Хімія. 9 клас. Ярошенко

§ 34. Етанова (оцтова) кислота

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • характеризувати склад і фізичні властивості етанової кислоти;
  • складати молекулярну й структурну формули етанової кислоти;
  • складати рівняння реакцій етанової кислоти (електролітична дисоціація, взаємодія з металами, лугами, солями);
  • визначати дослідним шляхом етанову кислоту;
  • розв'язувати розрахункові задачі раніше вивчених типів на прикладі етанової кислоти.

Оцтова (історична назва), або етанова (сучасна назва) кислота, як і спирти, належить до оксигеновмісних органічних сполук і є представником карбонових кислот.

Молекула етанової (оцтової) кислоти складається з вуглеводневого замісника (радикала) СН3— і карбоксильної групи —COOH.

Етанову кислоту можна розглядати як похідну етану, у молекулі якого один атом Гідрогену заміщений одновалентною карбоксильною групою:

Тож молекулярну формулу етанової кислоти можна записати СН3СООН, а структурна формула буде такою:

Складіть електронну формулу етанової кислоти самостійно.

Те, що етанова кислота є представником одноосновних насичених карбонових кислот, означає, що в її молекулі є гідроксильна група. Назва етанова підкреслює, що молекула кислоти, як і молекула етану, має 2 атоми Карбону. Зверніть увагу на те, що один з них входить до складу карбоксильної групи.

Поміркуйте та складіть формулу пропанової кислоти.

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕТАНОВОЇ КИСЛОТИ. Це безбарвна рідина з різким запахом, добре розчинна у воді. Оцет, який ми використовуємо в побуті, є її розчином із часткою розчиненої речовини 9 %. Розчин етанової кислоти відомий людині з глибокої давнини. Концентровану оцтову кислоту в 1537 р. вперше добув німецький учений Теофраст Парацельс.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕТАНОВОЇ КИСЛОТИ. Як вам відомо, розчинні у воді неорганічні кислоти дисоціюють з утворенням катіонів Гідрогену. Індикатори метиловий оранжевий та лакмус у водному розчині неорганічних кислот набувають рожевого кольору. А на які йони дисоціює й чи дисоціює взагалі етанова кислота?

З її структурної формули видно, що в молекулі наявні й гідроксильна група (у складі карбоксильної групи), і 3 атоми Гідрогену в складі вуглеводневого радикала. Можна передбачити, що у водному середовищі дисоціація відбуватиметься з утворенням гідроксид-аніона ОН-, і можна прогнозувати появу катіонів Гідрогену Н+.

Попрацюйте групами

Дізнайтеся, на які йони дисоціює й чи дисоціює взагалі етанова кислота, виконавши завдання з рубрики «Хімія — це життя: сторінка природодослідника».

1. Електролітична дисоціація. Етанова кислота, подібно до розчинних неорганічних кислот, дисоціює з утворенням іона Гідрогену Н+.

Але знову виникає запитання: скільки катіонів Гідрогену Н+ утворюється під час дисоціації однієї молекули цієї речовини, адже у складі молекули їх чотири?

Дослідження вчених показали, що етанова кислота у водному розчині дисоціює з відщіпленням катіона Гідрогену Н+ лише від гідроксильної групи. На підставі цієї інформації складемо рівняння електролітичної дисоціації етанової кислоти.

СН3 — СООН ⇄ СН3 — СОО- + Н+

Під час дисоціації цієї, а також інших карбонових кислот спочатку записують аніон кислотного залишку, потім — катіон Гідрогену.

2. Взаємодія з металами. Метали, розміщені у витискувальному ряді до водню, витісняють його з етанової кислоти.

2СН3 — СООН + Mg → (CH3COO)2Mg + H2

Утворену сіль називають магній етаноат. Як і в назвах солей неорганічних кислот (наприклад, сульфат, нітрат), корінь з назви кислоти та суфікс -ат після нього зберігаються.

3. Взаємодія з лугами. Етанова кислота вступає в реакцію нейтралізації з лугами та утворює сіль і воду.

4. Взаємодія із солями. Етанова кислота взаємодіє із солями слабших за неї кислот, наприклад, карбонатами, силікатами.

