Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом калия


Химические свойства карбоновых кислот | CHEMEGE.RU

 

Карбоновые кислоты – это вещества, в молекулах которых содержится одна или несколько карбоксильных групп СООН.

Общая формула предельных одноосновных карбоновых кислот: СnH2nO2

Строение, изомерия и гомологический ряд карбоновых кислот

Химические свойства карбоновых кислот

Способы получения карбоновых кислот

 

 

 

.

Для карбоновых кислот характерны следующие свойства:
  • кислотные свойства, замещение водорода на металл;
  • замещение группы ОН
  • замещение атома водорода в алкильном радикале
  • образование сложных эфиров — этерификация


1. Кислотные свойства

Кислотные свойства карбоновых кислот возникают из-за смещения электронной плотности к карбонильному атому кислорода и вызванной этим дополнительной (по сравнению со спиртами и фенолами) поляризацией связи О–Н.

Карбоновые кислоты – кислоты средней силы.

В водном растворе карбоновые кислоты частично диссоциируют на ионы:  

R–COOH R-COO + H+

 

1.1. Взаимодействие с основаниями 

Карбоновые кислоты реагируют с большинством оснований. При взаимодействии карбоновых кислот с основаниями образуются соли карбоновых кислот и вода.

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Карбоновые кислоты реагируют с щелочами, амфотерными гидроксидами, водным раствором аммиака и нерастворимыми основаниями. 

 

Например, уксусная кислота растворяет осадок гидроксида меди (II)

Видеоопыт взаимодействия уксусной кислоты с гидроксидом натрия можно посмотреть здесь.

 

Например, уксусная кислота реагирует с водным раствором аммиака с образованием ацетата аммония

CH3COOH + NH3 = CH3COONH4

 

1.2. Взаимодействие с металлами

Карбоновые кислоты реагируют с активными металлами. При взаимодействии карбоновых кислот с металлами образуются соли карбоновых кислот и водород.

 

Например, уксусная кислота взаимодействует с кальцием с образованием ацетата кальция и водорода.

Видеоопыт взаимодействия уксусной кислоты с магнием и цинком можно посмотреть здесь.

 

1.3. Взаимодействие с основными оксидами

 

Карбоновые кислоты реагируют с основными оксидами с образованием солей карбоновых кислот и воды.

Например, уксусная кислота взаимодействует с оксидом бария с образованием ацетата бария и воды.

 

Например, уксусная кислота реагирует с оксидом меди (II)

2СН3СООН  + CuO  = H2О  +  ( CH3COO)2 Cu

Видеоопыт взаимодействия уксусной кислоты с оксидом меди (II) можно посмотреть здесь.

 

1.4. Взаимодействие с с солями более слабых и летучих (или нерастворимых) кислот

Карбоновые кислоты реагируют с солями более слабых, нерастворимых и летучих кислот. 

 

Например, уксусная кислота растворяет карбонат кальция

Качественная реакция на карбоновые кислоты: взаимодействие с содой (гидрокарбонатом натрия) или другими гидрокарбонатами. В результате наблюдается выделение углекислого газа

 

2. Реакции замещения группы ОН

 

Для карбоновых кислот характерны реакции нуклеофильного замещения группы ОН с образованием функциональных производных карбоновых кислот: сложных эфиров, амидов, ангидридов и галогенангидридов.

2.1. Образование галогенангидридов

Под действием галогенагидридов минеральных кислот-гидроксидов (пента- или трихлорид фосфора) происходит замещение группы ОН на галоген.

Например, уксусная кислота реагирует с пентахлоридом фосфора с образованием хлорангидрида уксусной кислоты

 

2.2. Взаимодействие с аммиаком

При взаимодействии аммиака с карбоновыми кислотами образуются соли аммония:

При нагревании карбоновые соли аммония разлагаются на амид и воду:

 

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Карбоновые кислоты вступают в реакции с одноатомными и многоатомными спиртами с образованием сложных эфиров.

