Шпаргалка по "Химии"

Мыла, соли высших жирных кислот (см. Карбоновые кислоты). В производстве и быту М. (или товарными М.) называют технические смеси водорастворимых солей этих кислот, часто с добавками некоторых др. веществ, обладающие моющим действием. Основу смесей обычно составляют натриевые (реже калиевые и аммониевые) соли насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле от 12 до 18 (стеариновой, пальмитиновой, миристиновой, лауриновой и олеиновой). К М. часто относят также соли нафтеновых и смоляных кислот, а иногда и др. соединения, обладающие в растворах моющей способностью. Не растворяющиеся в воде соли жирных кислот и щёлочноземельных, а также поливалентных металлов называются «металлическими» М. Водорастворимые М. — типичные мицеллообразующие поверхностно-активные вещества. При концентрации выше определённого критического значения в мыльном растворе наряду с отдельными молекулами (ионами) растворённого вещества находятся мицеллы — коллоидные частицы, образованные скоплением молекул в крупные ассоциаты (см. также Полуколлоидные системы). Наличие мицелл и высокая поверхностная (адсорбционная) активность М. обусловливают характерные свойства мыльных растворов: способность отмывать загрязнения, пениться, смачивать гидрофобные поверхности, эмульгировать масла и др.

 

. Амины.

Амины- органические соединении, которые можно рассматривать как производные аммиака, в котором атомы водорода (один, два или три) замещены на углеводородные радикалы.

Амины делятся на первичные — R-NH2;, вторичные - R-NH-R', третичные - R-N(R')-R". Четвертичные соли [R4N]+xr - органич аналоги аммониевых солей

В зависимости от природы радикала амины могут  быть алифатическими (предельными и  непредельными), алициклическими, ароматическими, гетероциклическими. Общая формула предельных алифатических аминов Сn2n+3N

Номенклатура. Названия аминов производят чаще всего по принципам рациональной номенклатуры,от названий соответствующих углеводородов, добавляя к ним приставку амино- или окончание -амин: СН₃-NН₂ - метиламин, C₆H₅-NH₂ - фениламин, (CH₃)₂NH - диметиламин, C₆H₅-NH-CH₃ - метилфениламин, (СНз)зМ - триметиламин.

Изомерия. 1. Изомерия углеродного скелета (начиная с бутиламина). 2 Изомерия положения аминогруппы (начиная с пропиламина).

Физические  свойства. Метиламин, диметиламин и триметиламин - газы, средние члены алифатического ряда - жидкости, высшие - твердые вещества. Низшие амины имеют резкий запах.

Получение. 1 Нагревание алкилгалогенидов с NНз под давлением дает смесь солей первичных, вторичных и третичных аминов и четвертичной соли

СН₃Сl + NH₃ => CH₃NH₂ + HCI => (CH₃NH₃)CI СН₃Сl + CH₃NH₂ =>(CH₃)₂NH + HCI => [(СН₃)2NН₂]Сl, CH₃CI + (CH3)2NH=> (CH₃)₃N + HCI -> [(СН₃)3NН]Сl.

CH₃CI + (CH₃)₃N -+ [(CH₃)₄N]CI Соли аминов дегидрогалогенируются при действии щелочей: [CH₃NH₃)CI + NaOH =>CH₃NH₂ + NaCI + H₂O

2. Ароматические амины получают восстановлением нитросоединений:

C6H₅NO₂ + 6{Н] => C6H₅NH₂ + 2H2O.

Для восстановления можно использовать цинк в кислой среде или алюминий в щелочной среде.

основными свойствами, причем алифатические амины являются более сильными основаниями, чек аммиак, а ароматические - более слабыми. Этс объясняется тем, что радикалы СНз-, C₂H₅- увели чивают электронную плотность на атоме азота, а фенильный радикал C₆H₅- уменьшает ее.

