कार्बोक्जिलिक एसिड: भौतिक गुण। कार्बोक्जिलिक एसिड के लवण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

लगभग सभी के घर में सिरका होता है। और ज्यादातर लोग जानते हैं कि इसका आधार एसिटिक एसिड होता है। लेकिन रासायनिक दृष्टि से यह क्या है? इस श्रेणी के अन्य कौन से कार्बनिक यौगिक मौजूद हैं और उनकी विशेषताएं क्या हैं? आइए इस मुद्दे को समझने की कोशिश करें और सीमित मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड का अध्ययन करें। इसके अलावा, न केवल रोजमर्रा की जिंदगी में, बल्कि कुछ अन्य लोगों में भी एसिटिक एसिड का उपयोग किया जाता है, और इन एसिड के डेरिवेटिव आमतौर पर हर घर में अक्सर मेहमान होते हैं।

कार्बोक्जिलिक एसिड का वर्ग: सामान्य विशेषताएं

रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, यौगिकों के इस वर्ग में ऑक्सीजन युक्त अणु शामिल होते हैं जिनमें परमाणुओं का एक विशेष समूह होता है - एक कार्बोक्सिल कार्यात्मक समूह। ऐसा लगता है -कूह। इस प्रकार, सभी संतृप्त मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड का सामान्य सूत्र है: आर-सीओओएच, जहां आर एक कट्टरपंथी कण है जिसमें कार्बन परमाणुओं की संख्या शामिल हो सकती है।

इसके अनुसार यौगिकों के इस वर्ग की परिभाषा इस प्रकार दी जा सकती है।कार्बोक्जिलिक एसिड कार्बनिक ऑक्सीजन युक्त अणु होते हैं, जिसमें एक या एक से अधिक कार्यात्मक समूह -COOH - कार्बोक्सिल समूह शामिल होते हैं।

तथ्य यह है कि ये पदार्थ विशेष रूप से एसिड से संबंधित हैं, कार्बोक्सिल में हाइड्रोजन परमाणु की गतिशीलता द्वारा समझाया गया है। इलेक्ट्रॉन घनत्व असमान रूप से वितरित किया जाता है, क्योंकि ऑक्सीजन समूह में सबसे अधिक विद्युतीय है। इससे ओ-एच आबंध अत्यधिक ध्रुवीकृत हो जाता है और हाइड्रोजन परमाणु अत्यंत सुभेद्य हो जाता है। यह आसानी से अलग हो जाता है, रासायनिक बातचीत में प्रवेश करता है। इसलिए, संबंधित संकेतकों में एसिड एक समान प्रतिक्रिया देते हैं:

• फिनोलफथेलिन - रंगहीन;
• लिटमस - लाल;
• सार्वभौम - लाल;
• मिथाइलोरेंज - लाल और अन्य।

हाइड्रोजन परमाणु के कारण, कार्बोक्जिलिक एसिड ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं। हालांकि, अन्य परमाणुओं की उपस्थिति उन्हें कई अन्य अंतःक्रियाओं में भाग लेने के लिए पुनर्प्राप्त करने की अनुमति देती है।

वर्गीकरण

कई मुख्य विशेषताएं हैं जिनके द्वारा कार्बोक्जिलिक एसिड समूहों में विभाजित किया जाता है। इनमें से पहला कट्टरपंथी की प्रकृति है। इस कारक के अनुसार, वे भेद करते हैं:

• एलीसाइक्लिक एसिड। उदाहरण: सिनकोना।
• सुगंधित। उदाहरण: बेंजोइक।
• अलिफैटिक। उदाहरण: एसिटिक, एक्रेलिक, ऑक्सालिक और अन्य।
• विषमचक्रीय। उदाहरण: निकोटीन।

अगर हम एक अणु में बंधन के बारे में बात करते हैं, तो हम एसिड के दो समूहों को भी अलग कर सकते हैं:

• सीमांत - सभी कनेक्शन केवलसिंगल;
• असीमित - डबल, सिंगल या मल्टीपल उपलब्ध।

इसके अलावा, कार्यात्मक समूहों की संख्या वर्गीकरण के संकेत के रूप में काम कर सकती है। तो, निम्नलिखित श्रेणियां प्रतिष्ठित हैं।

