Робота 3. Розкладання карбонату натрію ацетатною кислотою

Карбонати – солі карбонатної кислоти, однієї з найслабших мінеральних кислот. Ацетатна кислота належить до найсильніших карбонових кислот (після форміатної). Ацетатна кислота за своїми кислотними властивостями слабша від хлоридної, нітратної та сульфатної кислот.

Хід роботи. У пробірку поміщають 2–3 мл 3–5 % розчину карбонату натрію. Після цього додають кілька крапель 50 % розчину ацетатної кислоти. Виділяється вуглекислий газ у вигляді бульбашок.

Хімізм. Під впливом ацетатної кислоти відбувається розкладання мінеральної солі:

Na₂C0₃ + 2СН₃СООН–› 2CH₃COONa + C0₂ + Н₂0

Робота 4. Добування метанової (форміатної) кислоти з хлороформу

Метанова (форміатна, мурашина) кислота – найсильніша карбонова кислота, має одночасно властивості альдегідів і карбонових кислот. Вперше була виділена з мурашок, згодом виявлена у складі тканин кропиви, бджолиної отрути (апітоксину), сечі та поту. Форміатна кислота – рідина з різким запахом, кипить при 100,8 °С, її густина становить 1,2201, К = 1,77 • 10^-4. Вона добре розчиняється у воді, етанолі, діетиловому етери. При потраплянні на шкіру та слизові оболонки спричинює опіки.

Метанову (форміатну) кислоту найчастіше добувають синтетично. Так, у промисловості її добувають з її натрієвої солі, діючи на неї сульфатною кислотою. Для добування натрієвої солі беруть вологий розплавлений гідроксид натрію та пропускають крізь нього оксид карбону (II) при температурі 125 – 150 °С і тиску 0,5–1,0 МПа. В умовах лабораторії форміатну кислоту найчастіше добувають з хлороформу.

Метанова кислота – цінна сировина для органічного синтезу (з неї добувають різні естери, метанол тощо), протрава для фарбування тканин, речовина, що сприяє відмиванню вапна при обробці шкур, засіб дезінфекції тари для фруктових соків, пива і вина, консервант при силосуванні зелених кормів, лікарський засіб для лікування варіатозу бджіл тощо.

Хід роботи. У пробірку наливають 1–2 мл хлороформу і додають 2–3 мл 10 % розчину їдкого натру, ретельно збовтують і нагрівають. Утворюється метанова (форміатна) кислота. Вона взаємодіє з лугом з утворенням форміату натрію.

Хімізм. Реакції відбуваються за такою схемою:

Робота 5. Розкладання метанової (мурашиної) кислоти

Метанова (мурашина) кислота, на відміну від інших насичених одноосновних карбонових кислот, легко вступає в реакцію окиснення атомарним оксигеном, що зумовлює утворення вуглекислого газу й води. Окиснення мурашиної кислоти відбувається завдяки наявності у складі її молекули альдегідної групи. Вона як типовий альдегід може вступати в реакцію «срібного дзеркала», взаємодіяти з фуксинсульфітною кислотою, аміаком, пентахлоридом фосфору, фенілгідразином тощо.

Хід роботи. До добутої в попередній роботі суміші метанової кислоти та її натрієвої солі додають 1–2 мл розчину сульфатної кислоти у воді (1:5) і 1–2 мл насиченого розчину перманганату калію. Пробірку закривають газовідвідною трубкою з пробкою і нагрівають. Кінець газовідвідної трубки вміщують у пробірку з розчином гідроксиду барію. З'являється білий осад карбонату барію, як при відкритті карбону.

Хімізм. Спочатку метанова кислота окислюється з утворенням вуглекислого газу:

Потім вуглекислий газ взаємодіє з гідроксидом барію з утворенням осаду карбонату барію:

Робота 6. Добування вищих жирних кислот з їхніх солей

Вищі жирні кислоти (ВЖК) – натуральні (природні) та синтетичні карбонові кислоти аліфатичного ряду з кількістю атомів карбону в молекулах не менше ніж 6. Натуральні ВЖК - переважно одноосновні насичені кислоти з парною кількістю атомів карбону в молекулі. Ненасичені кислоти мають у радикалі подвійні (подвійний), рідше – потрійні (потрійний) зв'язки. Крім групи –СООН у молекулах можуть міститися інші функціональні групи, наприклад –ОН. Входять до складу тваринних жирів і рослинних олій у вигляді єстерів гліцеридів та природних восків – естерів вищих жирних спиртів (ВЖС). Найпоширеніші кислоти з 10–22 атомами карбону в молекулі, особливо гексадеканова (пальмітинова) С₁₅Н₃₁СООН і октадеканова (стеаринова) С₁₇Н₃₅СООН. Суміш пальмітинової та стеаринової кислот являє собою стеарин.

У складі природних жирів і рослинних олій містяться у вигляді гліцеридів також ненасичені ВЖК. Найпоширеніші з них – олеїнова С₁₇Н₃₃СООН, лінолева С₁₇Н₃₁СООН і ліноленова С₁₇Н₂₉СООН кислоти. Їх добувають ферментативним (ліпазним) гідролізом жирів, омиленням розчинами гідроксидів металів І групи періодичної таблиці Д. І. Менделєєва з послідовним розкладанням утворених солей (мил) водними розчинами сульфатної або хлоридної кислоти.

Синтетичні ВЖК добувають переважно з нафтопродуктів. Вони в основному є сумішшю насичених з парною і непарною кількістю атомів карбону кислот нормального та ізомерного характеру. ВЖК використовують для добування мил і мастил. Насичені ВЖК – переважно тверді речовини, з великою молекулярною масою, мають високе кислотне число (наприклад, С₁₇….С₂₀ – 195...210), помірну температуру плавлення (наприклад, пальмітинова – 62,5...65,0 °С, стеаринова – 69,2. ..69,9 ⁰С, низьку густину (наприклад, d²⁰₄ пальмітинової - 0;8484, стеаринової - 0,8390).

Хід роботи. У пробірку поміщають 2–4 мл 1 % водного розчину мила і краплями додають 10 % водний розчин сульфатної кислоти. Натрієві солі ВЖК руйнуються і верхні шари суміші пробірки заповнюються пластівцями ВЖК. Через деякий час пластівці тверднуть і перетворюються на суцільний шар.

Хімізм. Тверде мило, яке є натрієвими солями стеаринової
та пальмітинової кислот, під дією сульфатної кислоти розкладаються на відповідні ВЖК:

2C₁₇H₃₅COONa + H₂S0₄ –› 2C₁₇H₃₅COOH + Na₂S0₄.

Стеарин натрію Стеаринова кислота