Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:
• пояснювати молекулярну, структурну й електронну формули етанової кислоти;
• характеризувати фізичні та хімічні властивості етанової кислоти;
• складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості етанової кислоти;
• спостерігати перебіг реакцій, що характеризують хімічні властивості етанової кислоти;
• досліджувати хімічні властивості етанової кислоти та робити висновки з досліджень.
Склад і будова молекули етанової кислоти. На прикладі етанової (оцтової) кислоти ви ознайомитеся з представником класу оксигено-вмісних органічних сполук — кислотами.
Розчин цієї кислоти з масовою часткою 9 % відомий під назвою «оцет», його використовують як смакову приправу.
Розглянемо склад і будову молекули етанової кислоти. Її можна розглядати як похідну метану, у молекулі якого один атом Гідрогену заміщений на групу —СООН.
Скорочені структурна й електронна формули, моделі молекули етанової кислоти (рис. 98, 99) доводять, що атом Карбону, як і в інших органічних сполуках, чотиривалентний.
Фізичні властивості. Етанова кислота — безбарвна рідина, прозора, з характерним запахом, летка, кисла на смак. Вона добре розчиняється у воді й сама розчиняє чимало органічних сполук.
Густина етанової кислоти за звичайних умов — 1,05 г/см3, тобто вона трохи важча за воду. Температура плавлення становить 16,6 °С, температура кипіння — 181,1 °С.
Поясніть, чому температура кипіння етанової кислоти є високою.
Хімічні властивості. З’ясуємо склад молекули етанової кислоти. Вона складається з групи —CH3 та карбоксильної групи. Атом Оксигену, сполучений подвійним зв’язком з атомом Карбону, як більш електронегативний, спричиняє зміщення електронної густини до нього. У результаті послаблюється зв’язок між атомами Оксигену та Гідрогену. Атом Гідрогену стає рухливіший і може заміщуватися, підтверджуючи її кислотний характер.
Електролітична дисоціація. Зважаючи на те, що етанова кислота є слабким електролітом, вона дисоціює частково на йони — катіони Гідрогену й аніони кислотного залишку:
Дисоціацію кислоти й наявність йонів Гідрогену в розчині можна підтвердити зміною забарвлення індикаторів. Проведемо демонстраційний дослід.
Пригадайте дію неорганічних кислот на індикатори.
Дослід 1. Дія етанової кислоти на індикатори. Наллємо в три пробірки розчин етанової кислоти об’ємом 1,5-2 мл. У кожну з пробірок додамо по декілька крапель розчинів індикаторів: у першу — лакмусу, у другу — метилового оранжевого, у третю опустимо універсальний індикаторний папір. Спостерігаємо зміну забарвлення індикаторів, що є переконливим доказом кислотного середовища в розчині цієї кислоти.
Взаємодія з металами. Чи взаємодіє етанова кислота з металами, перевіримо за допомогою досліду.
Пригадайте, як взаємодіють неорганічні кислоти з металами.
Дослід 2. Взаємодія етанової кислоти з магнієм. Покладемо у дві пробірки по гранулі магнію. Наллємо в першу пробірку розчин ета-нової кислоти, у другу — хлоридної кислоти.
У двох пробірках відбуваються реакції, що супроводжуються виділенням водню. Однак у пробірці з етановою кислотою водень виділяється повільніше. Це свідчить про те, що вона є слабкою кислотою. Напишемо рівняння реакції:
Йонно-молекулярне рівняння:
Солі етанової кислоти дістали загальну назву етаноати.
Поясніть, чому в йонно-молекулярному рівнянні етанова кислота подана в молекулярній формі.
Взаємодія з лугами. Як і неорганічні кислоти, етанова кислота взаємодіє з розчинами лугів. Проведемо демонстраційний дослід.