1. एकल-मूल - केवल एक -COOH-समूह। उदाहरण: फॉर्मिक, स्टीयरिक, ब्यूटेन, वैलेरिक और अन्य।
2. द्विक्षारकीय - क्रमशः, दो समूह -COOH। उदाहरण: ऑक्सालिक, मैलोनिक और अन्य।
3. मल्टीबेसिक - नींबू, दूध और अन्य।

आगे इस लेख में हम केवल स्निग्ध श्रृंखला के सीमित मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड पर चर्चा करेंगे।

खोज इतिहास

शराब बनाना प्राचीन काल से ही फलता-फूलता रहा है। और, जैसा कि आप जानते हैं, इसका एक उत्पाद एसिटिक एसिड है। इसलिए, यौगिकों के इस वर्ग की लोकप्रियता का इतिहास रॉबर्ट बॉयल और जोहान ग्लौबर के समय का है। हालांकि, लंबे समय तक इन अणुओं की रासायनिक प्रकृति को स्पष्ट करना संभव नहीं था।

आखिरकार, जीवों के बिना जीवों के बनने की संभावना को नकारते हुए, जीवनवादियों के विचार लंबे समय तक हावी रहे। लेकिन पहले से ही 1670 में, डी। रे पहले प्रतिनिधि - मीथेन या फॉर्मिक एसिड प्राप्त करने में कामयाब रहे। उसने एक फ्लास्क में जीवित चींटियों को गर्म करके ऐसा किया।

बाद में, वैज्ञानिकों बर्जेलियस और कोल्बे के काम ने इन यौगिकों को अकार्बनिक पदार्थों (चारकोल के आसवन द्वारा) से संश्लेषित करने की संभावना दिखाई। परिणाम एसिटिक एसिड था। इस प्रकार, कार्बोक्जिलिक एसिड (भौतिक गुण, संरचना) का अध्ययन किया गया और सभी की खोज के लिए शुरुआत की गईकई स्निग्ध यौगिकों के अन्य प्रतिनिधि।

भौतिक गुण

आज उनके सभी प्रतिनिधियों का विस्तार से अध्ययन किया गया है। उनमें से प्रत्येक के लिए, आप सभी तरह से एक विशेषता पा सकते हैं, जिसमें उद्योग में आवेदन और प्रकृति में होना शामिल है। हम देखेंगे कि कार्बोक्जिलिक एसिड क्या हैं, उनके भौतिक गुण और अन्य पैरामीटर।

तो, कई मुख्य विशेषता पैरामीटर हैं।

1. श्रृंखला में कार्बन परमाणुओं की संख्या पांच से अधिक न हो तो ये तीक्ष्ण-महक, गतिशील और वाष्पशील द्रव हैं। पाँच से ऊपर - भारी तैलीय पदार्थ, और भी अधिक - ठोस, पैराफिन जैसे।
2. पहले दो प्रतिनिधियों का घनत्व एक से अधिक है। बाकी सब पानी से हल्का है।
3. क्वथनांक: श्रृंखला जितनी बड़ी होगी, मूल्य उतना ही अधिक होगा। संरचना जितनी अधिक शाखित होती है, उतनी ही नीची होती है।
4. गलनांक: श्रृंखला में कार्बन परमाणुओं की संख्या की समता पर निर्भर करता है। किसी के पास भी यह अधिक है, विषम लोगों के पास यह कम है।
5. पानी में बहुत अच्छी तरह घुल जाता है।
6. मजबूत हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम।

ऐसी विशेषताओं को संरचना की समरूपता द्वारा समझाया गया है, और इसलिए क्रिस्टल जाली की संरचना, इसकी ताकत। सरल और अधिक संरचित अणु, कार्बोक्जिलिक एसिड जितना अधिक प्रदर्शन देते हैं। इन यौगिकों के भौतिक गुण उद्योग में इनका उपयोग करने के क्षेत्रों और तरीकों को निर्धारित करना संभव बनाते हैं।

रासायनिक गुण

जैसा कि हम ऊपर बता चुके हैं, ये अम्ल विभिन्न गुणों का प्रदर्शन कर सकते हैं। के साथ प्रतिक्रियाएंकई यौगिकों के औद्योगिक संश्लेषण के लिए उनकी भागीदारी महत्वपूर्ण है। आइए सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक गुणों को निरूपित करें जो एक मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड प्रदर्शित कर सकता है।