Например, этанол реагирует с уксусной кислотой с образованием этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты):

 

2.4. Получение ангидридов

С помощью оксида фосфора (V) можно дегидратировать (то есть отщепить воду) карбоновую кислоту – в результате образуется ангидрид карбоновой кислоты.

Например, при дегидратации уксусной кислоты под действием оксида фосфора образуется ангидрид уксусной кислоты

 

3. Замещение атома водорода при атоме углерода, ближайшем к карбоксильной группе 

 

Карбоксильная группа вызывает дополнительную поляризацию связи С–Н у соседнего с карбоксильной группой атома углерода (α-положение). Поэтому атом водорода в α-положении легче вступает в реакции замещения по углеводородному радикалу.

 

В присутствии красного фосфора карбоновые кислоты реагируют с галогенами.

 

Например, уксусная кислота реагирует с бромом в присутствии красного фосфора

 

 

4. Свойства муравьиной кислоты

Особенности свойств муравьиной кислоты обусловлены ее строением, она содержит не только карбоксильную, но и альдегидную группу и проявляет все свойства альдегидов.

 

 

4.1. Окисление аммиачным раствором оксида серебра (I) и гидроксидом меди (II)

Как и альдегиды, муравьиная кислота окисляется аммиачным раствором оксида серебра. При этом образуется осадок из металлического серебра.

При окислении муравьиной кислоты гидроксидом меди (II) образуется осадок оксида меди (I):

 

4.2. Окисление хлором, бромом и азотной кислотой

Муравьиная кислота окисляется хлором до углекислого газа.

 

4.3. Окисление перманганатом калия

Муравьиная кислота окисляется перманганатом калия до углекислого газа:

5HCOOH + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Видеоопыт взаимодействия муравьиной кислоты с перманганатом калия можно посмотреть здесь.

 

4.4. Разложение при нагревании

При нагревании под действием серной кислоты муравьиная кислота разлагается с образованием угарного газа:

 

Видеоопыт разложения муравьиной кислоты можно посмотреть здесь

 

5. Особенности бензойной кислоты 

 

5.1. Разложение при нагревании

При нагревании бензойная кислота разлагается на бензол и углекислый газ:

 

4.2. Реакции замещения в бензольном кольце

Карбоксильная группа является электроноакцепторной группой, она уменьшает электронную плотность бензольного кольца и является мета-ориентантом.

 

6. Особенности щавелевой кислоты 

6.1. Разложение при нагревании

При нагревании щавелевая кислота разлагается на угарный газ и углекислый газ:

 

6.2. Окисление перманганатом калия

Щавелевая кислота окисляется перманганатом калия до углекислого газа:

 

7. Особенности непредельных кислот (акриловой и олеиновой)

 

7.1. Реакции присоединения

Присоединение воды и бромоводорода к акриловой кислоте происходит против правила Марковникова, т.к. карбоксильная группа является электроноакцепторной:

 

 

К непредельным кислотам можно присоединять галогены и водород. Например, олеиновая кислота присоединяет водород:

 

6.2. Окисление непредельных карбоновых кислот

Непредельные кислоты обесцвечивают водный раствор перманганатов. При этом окисляется π-связь и у атомов углерода при двойной связи образуются две гидроксогруппы:

Использование, безопасность, преимущества и побочные эффекты

Бикарбонат калия (KHCO3) - это щелочной минерал, который доступен в форме добавок.

Калий - важное питательное вещество и электролит. Он содержится во многих продуктах. Фрукты и овощи, такие как бананы, картофель и шпинат, являются отличными источниками. Калий необходим для здоровья сердечно-сосудистой системы, укрепления костей и работы мышц. Он поддерживает способность мышц сокращаться. Это делает его важным для поддержания сильного, регулярного сердцебиения и здоровья пищеварительной системы.Калий также может помочь противостоять негативным последствиям слишком кислой диеты.

Аномально низкий уровень этого минерала может привести к:

  • мышечной слабости и судорогам
  • нерегулярному сердцебиению
  • желудочному расстройству
  • низкой энергии

Добавки бикарбоната калия могут помочь противодействовать этим эффектам.

