорода по одной из π-связей образуется газообразное вещество хлорэтен (хлорвинил). Катализатором данной реакции является хлорид ртути:

5) присоединение воды (гидратация) происходит в присутствии катализатора Hg²⁺ в кислой среде (реакция М.Г. Кучерова). При этом ацетилен образует ацетальдегид, а его гомологи – соответствующие кетоны:

ГРУППА 205

ТЕМА: Спирты. Получение этанола брожением глюкозы и гидратацией этилена. Гидроксильная группа как функциональная. Понятие о предельных одноатомных спиртах. Химические свойства этанола: взаимодействие с натрием, образование простых и сложных эфиров, окисление в альдегид. Применение этанола на основе свойств. Алкоголизм, его последствия и предупреждение.

а группа -ОН)

Например, СH₃ – OH метанол, CH₃ – CH₂ – OH этанол

o    многоатомные (две и более групп -ОН).

Современное название многоатомных спиртов - полиолы (диолы, триолы и т.д). Примеры:

двухатомный спирт – этиленгликоль (этандиол)

HO–СH₂–CH₂–OH

трехатомный спирт – глицерин (пропантриол-1,2,3)

 HO–СH₂–СН(ОН)–CH₂–OH

Двухатомные спирты с двумя ОН-группами при одном и том же атоме углерода R–CH(OH)₂ неустойчивы и, отщепляя воду, сразу же превращаются в альдегиды R–CH=O. Спирты R–C(OH)₃ не существуют.

2.     В зависимости от того, с каким атомом углерода (первичным, вторичным или третичным) связана гидроксигруппа, различают спирты

o    первичные   R–CH₂–OH,

o    вторичные   R₂CH–OH,

o    третичные    R₃C–OH.

Например:

 Типы атомов углерода

В многоатомных спиртах различают первично-, вторично- и третичноспиртовые группы. Например, молекула трехатомного спирта глицерина содержит две первичноспиртовые (HO–СH₂–) и одну вторичноспиртовую (–СН(ОН)–) группы.

3.     По строению радикалов, связанных с атомом кислорода, спирты подразделяются на

o    предельные (например, СH₃ – CH₂–OH)

o    непредельные (CH₂=CH–CH₂–OH)

o    ароматические (C₆H₅CH₂–OH)

Непредельные спирты с ОН-группой при атоме углерода, соединенном с другим атомом двойной связью, очень неустойчивы и сразу же изомеризуются в альдегиды или кетоны. 

Например,  виниловый   спирт   CH₂=CH–OH   превращается   в  уксусный альдегид CH₃–CH=O

Предельные одноатомные спирты

1. Определение

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ – кислородсодержащие органические вещества, производные предельных углеводородов, в которых один атом водорода замещён на функциональную группу (-OH)

 

Общая формула:         CnH2n+1OH   или    ROH    или     CnH2n+2O

2. Гомологический ряд

Простейшие спирты
Название	Формула	Модели
Метиловый спирт (метанол)	CH3-OH
Этиловый спирт (этанол)	CH3CH2-OH

3. Номенклатура спиртов

Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы (если это необходимо). Например:

Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи.

Цифра, отражающая местоположение ОН-группы, в русском языке обычно ставится после суффикса "ол".

По другому способу (радикально-функциональная номенклатура) названия спиртов производят от названий радикалов с добавлением слова "спирт". В соответствии с этим способом приведенные выше соединения называют: метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт СН₃-СН₂-СН₂-ОН, изопропиловый спирт СН₃-СН(ОН)-СН₃.

4. Изомерия спиртов

Для спиртов характерна структурная изомерия:

·  изомерия положения ОН-группы (начиная с С₃);
Например:

·  углеродного скелета (начиная с С₄);
Например, изомеры углеродного скелета для C₄H₉OH:

·  межклассовая изомерия с простыми эфирами
Например,

этиловый спирт СН₃CH₂–OH и диметиловый эфир CH₃–O–CH₃

Возможна также пространственная изомерия – оптическая.

Например, бутанол-2 СH₃CH(OH)СH₂CH₃, в молекуле которого второй атом углерода (выделен цветом) связан с четырьмя различными заместителями, существует в форме двух оптических изомеров.

5. Строение спиртов

Строение самого простого спирта — метилового (метанола) — можно представить формулами:

Из электронной формулы видно, что кислород в молекуле спирта имеет две неподеленные электронные пары.

Свойства спиртов и фенолов определяются строением гидроксильной группы, характером ее химических связей, строением углеводородных радикалов и их взаимным влиянием.