1. वियोजन: R-COOH=RCOO^- + H⁺।
2. अम्लीय गुणों को दर्शाता है, अर्थात यह मूल ऑक्साइडों के साथ-साथ उनके हाइड्रॉक्साइड्स के साथ परस्पर क्रिया करता है। यह मानक योजना के अनुसार साधारण धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है (अर्थात केवल उनके साथ जो वोल्टेज की एक श्रृंखला में हाइड्रोजन से पहले खड़े होते हैं)।
3. मजबूत एसिड (अकार्बनिक) के साथ एक आधार की तरह व्यवहार करता है।
4. प्राथमिक अल्कोहल को कम करने में सक्षम।
5. विशेष प्रतिक्रिया - एस्टरीफिकेशन। यह एक जटिल उत्पाद बनाने के लिए अल्कोहल के साथ बातचीत है - एक ईथर।
6. डीकार्बोक्सिलेशन की प्रतिक्रिया, यानी एक यौगिक से कार्बन डाइऑक्साइड अणु को हटाना।
7. फास्फोरस और सल्फर जैसे तत्वों के हैलाइड के साथ बातचीत करने में सक्षम।

यह स्पष्ट है कि कार्बोक्जिलिक एसिड कितने बहुमुखी हैं। भौतिक गुण, साथ ही साथ रासायनिक वाले, काफी विविध हैं। इसके अलावा, यह कहा जाना चाहिए कि, सामान्य तौर पर, एसिड के रूप में ताकत के संदर्भ में, सभी कार्बनिक अणु अपने अकार्बनिक समकक्षों की तुलना में कमजोर होते हैं। उनके पृथक्करण स्थिरांक 4, 8 से अधिक नहीं हैं।

प्राप्त करने के तरीके

ऐसे कई मुख्य तरीके हैं जिनसे संतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त किया जा सकता है।

1. प्रयोगशाला में, यह ऑक्सीकरण द्वारा किया जाता है:

• शराब;
• एल्डिहाइड;
• alkynes;
• alkylbenzenes;
• ऐल्कीनों का विनाश।

2. हाइड्रोलिसिस:

• एस्टर;
• नाइट्राइल्स;
• एमाइड्स;
• त्रिहालोऐल्केन्स।

3. डीकार्बोक्सिलेशन - एक CO अणु को हटाना ₂।

4. उद्योग में, श्रृंखला में बड़ी संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण द्वारा संश्लेषण किया जाता है। कई उप-उत्पादों के जारी होने के साथ इस प्रक्रिया को कई चरणों में पूरा किया जाता है।

5. कुछ व्यक्तिगत एसिड (फॉर्मिक, एसिटिक, ब्यूटिरिक, वैलेरिक, और अन्य) प्राकृतिक अवयवों का उपयोग करके विशिष्ट तरीकों से प्राप्त किए जाते हैं।

संतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड के मूल यौगिक: लवण

कार्बोक्सिलिक एसिड के लवण उद्योग में उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण यौगिक हैं। वे बाद के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं:

• धातु;
• बेसिक ऑक्साइड;
• एम्फोटेरिक ऑक्साइड;
• क्षार;
• एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड।

उनमें से विशेष महत्व वे हैं जो क्षार धातुओं सोडियम और पोटेशियम और उच्चतम संतृप्त एसिड - पामिटिक, स्टीयरिक के बीच बनते हैं। आखिरकार, इस तरह की बातचीत के उत्पाद साबुन, तरल और ठोस होते हैं।

साबुन

तो, अगर हम इसी तरह की प्रतिक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं: 2C₁₇H₃₅-COOH + 2Na=2C ₁₇ एच₃₅कूना + एच₂, परिणामी उत्पाद - सोडियम स्टीयरेट - अपने स्वभाव से कपड़े धोने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सामान्य कपड़े धोने का साबुन है।