Помимо потенциальной пользы для здоровья, бикарбонат калия имеет ряд немедицинских применений. Например, он:

  • работает как разрыхлитель, помогая тесту подняться
  • смягчает газировку в содовой воде
  • снижает содержание кислоты в вине, чтобы улучшить вкус
  • нейтрализует кислоту в почве, способствуя росту урожая
  • улучшает вкус бутилированной воды
  • используется как антипирен для борьбы с огнем
  • используется как фунгицид для уничтожения грибка и плесени

U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) признает бикарбонат калия безопасным веществом при правильном использовании. FDA ограничивает безрецептурные добавки калия 100 миллиграммами на дозу. FDA также указывает, что нет данных о долгосрочных исследованиях, которые показывают, что это вещество опасно.

Бикарбонат калия классифицируется как вещество категории C. Это означает, что он не рекомендуется беременным женщинам или женщинам, планирующим беременность. В настоящее время неизвестно, может ли бикарбонат калия проникать в грудное молоко или может нанести вред кормящемуся ребенку.Если вы беременны или кормите грудью, обязательно обсудите использование этой добавки со своим врачом.

Если вы не получаете достаточного количества калия с пищей, ваш врач может порекомендовать добавки с бикарбонатом калия. Медицинские преимущества включают:

Улучшает здоровье сердца

Одно исследование показало, что добавление бикарбоната калия в ваш рацион снижает кровяное давление и приносит пользу сердечно-сосудистой системе у людей, которые уже сидят на диете с высоким содержанием калия и низким содержанием соли. Участники исследования, принимавшие бикарбонат калия, показали значительное улучшение в нескольких областях, включая функцию эндотелия.Эндотелий (внутренняя оболочка кровеносных сосудов) важен для кровотока к сердцу и от него. Калий также может помочь снизить риск инсульта.

Укрепляет кости

То же исследование показало, что бикарбонат калия снижает потерю кальция, что делает его полезным для прочности и плотности костей. Другое исследование показало, что бикарбонат калия способствует усвоению кальция у пожилых людей. Это также снижает воздействие слишком высоких уровней кислоты в крови, защищая опорно-двигательный аппарат от повреждений.

Растворяет камни в почках, образованные избытком мочевой кислоты.

Камни мочевой кислоты могут образовываться у людей, которые придерживаются диеты с высоким содержанием пуринов. Пурины - это природное химическое соединение. Пурины могут производить больше мочевой кислоты, чем могут переработать почки, вызывая образование камней в почках из мочевой кислоты. Калий имеет очень щелочную природу, что делает его полезным для нейтрализации избытка кислоты. В отчете о клиническом случае было показано, что приема щелочных добавок, таких как бикарбонат калия, в дополнение к диетическим изменениям и приему минеральной воды было достаточно для снижения уровня мочевой кислоты и растворения мочевых кислотных камней в почках.Это устранило необходимость в хирургическом вмешательстве.

Снижает дефицит калия

Недостаток калия (гипокалиемия) может быть результатом чрезмерной или продолжительной рвоты, диареи и состояний, поражающих кишечник, таких как болезнь Крона и язвенный колит. Ваш врач может порекомендовать добавки бикарбоната калия, если у вас слишком низкий уровень калия.

Слишком много калия в организме (гиперкалиемия) может быть так же опасно, как и его недостаток. Это может даже привести к смерти.Перед приемом пищевых добавок важно обсудить с врачом ваши конкретные медицинские потребности.

Слишком большое количество калия может вызвать:

Помимо беременных и кормящих женщин, людям с определенными заболеваниями не следует принимать эту добавку. Другим может потребоваться более низкая доза в зависимости от рекомендаций врача. Эти условия включают:

Бикарбонат калия может мешать или взаимодействовать с некоторыми лекарствами, некоторые из которых влияют на уровень калия. К ним относятся:

Калий также может быть добавлен в определенные продукты, такие как заменители без соли или с низким содержанием соли.Во избежание гиперкалиемии обязательно читайте все этикетки. Избегайте продуктов с высоким содержанием калия, если вы принимаете добавки с бикарбонатом калия.