Связи О–Н и С–О – полярные ковалентные. Это следует из различий в электроотрицательности кислорода (3,5), водорода (2,1) и углерода (2,4). Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атому кислорода в спиртах свойственна sp³-гибридизация. В образовании его связей с атомами C и H участвуют две 2sp³-атомные орбитали, валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому (около 108°). Каждая из двух других 2 sp³-орбиталей кислорода занята неподеленной парой электронов.

Подвижность атома водорода в гидроксильной группе спирта несколько меньше, чем в воде. Более "кислым" в ряду одноатомных предельных спиртов будет метиловый (метанол). 
Радикалы в молекуле спирта также играют определенную роль в проявлении кислотных свойств. Обычно углеводородные радикалы понижают кислотное свойства. Но если в них содержатся, электроноакцепторные группы, то кислотность спиртов заметно увеличивается. Например, спирт (СF₃)₃С—ОН за счет атомов фтора становится настолько кислым, что способен вытеснять угольную кислоту из ее солей.

6. Физические свойства 

МЕТАНОЛ (древесный спирт) – жидкость (t_кип=64,5; t_пл=-98; ρ = 0,793г/см³), с запахом алкоголя,  хорошо растворяется в воде. Ядовит – вызывает слепоту, смерть наступает от паралича верхних дыхательных путей.

ЭТАНОЛ (винный спирт) – б/цв жидкость, с запахом спирта, хорошо смешивается с водой.

Первые представители гомологического ряда спиртов — жидкости, высшие — твердые вещества. Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде падает. Высшие спирты практически нерастворимы в воде.

Видео-опыт: Физические свойства спиртов

Особенности строения спиртов – спирты образуют водородные связи (обозначают точками) за счёт функциональной группы (-ОН)

А) Водородная связь между молекулами спиртов

Б) Водородная связь между молекулами спирта и воды

Вывод:

1) В результате у всех спиртов более высокая температура кипения, чем у соответствующих углеводородов, например, Т. кип. этанола +78° С,

а Т. кип. этана –88,63° С; Т. кип. бутанола и бутана соответственно +117,4° С и –0,5° С.

2) Способность спиртов образовывать межмолекулярные водородные связи не только влияет на их температуры кипения, но и увеличивает их растворимость в воде. Все алканы нерастворимы в воде, а низкомолекулярные спирты (метиловый, этиловый, н-пропиловый и изопропиловый) растворяются в воде неограниченно. 

3) Отсутствие газов в гомологическом ряду предельных одноатомных спиртов.

Применение этанола : Химическая промышленность : Широко применяется как растворитель ; В бытовой химии этанол применяется в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой. Является растворителем для репеллентов. Служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, тетраэтилсвинец, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.

5 Медицина: как обеззараживающее и подсушивающее средство, наружно; дубящие свойства 96 % этилового спирта используются для обработки операционного поля или в некоторых методиках обработки рук хирурга; растворитель для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.; пеногаситель при подаче кислорода, искусственной вентиляции легких; в согревающих компрессах; для физического охлаждения при лихорадке (для растирания); антидот при отравлении этиленгликолем и метиловым спиртом.

6 Парфюмерия и косметика: Является универсальным растворителем различных веществ и основным компонентом духов, одеколонов, аэрозолей и т. п. Входит в состав разнообразных средств, включая даже такие как зубные пасты, шампуни, средства для душа, и т. д. Пищевая промышленность: Наряду с водой, этанол является необходимым компонентом спиртных напитков. Также в небольших количествах содержится в ряде напитков, получаемых брожением, но не причисляемых к алкогольным (кефир, квас, кумыс, безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире 0,12 %, но в долго стоявшем, особенно в тёплом месте, может достичь 1 %. В кумысе содержится 13 % этанола, в квасе от 0,6 до 2,2 %.

Advertisements

7 Применение этанола в качестве автомобильного топлива: Этанол может использоваться как топливо, в т. ч. для ракетных двигателей, двигателей внутреннего сгорания в чистом виде.

8 Сила действия этанола зависит от дозы. Этанол относится к наркозным средствам жирного ряда. В результате действия на кору головного мозга вызывает опьянение с характерным алкогольным возбуждением. В больших дозах вызывает наркотический эффект. Влияние этанола на организм человека.

9 Средняя смертельная доза около 68 г/кг массы тела (на безводный спирт, для «нетренированного» организма). По некоторым источникам диапазон составляет от 4 до 12 г/кг. В связи с тем, что алкоголь в подавляющем большинстве случаев употребляется перорально, эффективность дозы и вероятность наступления смерти в значительной степени зависит от темпа введения, содержимого желудочно-кишечного тракта, пола, конституциональных особенностей. Этанол при хроническом употреблении, даже в малых дозах, вызывает привыкание и зависимость. Влияние этанола на организм человека.