2СН3 — СООН + Na2SiO3 2СН3 — СООNa + H2SiO3

Етанова кислота є слабким електролітом і виявляє загальні властивості кислот щодо взаємодії з металами, лугами, солями.

ЗАСТОСУВАННЯ ЕТАНОВОЇ КИСЛОТИ. За обсягами виробництва й застосуванням їй належить першість серед карбонових кислот. Розчин етанової кислоти використовують як смакову приправу та консервант продуктів харчування. Консервувальна дія полягає в тому, що кисле середовище пригнічує розвиток гнильних бактерій і цвілевих грибів. У промисловості етанова кислота використовується для виробництва штучних волокон, естерів, які застосовують у медицині, а також для виготовлення лаків і фарб.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Завдання. Випробуйте дію оцтової кислоти в розчині на індикатори лужного та кислого середовищ. Для цього налийте у дві пробірки по 1 мл розчину етанової кислоти та додайте в одну пробірку кілька крапель фенолфталеїну, а в іншу — лакмусу чи метилового оранжевого. Що спостерігаєте?

На підставі здобутих результатів зробіть висновок про те, чи можна етанову кислоту, в молекулі якої наявна гідроксильна група, вважати органічною основою.

Стисло про основне

• Етанова (оцтова) кислота — типовий представник карбонових кислот. Таку загальну назву мають органічні кислоти.

• Формула етанової кислоти — СН3СООН.

• Етанова кислота виявляє загальні властивості кислот: дисоціює з утворенням катіонів лише одного виду — катіонів Гідрогену Н+, діє на індикатори, взаємодіє з металами, розташованими до водню у витискувальному ряді, лугами, солями слабших за неї кислот.

Сторінка ерудита

Нині відомо понад 300 карбонових кислот, молекули яких різняться за складом карбонового ланцюга та кількістю функціональних груп. Так, поширеною у природі є метанова, або мурашина, кислота НСООН. Вона має відповідну структурну формулу.

Її дію ми відчуваємо при укусах мурашок чи коли нас жалить кропива.

Кислий присмак щавлю надає щавлева кислота. Її молекула цікава тим, що утворилася з двох карбоксильних груп.

НООС—СООН

Порівняйте склад молекул метанової та етанової кислот і зробіть висновок про те, чи належать вони до одного гомологічного ряду.

Усі молочнокислі продукти (кефір, ряжанка, йогурт тощо) містять молочну кислоту. Молекула цієї речовини містить дві функціональні групи — гідроксильну і карбоксильну.

Ця кислота є серед продуктів окиснення речовин у м'язах людини. Вам знайомий стан, коли після напруженої фізичної праці чи тривалого бігу болять м'язи (із часом біль минає). Його спричинює накопичення в м'язових клітинах молочної кислоти.

У плодах яблук, винограду, малини міститься яблучна кислота. Особливість яблучної кислоти полягає в тому, що її молекула має дві карбоксильні групи й одну гідроксильну.

Лимонам надає смаку лимонна кислота. Вміст лимонної кислоти в лимоні сягає 10 %. Подаємо структурну формулу лимонної кислоти.

Знаємо, розуміємо

  • 1. Наведіть формулу етанової кислоти.
  • 2. Складіть електронну та структурну формули етанової (оцтової) кислоти.
  • 3. Схарактеризуйте фізичні й хімічні властивості етанової (оцтової) кислоти.

Застосовуємо

  • 132. Проілюструйте хімічні властивості етанової кислоти рівняннями хімічних реакцій, які не подано в тексті параграфа.
  • 133. Обчисліть масу та об'єм водню (н. у.), що виділиться внаслідок взаємодії розчину етанової кислоти масою 50 г з масовою часткою розчиненої речовини 12 % і достатньої кількості цинку.
  • 134. Яким об'ємом води необхідно розбавити розчин етанової кислоти масою 200 г з масовою часткою розчиненої речовини 9 %, щоб приготувати розчин з масовою часткою кислоти 6 %?
  • 135. Харчова сода масою 4,2 г була «погашена» етановою кислотою. Який об'єм вуглекислого газу виділився (н. у.)?
  • 136*. Водень, що утворився внаслідок повної взаємодії цинку з розчином етанової кислоти масою 600 г, без залишку прореагував з киснем об'ємом 22,4 л (н. у.). Обчисліть масову частку кислоти в розчині.