Бикарбонат калия продается без рецепта. Однако не рекомендуется использовать его без рецепта или одобрения врача.

Добавки с бикарбонатом калия могут быть полезны для здоровья некоторых людей. Некоторым людям, например людям с заболеванием почек, нельзя принимать бикарбонат калия.Перед использованием этой добавки важно обсудить с врачом ваши конкретные медицинские потребности и условия. Несмотря на то, что бикарбонат калия легко доступен как безрецептурный продукт, лучше использовать его только в соответствии с рекомендациями врача.

.

Какие продукты образуются при взаимодействии карбоната кальция и уксусной кислоты?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • Наука об окружающей среде
  • Органическая химия
  • Физика
Математика
  • Алгебра
  • Исчисление
.

Карбонат калия - CreationWiki, энциклопедия науки о сотворении

Карбонат калия , обычно называемый поташом или перламутром, представляет собой химическое соединение, также известное как K 2 CO 3 . Это вещество, образующее крепкий водный раствор. В 1742 году Антонио Кампанелла открыл карбонат калия и обнаружил, что он является основным компонентом поташа. Перлаш образуется, когда поташ нагревается в печи для удаления примесей. До того, как в конце 18 века был открыт разрыхлитель, перлаш использовался для выпечки хлеба.Карбонат калия используется во многих различных функциях. Они не имеют запаха и также известны как поташ или жемчужная зола. [1]

Недвижимость

Карбонат калия имеет белый цвет, может быть порошкообразным или иметь кристаллическую структуру и не имеет запаха. Карбонат калия легко впитывает воду из воздуха и растворяется в воде. Они могут быть образованы с другими соединениями, а также могут быть изготовлены для других целей. Карбонат калия растворим в воде, но не растворим в этиловом спирте. [2] Карбонат калия извлекается из воды в калий (K + ) и карбонат-ионы (CO 3 2- ). Растворение / диссоциация в воде выделяет тепло также, когда карбонат калия добавляется в воду, происходит эффективная реакция. Когда вещество разлагается при высокой температуре, давление паров вещества очень низкое, и точку плавления невозможно определить.

Синтез / вхождения

Карбонат калия в США производится в основном из хлорида калия.Хлорид калия распадается на гидроксид калия при электролизе. Когда он превращается в гидроксид калия, он образует карбонат калия. Бикарбонат калия может быть образован из гидроксида калия. Способы производства поташа - обычное название промышленной соли, содержащей калий в водной форме, - это заливание водой золы растений в горшке. Процесс Энгеля-Прехта - еще один метод образования карбоната калия. Его получают путем смешивания карбоната магния или оксида магния с диоксидом углерода.При атмосферном давлении ниже 30 и при двойном солеобразовании может образовывать карбонат калия. Калий образуется при испарении. Но в наши дни он больше не используется. В США было первым химическим веществом, которое было экспортировано. Калий был рано обнаружен одним из колонистов Америки. [3]

использует

Использование карбоната калия

Важные области применения калия

Удобрения

Важным применением калийных удобрений является их способность производить удобрения.Растениям необходим калий для роста их содержания в фосфоре и азоте. Для удобрения растений используется 95% калийных удобрений. Значительно изменился рост сельскохозяйственных культур за счет использования калийных удобрений. Во-первых, во фруктах и ​​овощах вкус был усилен. Во-вторых, у него была лучшая сопротивляемость болезням, вредителям и сорнякам. В-третьих, он лучше зарезервировал воду. В-четвертых, это помогло укрепить стебли и корни. В-пятых, он лучше защищал от засухи и других климатических условий.

Промышленная химия

Для производства различных химических соединений также используется калий. Калий используется как отличный материал для изготовления мыла. Мыло с карбонатом натрия менее мягкое, чем эти мыла.