Щелочная реакция  растворов аминов объясняется образованием гидроксильных ионов при взаимодействии аминов с водой:

R-NH₂ + H₂O s* [R-NH₃]* + ОН"

Амины в чистом виде или в растворах взаимодействуют с кислотами, образуя соли:

CH₃NH₂ + H₂SO4=>[CH₃NH₃]HSO₄,

C6H₅NH₂ + HCI => [C6H5NH3]CI.

Соли  аминов - твердые вещества, хорошо растворимые в воде и плохо растворимые в неполярных органических растворителях. При действии на соли аминов щелочей происходит их разложение с выделением свободных аминов.

[CH₃NH₃]CI + NaOH -> CH₃NH₂ + NaCI + H₂O 2. Горение. Амины сгорают в кислороде, образуя азот, углекислый газ и воду:

4C₂H₅NH₂ +15O2 = 8СО₂ + 2N₂ + 14H2O.

3. Реакции с азотистой кислотой, а) Первичные алифатические амины при действии азотистой кислоты превращаются в спирты. R-NH₂ + NaNO₂ + HCI = R-OH + N₂ + NaCI + H₂O.

б) Первичные ароматические амины при действии HNO₂ превращаются в соли диазония:

C6H₅NH₂ + NaN0₂ + 2HCI => [C6H5-NЕN]*Cl + NaCI + 2H₂O

в) Вторичные амины (алифатические и ароматические) дают нитрозосоединения:

R₂NH + NaNO2 + HCI => R₂N-N=O + NaCI + H2О.

Анилин  C6H5NH₂ - важнейший из ароматических аминов. Он представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, малорастворимую в воде. Для качественного обнаружения анилина используют его реакцию с бромной водой, в результате которой выпадает белый осадок 2,4,6-триброманилина.

Полиамидные смолы. Полимеры этого типа являются синтетическими  аналогами  белков.  В  их  цепях  имеются  такие  же,  как в  белках,  многократно  повторяющиеся  амидные  —СО—NH— группы. В цепях молекул белков они разделены звеном из одного 1 С-атома,  в  синтетических  полиамидах — цепочкой   из  четырех   и более С-атомов.  Волокна, полученные  из синтетических смол, —■ капрон, энант и анид — по некоторым свойствам значительно превосходят натуральный  шелк.  В  текстильной  промышленности  из них вырабатывают красивые прочные ткани и трикотаж. В технике используют изготовленные из капрона или анида веревки, канаты, отличающиеся   высокой   прочностью;   эти   полимеры   применяют также в качестве основы  автомобильных шин, для изготовления сетей, различных технических тканей.

Капрон  является поликонденсатом  аминокапроновой кислоты, содержащей цепь из шести атомов углерода:

Энант — поликонденсат аминоэнантовой кислоты, содержащей цепь из семи атомов углерода.

Анид (найлон или перлон) получается поликонденсацией двухосновной адипиновой кислоты НООС—(СН₂)₄—СООН и гексаме-тилендиамина NH₂—(СН₂)_б—NH₂. Строение цепи анида можно выразить формулой:

 

Спирты.

Спиртами, или алкоголятами, называют производные углеводородов, в молекулах которых один или  несколько атомов водорода замещены на соответствующее число гидроксильных  групп –ОН. Спирты бывают предельными  и непредельными. Это зависит  от характера радикала, связанного с гидроксильной группой:

Н₃С-СН₂-СН₂-ОН         Н₂С=СН-СН₂-ОН

пропиловый спирт                        аллиловый спирт

(предельный)                                  (непредельный)

от числа гидроксильных  групп, входящих в состав молекулы спирта, зависит его атомность. Спирты бывают одноатомные (I), двухатомные (II), трехатомные (III) и многоатомные (VI):

СН₃-СН₂-ОН                      НОСН₂-СН₂ОН

этиловый спирт                                   этиленгликоль

             I                                                          II

НОСН₂-СН(ОН)-СН₂ОН  НОСН₂-(СНОН)₄-СН₂ОН

          глицерин                                          гексит

               III                                                     IV

ОДНОАТОМНЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ СПИРТЫ (АЛКАНОЛЫ)