Дослід 3. Взаємодія етанової кислоти з лугами. Наллємо в пробірку розчин натрій гідроксиду об’ємом 1 мл і додамо кілька крапель розчину фенолфталеїну. Невеликими порціями доллємо розчин етанової кислоти.
Фенолфталеїн знебарвлюється. Отже, етанова кислота нейтралізувала луг:
Йонно-молекулярне рівняння:
Дослід 4. Взаємодія етанової кислоти із солями. Покладемо в пробірку шматочок крейди. Доллємо розчин етанової кислоти. Відбувається виділення газу:
Результати проведених досліджень свідчать про те, що етанова кислота проявляє властивості, подібні до властивостей неорганічних кислот.
Однак, як органічна сполука, вона горить слабосвітним полум’ям з утворенням карбон(ІУ) оксиду та води.
Застосування етанової кислоти. Етанова кислота, що відома людству здавна, має надзвичайно широкий спектр застосування в побуті та різних галузях промисловості (рис. 100).
Розкажіть про застосування етанової кислоти, користуючись схемою (рис. 100), або виконайте навчальний проект.
Практична робота 3 Властивості етановоїкислоти
Виконавши цю практичну роботу, ви зможете:
• закріпити вміння й набути навичок самостійно досліджувати властивості етанової кислоти;
• спостерігати перебіг хімічних реакцій між етановою кислотою та металами, лугами, солями; зміну забарвлення індикаторів;
• набути практичних умінь у дослідженні речовин, а також робити висновки.
Повторіть правила безпеки під час роботи з речовинами й лабо -раторним посудом і приладдям та суворо дотримуйтеся їх.
Мета практичної роботи — закріпити вміння проводити дослідження властивостей речовин і спостерігати їх, самостійно виконати запропоновані завдання, зробити відповідні висновки.
Завдання 1. Дослідіть дію етанової кислоти на індикатори. Опишіть спостереження та зробіть висновки.
Завдання 2. Здійсніть реакцію взаємодії етанової кислоти з магнієм. Опишіть спостереження та зробіть висновки.
Завдання 3. Дослідіть взаємодію етанової кислоти з лугами. Опишіть спостереження та зробіть висновки.
Завдання 4. Дослідіть взаємодію етанової кислоти із солями. Опишіть спостереження та зробіть висновки.
Результати досліджень оформіть у зошиті для практичних робіт.
ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ
Етанова кислота — представник насичених карбонових кислот, до складу якої входить залишок молекули метану —СН3 і карбоксильна група —СООН.
Карбоксильна група зумовлює властивості етанової кислоти внаслідок поляризації зв’язку до більш електронегативного атома Оксигену та послаблення зв’язку між атомами Оксигену й Гідрогену. Етанова кислота — слабкий електроліт, однак змінює забарвлення індикаторів. Як кислота реагує з металами, основами, солями.
Етановукислоту широко застосовують у різних галузях промисловості: харчовій, текстильній, фармацевтичній, вона є сировиною для органічного синтезу, розчинником багатьох речовин.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1. Укажіть групу карбонових кислот.
2. Укажіть назву класу речовин, до якого належить етанова кислота. А одноатомні спирти Б насичені вуглеводні
В багатоатомні спирти Г одноосновні карбонові кислоти
3. Укажіть формулу етанової кислоти.
4. Напишіть рівняння реакцій між етановою кислотою та: а) кальцієм; б) барій гідроксидом; в) натрій карбонатом.
5. Під час взаємодії етанової кислоти з магнієм виділився водень об’ємом 44,8 л (н. у.). Обчисліть масу етанової кислоти, що прореагувала.
6. Обчисліть маси вихідних речовин, якщо в результаті реакції утворився натрій етаноат масою 73,8 г Назвіть вихідні речовини.
7. Натрій карбонат повністю прореагував з розчином етанової кислоти масою 500 г з масовою часткою кислоти 6 %. Обчисліть маси натрій етаноату та води й об’єм газу (н. у.), що утворилися.
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Савчин