10 При обычном отравлении (алкогольное опьянение) этанол затрудняет сенсорные восприятия, понижает внимание, ослабляет память. При действии этанола характерно расстройство ассоциативных процессов, вследствие чего появляются дефекты мышления, суждений, дефекты ориентировки, самоконтроля, утрачивается критическое отношение к себе и окружающим событиям. Как правило, имеет место переоценка собственных возможностей. Рефлекторные реакции замедленные и менее точные. Часто появляется говорливость. В эмоциональной сфере эйфория, понижение болевой чувствительности (анальгезия). Угнетаются спинномозговые рефлексы, расстраивается координация движений. В большой дозе возбуждение сменяется угнетением и наступает сон. При тяжелом отравлении этанолом наблюдается ступорозное или коматозное состояние; кожа бледная, влажная, дыхание редкое, выдыхаемый воздух имеет запах этанола, пульс частый, температура тела понижена. Влияние этанола на организм человеКА.

ГРУППА 201

ТЕМА:Диены и каучуки. Понятие о диенах как углеводородах с двумя двойными связями. Сопряженные диены. Диеновые углеводороды (Алкадиены) Диеновые углеводороды или алкадиены - это непредельные углеводороды, содержащие две двойные углерод - углеродные связи. Общая формула алкадиенов CnH2n-2. В зависимости от взаимного расположения двойных связей диены подразделяются на три типа: 1)     углеводороды с кумулированными двойными связями, т.е. примыкающими к одному атому углерода. Например, пропадиен или аллен CH2=C=CH2; 2)     углеводороды с изолированными двойными связями, т.е разделенными двумя и более простыми связями. Например, пентадиен -1,4 CH2=CH-CH2-CH=CH2; 3)     углеводороды с сопряженными двойными связями, т.е. разделенными одной простой связью. Например, бутадиен -1,3 или дивинил CH2=CH-CH=CH2, 2-метилбутадиен -1,3 или изопрен CH2=С-CH=CH2.           I          CH3 Наибольший интерес представляют углеводороды с сопряженными двойными связями. Получение Углеводороды с сопряженными двойными связями получают: 1)     дегидрированием алканов, содержащихся в природном газе и газах нефтепереработки, при пропускании их над нагретым катализатором CH3-CH2-CH2-CH3  --~600°С;Cr2O3,Al2O3®  CH2=CH-CH=CH2 + 2H2   CH3- CH-CH2-CH3  --~600°С;Cr2O3,Al2O3®  CH2=  I CH3 C-CH=CH2 + 2H2  I CH3     2)     дегидрированием и дегидратацией этилового спирта при пропускании паров спирта над нагретыми катализаторами (метод акад. С.В.Лебедева) 2CH3CH2OH  --~450°С;ZnO,Al2O3®  CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2

ГРУППА 108

ТЕМА:  Кислородсодержащие кислоты.

Слова "кислота" и "кислый" не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык – среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом.

В этом параграфе мы рассмотрим только важнейшие неорганические кислоты, то есть такие, которые не синтезируются живыми организмами, но играют большую роль в химии и химической промышленности.

Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство – они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.

Свойства кислот определяются тем, что они способны заменять в своих молекулах атомы водорода на атомы металлов. Например:

H2SO4	+	Mg	=	MgSO4	+	H2
серная кислота		металл		соль		водород

H2SO4	+	MgO	=	MgSO4	+	H2O
серная кислота		оксид		соль		вода

Давайте на примере серной кислоты рассмотрим ее образование из кислотного оксида SO₃, а затем реакцию серной кислоты с магнием. Валентности всех элементов, участвующих в реакции, нам известны, поэтому напишем соединения в виде структурных формул:

Эти примеры позволяют легко проследить связь между кислотным оксидом SO₃, кислотой H₂SO₄ и солью MgSO₄. Одно "рождается" из другого, причем атом серы и атомы кислорода переходят из соединения одного класса (кислотный оксид) в соединения других классов (кислота, соль).

Кислоты классифицируют по таким признакам: а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле и б) по числу атомов водорода.

По первому признаку кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные (табл. 8-1).

Таблица 8-1. Классификация кислот по составу.

Кислородсодержащие кислоты	Бескислородные кислоты
H2SO4 серная кислота H2SO3 сернистая кислота HNO3 азотная кислота H3PO4 фосфорная кислота H2CO3 угольная кислота H2SiO3 кремниевая кислота	HF фтороводородная кислота HCl хлороводородная кислота (соляная кислота) HBr бромоводородная кислота HI иодоводородная кислота H2S сероводородная кислота