Хімія. 9 клас. Савчин

§ 27. ЕТАНОВА (ОЦТОВА) КИСЛОТА: ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ЗАСТОСУВАННЯ

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 оксигеновмісних 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.

Рис. 98. Кулестержнева модель молекули етанової кислоти

Рис. 99. Масштабна модель молекули етанової кислоти

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:

СН3СООН ⇄ Н+ + СН3СОО-.

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 етанової 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:

2СН3СООН + Mg → 2СН3СОО- + Mg2+ + Н2↑.

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:

СН3СООН + Na+ + OH- СН3СОО- + Na+ + Н2О.

Дослід 4. Взаємодія етанової кислоти із солями. Покладемо в пробірку шматочок крейди. Доллємо розчин етанової кислоти. Відбувається виділення газу:

2СН3СООН + CaCO3 2СН3СОО-+ Са2+ + СО2↑ + Н2О.

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(IV) 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).

Рис. 100. Схема застосування етанової кислоти

• Розкажіть про застосування етанової кислоти, користуючись схемою (рис. 100), або виконайте навчальний проект.

Практична робота 3

Властивості етанової кислоти

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 лабораторним 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.

Етанову кислоту 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.

А —СООН

Б —ОН

В —СОН

Г —С=О

  • 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.

А СН3—СОН

Б СН3—ОН

В СН3—СООН

Г СН3—СН3

  • 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.