производство специального стекла

Еще одно важное применение поташа - производство специального стекла, такого как оптические линзы, телевизионные экраны и электронно-лучевые трубки. Помимо этого, поташ используется в производстве печатных красок и пигментов, для окрашивания и стирки шерсти, глазури керамики и пищевых продуктов, включая шоколад, и в металлургической промышленности. [2]

Продукты питания

Когда карбонат калия смешивается с водой, он нагревается. Но это длится недолго. Например, травяной кисель используется в карбонате калия, который является распространенной азиатской кухней. Кроме того, обычно, когда мы печем толстый хлеб, такой как имбирный пряник, также используется карбонат калия.

В лаборатории

В качестве сушильного агента в лаборатории карбонат калия является лучшим примером для хлорида кальция и магния, но не для кислоты.Карбонат калия удаляет небольшие следы кислотных примесей для лучшей консервации. Карбонат калия также может быть образован в качестве электролита, который помогает в экспериментах по холодному синтезу. Для измерения тепла используется электролит с тяжелой водой. Перед дистилляцией карбонат калия можно также использовать для сушки кетонов, спиртов и аминов. [4]

Оценка безопасности

Оценка безопасности человека

Карбонат калия, также известный как гигроскопичное вещество, может поглощать воду из воздуха.Воздействие чистого вещества может вызвать раздражение кожи и глаз, поэтому контакт с кожей и глазами очень опасен. Карбонат натрия разлагается на составляющие ионы и не поступает в организм системно. Карбонат калия не вызывает системной токсичности ни в каких органах, включая репродуктивную систему. Кроме того, карбонат калия не является канцерогенным или генотоксичным.

Оценка экологической безопасности

Карбонат калия малоопасен для окружающей среды.Обычно он находится в окружающей среде. Следовательно, само по себе вещество не окажет большого воздействия. Карбонат-иона не бывает в значительной степени, но это приводит к повышению pH воды. Однако следует проверять pH сточных вод, чтобы убедиться, что он не слишком высок. [1]

Видео

Синтез карбоната калия

Список литературы

.

Оксикислота | химическое соединение | Британника

Азотная кислота, HNO 3 , была известна алхимикам 8 века как «аква фортис» (крепкая вода). Он образуется в результате реакции пятиокиси азота (N 2 O 5 ) и двуокиси азота (NO 2 ) с водой. Небольшие количества азотной кислоты обнаруживаются в атмосфере после грозы, а ее соли, называемые нитратами, широко распространены в природе. Огромные месторождения нитрата натрия, NaNO 3 , также известного как чилийская селитра, обнаружены в пустынном регионе недалеко от границы Чили и Перу.Эти отложения могут иметь ширину 3 км (2 мили), длину 300 км (200 миль) и толщину до 2 метров (7 футов). Нитрат калия, KNO 3 , иногда называемый бенгальской селитрой, встречается в Индии и других странах Восточной Азии. Азотная кислота может быть получена в лаборатории путем нагревания нитратной соли, такой как упомянутые выше, с концентрированной серной кислотой; например, NaNO 3 + H 2 SO 4 + тепло → NaHSO 4 + HNO 3 . Поскольку HNO 3 кипит при 86 ° C (187 ° F), а H 2 SO 4 кипит при 338 ° C (640 ° F), а NaNO 3 и NaHSO 4 являются нелетучими солями, азотная кислота легко удаляется перегонкой.

Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

В промышленных масштабах азотная кислота производится по методу Оствальда. Этот процесс включает окисление аммиака, NH 3 , до оксида азота, NO, дальнейшее окисление NO до диоксида азота, NO 2 , а затем преобразование NO 2 в азотную кислоту (HNO 3 ) . Это поточный процесс, в котором смесь аммиака и избыточного воздуха нагревается до 600–700 ° C (от 1100 до 1300 ° F) и проходит через платино-родиевый катализатор.(Катализатор увеличивает скорость реакции, но сам по себе не расходуется на реакцию.) Когда происходит окисление до NO, эта газовая смесь буквально горит пламенем. Дополнительный воздух добавляется для окисления NO до NO 2 . NO 2 , избыток кислорода и инертный азот из воздуха пропускаются через водяную струю, где HNO 3 и NO образуются в виде непропорционального количества NO 2 . Газообразный NO рециркулирует в процессе с большим количеством воздуха, а жидкая HNO 3 отводится и концентрируется.Около 7 миллиардов кг (16 миллиардов фунтов) HNO 3 коммерчески производятся в Соединенных Штатах каждый год, при этом большая часть производится по методу Оствальда.

