Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
2018-01-14 | 3110 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель: сформировать знания о кислотности и основности органических соединений, обусловливающие их физико-химические и биологические свойства, формировать умения определять кислотность и основность в зависимости от различных факторов.
Вопросы для обсуждения:
1. Кислотность и основность по Бренстеду-Лоури.
2. Кислоты Бренстеда и общие закономерности зависимости их силы от их строения природа атома в кислотном центре, стабилизация аниона за счет сопряжения, эффект сольватации).
3. Основания Бренстеда и общие закономерности зависимости их силы от их строения (природа атома в кислотном центре, стабилизация аниона за счет сопряжения, эффект сольватации).
4. Слабые кислоты и основания в биологических системах.
5. Кислоты и основания Льюиса.
Материалы и примеры для самостоятельного изучения
Пример 1. Расположите следующие кислоты Брёнстеда – этанол, бутанол, глицерин, фенол, уксусная кислота – в порядке убывания их кислотности в водном растворе.
Решение. В данной задаче предлагается сравнить кислотность трех классов органических соединений: спиртов, фенолов, карбоновых кислот. Данные соединения являются ОН-кислотами:
Значит, основными факторами, определяющим стабильность аниона, являются – влияние заместителя и влияние растворителя. Для сравнительной оценки кислотности предложенных соединений следует рассмотреть стабильность соответствующих анионов.
Фенолы являются более сильными кислотами по сравнению с алифатическими спиртами из-за большей стабильности феноксид-иона, в котором отрицательный заряд делокализуется с участием атомов углерода бензольного кольца (р, -сопряжения).
|
Карбоновые кислоты являются более сильными кислотами по сравнению с фенолами за счет стабилизации карбоксилат-иона, в котором отрицательный заряд за счет р, -сопряжения распределен поровну между двумя атомами кислорода:
Сравним силу кислотных свойств в ряду различных спиртов, основываясь на стабильности соответствующих анионов:
Глицерин является более сильной кислотой по сравнению с этанолом, так как глицерат-ион является более стабильным, чем этоксид-ион, за счет наличия в глицерине двух электроноакцепторных гидроксильных групп (– I -эффект), которые способствуют делокализации отрицательного заряда.
Этанол является более сильной кислотой, чем бутанол, так как небольшой по размеру этоксид-ион лучше сольватирован по сравнению с бутоксид-ионом:
Спирты, как слабые кислоты, не реагируют с гидроксидами металлов. Однако спирты способны реагировать со щелочными металлами:
Фенолы в целом более сильные кислоты, чем спирты, реагируют со щелочами:
Карбоновые кислоты обладают более сильными кислотными свойствами, чем спирты и фенолы. Они могут взаимодействовать не только с гидроксидами металлов, но и с солями слабых кислот:
Кислотные свойства предложенных соединений возрастают в следующем порядке: уксусная кислота > фенол > глицерин > этанол > бутанол
Пример 2. Расположите следующие основания Брёнстеда – метиламин, диметиламин, анилин, п-аминофенол – в порядке убывания их основности.
Решение. Приведем структуры сравниваемых оснований:
Предложенные соединения можно разделить на две группы: алифатические амины (метиламин и диметиламин) и ароматические амины (анилин и п -аминофенол).
Ароматические амины более слабые основания, чем алифатические амины. Низкая основность ароматических аминов объясняется тем, что неподеленная пара электронов атома азота вступает в сопряжение с -электронным облаком бензольного кольца.
В результате этого неподеленная пара электронов делокализуется, и поэтому снижается ее способность связывать протон. Таким образом, амины алифатического ряда в целом обладают сильными основными свойствами. Электронная плотность на атоме азота у алифатических аминов локализована за счет электронодонорных свойств углеводородных радикалов.
|
В молекуле диметиламина +I-эффект двух метильных радикалов выше, чем у метиламина, поэтому диметиламин более сильное основание, чем метиламин.
Сравним основность двух ароматических аминов: анилина и п -аминофенола. Заместители в ароматическом кольце влияют на основность аминов. В п -аминофеноле гидроксильная группа является электронодонорным заместителем. Электронодонорный заместитель препятствует делокализации неподеленной пары электронов атома азота и повышает основность анилина.
При взаимодействии с кислотами амины превращаются в аммониевые соли:
п -Аминофенол обладает одновременно и кислотными, и основными свойствами, т.е. является амфотерным соединением.
Основность рассматриваемых соединений уменьшается в ряду:
Задачи для самостоятельного решения
Задача 11.1. Расположите следующие соединения в порядке убывания их кислотности в водном растворе: а) этанол, пропанол-1, этиленгликоль (этандиол-1,2); б) уксусная, хлороуксусная, пропановая кислоты. Напишите уравнение реакции солеобразования для наиболее сильной кислоты.
Задача 11.2. Качественно сравните кислотность фенола и п -метилфенола (п -крезола), используемых в качестве дезинфицирующих средств.
Задача 11.3. Объясните, почему в водном растворе уксусная кислота (p Ka=
4,76) более кислое соединение, чем фенол (p Ka= 9,98)?
Задача 11.4. Расположите следующие кислоты Брёнстеда – этанол, этиламин, этантиол – в порядке убывания их кислотности.
Задача 11.5. Сравните кислотность этантиола, 2-метилпропантиола-1, этанола, основываясь на стабильности соответствующих анионов. Напишите уравнение реакции образования натриевой соли для наиболее сильной кислоты.
Задача 11.6. В качестве первого антидота при отравлениях соединениями мышьяка был предложен 2,3-димеркаптопропанол. Какие кислотные центры в его молекуле будут преимущественно участвовать в образовании солей с мышьяком?
Задача 11.7. Укажите кислотные центры в молекуле меркамина (2-аминоэтантиола, радиозащитный препарат) и качественно сравните их кислотность.
|
Задача 11.8. Расположите следующие основания Брёнстеда – метиламин, метанол, метантиол – в порядке убывания их основности в водном растворе.
Задача 11.9. Сравните основность следующих соединений в водном растворе:
а) анилина и п -аминобензойной кислоты;
б) анилина и этиламина;
в) метиламина и диметиламина;
г) анилина и п -нитроанилина;
д) диэтилового эфира и фенетола (этоксибензола).
Напишите уравнения реакции солеобразования наиболее сильного
основания.
Литература для самостоятельной работы
1. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620с. (С. 138-156)
2. Органическая химия (в вопросах и ответах) / Под ред. Б. А. Ивина и Л. Б. Пиотровского. — СПб.: Наука, 2002. — 510 с. (С. 118-137)
|
|
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!