Строение. Изучение спиртов лучше начать с рассмотрения предельных одноатомных спиртов, имеющих общую формулу СnН_2n+1ОН или R-OH. В зависимости от характера углеродного атома (первичный, вторичный или третичный), с которым связана гидроксильная группа, спирты могут быть первичными (I), вторичными (II) или третичными (III):

                                                    

СН3-СН2-СН2-ОН          

пропиловый спирт             изопропиловый спирт

             I                                           II 
 
 

 трет-бугшовый спирт

                 III                                                                             

Одновалентная спиртовая  группа –СН₂ОН называется первичной,двухвалентная >СН-ОН — вторичной и трехвалентная ->С-ОН -третичной. Строение молекулы спирта можно представить структурной (I) или электронной (II) формулами. Для метилового спирта (метанола) они имеют вид:

Смотри стр.144 Артеменко 
 
 
 

Атом кислорода  в гидроксильной группе, обладая  значительной электроотрицательностью, оттягивает электронную плотность связи О-Н в свою сторону. Поэтому такая связь становится частично поляризованной: на атоме кислорода появляется частичный отрицательный, а на атоме водорода — частичный положительный заряды:

Смотри стр.145 Артеменко 
 

Эта поляризация  может меняться в зависимости  от свойств радикалов, связанных  с гидроксилом. Так, обычные алкильные  радикалы, обладая донорными свойствами, понижают поляризацию связи О-Н. В результате подвижность атома водорода гидроксильнои группы в молекуле спирта несколько меньше, чем в воде. Однако в ряду одноатомных предельных спиртов более «кислым» является метиловый спирт. Еще более слабо выражена кислотность у вторичных и особенно у третичных спиртов (за счет влияния трех радикалов):

Смотри стр.145 Артеменко 
 

Т.о, по снижению поляризации связи О-Н спирты можно расположить в такой ряд: СН₃ОН ) первичные ) вторичные ) третичные. Однако если ввести в спиртовый радикал атомы или группы, обладающие электроноакцепторными свойствами, то кислотные свойства спиртов усиливаются.

Номенклатура и  изомерия

Номенклатура. Названия простых спиртов обычно производят от названий радикалов, с которыми связана  гидроксильная группа:

Смотри стр.145 Артеменко 

По систематической  номенклатуре одноатомные предельные спирты называют по названию соответствующего алкана с добавлением суф фикса -ол. Главную цепь нумеруют с того конца, к которому ближе расположена гидроксильная группа:

Смотри стр.146 Артеменко 
 

Иногда спирты рассматривают  как производные простейшего  спирта — метилового СН3ОН, который  иногда называют карбинолом:

Смотри стр.146 Артеменко 
 

Изомерия. Изомерия спиртов зависит от строения углеродной цепи и положения в ней гидроксильной  группы. Если у первых двух членов гомологического  ряда одноатомных предельных спиртов  — метилового и этилового — изомеры отсутствуют, то для следующего гомолога с формулой С₃Н₇ОН существуют два изомера:

Смотри стр.146 Артеменко 
 

Спирт с молекулярной формулой С₄Н₉ОН имеет четыре изомера, которые отличаются друг от друга не только различным расположением гидроксильной группы в углеродной цепи, но и строением:

Смотри стр.146 Артеменко 
 

Получение. Предельные одноатомные спирты получают следующими способами.

1. Гидратацией (присоединением  воды к алкенам). Реакцию проводят в присутствии катализаторов. Если использовать в качестве катализатора серную кислоту (сернокислотная гидратация), реакция идет в две стадии

Смотри стр.147 Артеменко 
 

При получении этилового  спирта этот метод вытеснил сернокислотную гидратацию. Гидратация алкенов имеет важное промышленное значение. Она позволяет получать спирты из доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилена можно получить 1,4 т этилового спирта. Впервые в нашей стране этот спирт начали получать гидратацией этилена с 1952г.

2.Гидролизом моногалогенопроизводных. Реакцию проводят, нагревая галогеналкилы с водой или водным раствором щелочей