В чистом виде азотная кислота представляет собой бесцветную жидкость, которая кипит при 86 ° C (187 ° F) и замерзает при -42 ° C (-44 ° F). Под воздействием света или тепла он разлагается с образованием кислорода, воды и смеси оксидов азота (в основном NO 2 ). 4HNO 3 + свет (или тепло) → 4ΝΟ 2 + 2H 2 O + O 2 Следовательно, азотная кислота часто имеет желтый или коричневый цвет из-за NO 2 , который образуется при разложении.Азотная кислота стабильна в водном растворе, и 68-процентные растворы кислоты (т.е. 68 граммов HNO 3 на 100 граммов раствора) продаются как концентрированные HNO 3 . Это одновременно сильный окислитель и сильная кислота. Неметаллические элементы, такие как углерод (C), йод (I), фосфор (P) и сера (S), окисляются концентрированной HNO 3 до их оксидов или оксикислот с образованием NO 2 ; например, S + 6HNO 3 → H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O.Кроме того, многие соединения окисляются HNO 3 . Соляная кислота, водный HCl, легко окисляется концентрированной HNO 3 до хлора, Cl 2 , и диоксида хлора, ClO 2 . Царская водка («королевская вода»), смесь одной части концентрированной HNO 3 и трех частей концентрированной HCl, активно вступает в реакцию с металлами. Использование этой смеси алхимиками для растворения золота зарегистрировано еще в 13 веке.

Действие азотной кислоты на металл обычно приводит к восстановлению кислоты (т.е.е., снижение степени окисления азота). Продукты реакции определяются концентрацией HNO 3 , используемым металлом (т.е. его реакционной способностью) и температурой. В большинстве случаев образуется смесь оксидов азота, нитратов и других продуктов восстановления. Относительно инертные металлы, такие как медь (Cu), серебро (Ag) и свинец (Pb), восстанавливают концентрированную HNO 3 в основном до NO 2 . Реакция разбавленной HNO 3 с медью дает NO, тогда как более химически активные металлы, такие как цинк (Zn) и железо (Fe), реагируют с разбавленной HNO 3 с образованием N 2 O.При использовании очень разбавленной HNO 3 может образоваться газообразный азот (N 2 ) или ион аммония (NH 4 + ). Азотная кислота реагирует с белками, например белками кожи человека, с образованием желтого вещества, называемого ксантопротеином.

Нитраты, представляющие собой соли азотной кислоты, образуются при взаимодействии металлов или их оксидов, гидроксидов или карбонатов с азотной кислотой. Большинство нитратов растворимы в воде, а азотная кислота в основном используется для производства растворимых нитратов металлов.Все нитраты разлагаются при нагревании и могут привести к взрыву. Например, при нагревании нитрата калия (KNO 3 ) образуется нитрит (соединение, содержащее NO 2 - ) и выделяется газообразный кислород. 2KNO 3 + тепло → 2KNO 2 + O 2 При нагревании нитратов тяжелых металлов образуется оксид металла, как, например, в 2Cu (NO 3 ) 2 + тепло → 2CuO + 4NO 2 + O 2 . Нитрат аммония, (NH 4 ) 2 NO 3 , образует закись азота, N 2 O, и особенно опасен при нагревании или взрыве.

Азотная кислота широко используется в лабораториях и в химической промышленности как сильная кислота и как окислитель. Кислота широко используется при производстве взрывчатых веществ, красителей, пластмасс и лекарств. Нитраты ценны как удобрения. Порох представляет собой смесь нитрата калия, серы и древесного угля. Аммонал, взрывчатое вещество, представляет собой смесь нитрата аммония и алюминиевого порошка.

.

Смотрите также