यदि आप एसिड की जगहपामिटिक, और धातु से पोटेशियम तक, आपको पोटेशियम पामिटेट - हाथ धोने के लिए तरल साबुन मिलता है। इसलिए, यह निश्चित रूप से कहा जा सकता है कि कार्बोक्जिलिक एसिड के लवण वास्तव में एक कार्बनिक प्रकृति के महत्वपूर्ण यौगिक हैं। उनका औद्योगिक उत्पादन और उपयोग अपने पैमाने में बहुत बड़ा है। यदि आप कल्पना करें कि पृथ्वी पर प्रत्येक व्यक्ति कितना साबुन खर्च करता है, तो इन पैमानों की कल्पना करना आसान है।

कार्बोक्सिलिक एसिड के एस्टर

यौगिकों का एक विशेष समूह जिसका कार्बनिक पदार्थों के वर्गीकरण में अपना स्थान है। यह एस्टर का एक वर्ग है। वे अल्कोहल के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड की प्रतिक्रिया से बनते हैं। इस तरह के इंटरैक्शन का नाम एस्टरीफिकेशन रिएक्शन है। सामान्य दृश्य को समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

R, -COOH + R"-OH=R, -COOR" + H_{2 ओ.}

दो रेडिकल वाला उत्पाद एस्टर है। जाहिर है, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, कार्बोक्जिलिक एसिड, अल्कोहल, एस्टर और पानी में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं। तो, हाइड्रोजन एसिड अणु को एक धनायन के रूप में छोड़ देता है और एक हाइड्रोक्सो समूह से मिलता है जो शराब से अलग हो गया है। परिणाम एक पानी का अणु है। अम्ल से बचा हुआ समूह ऐल्कोहॉल से मूलक को स्वयं से जोड़ता है, जिससे एस्टर अणु बनता है।

ये प्रतिक्रियाएं इतनी महत्वपूर्ण क्यों हैं और उनके उत्पादों का औद्योगिक महत्व क्या है? बात यह है कि एस्टर का उपयोग इस प्रकार किया जाता है:

• खाद्य योजक;
• सुगंध;
• इत्र का घटक;
• सॉल्वैंट्स;
• वार्निश, पेंट, प्लास्टिक के अवयव;
• दवाएं और बहुत कुछ।

यह स्पष्ट है कि उद्योग में उत्पादन की मात्रा को सही ठहराने के लिए उनके उपयोग के क्षेत्र काफी विस्तृत हैं।

एथेनोइक एसिड (एसिटिक)

यह एलिफैटिक श्रृंखला का एक सीमित मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड है, जो दुनिया भर में उत्पादन मात्रा के मामले में सबसे आम में से एक है। इसका सूत्र CH₃COOH है। ऐसा प्रचलन इसके गुणों के कारण है। आखिरकार, इसके उपयोग के क्षेत्र अत्यंत विस्तृत हैं।

1. यह कोड E-260 के तहत एक आहार पूरक है।
2. खाद्य उद्योग में परिरक्षण के लिए उपयोग किया जाता है।
3. दवाओं के संश्लेषण के लिए दवा में प्रयोग किया जाता है।
4. सुगंध यौगिक बनाते समय सामग्री।
5. विलायक।
6. कपड़ों की छपाई, रंगाई की प्रक्रिया में भागीदार।
7. कई पदार्थों के रासायनिक संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं में एक आवश्यक घटक।

रोजमर्रा की जिंदगी में इसके 80% घोल को आमतौर पर सिरका एसेंस कहा जाता है, और अगर आप इसे 15% तक पतला करते हैं, तो आपको सिर्फ सिरका मिलता है। शुद्ध 100% अम्ल ग्लेशियल एसिटिक अम्ल कहलाता है।

फॉर्मिक एसिड

इस वर्ग के सबसे पहले और सरलतम प्रतिनिधि। सूत्र - NCOON। यह कोड E-236 के तहत एक खाद्य योज्य भी है। उसके प्राकृतिक स्रोत:

• चींटियां और मधुमक्खियां;
• बिछुआ;
• सुई;
• फल।

मुख्य उपयोग:

• पशु आहार के संरक्षण और तैयारी के लिए;
• परजीवी को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है;
• कपड़े रंगने के लिए, विवरण धुंधला करने के लिए;
• कैसेविलायक;
• ब्लीच;
• चिकित्सा में - उपकरणों और उपकरणों की कीटाणुशोधन के लिए;
• प्रयोगशाला में कार्बन मोनोऑक्साइड प्राप्त करने के लिए।

सर्जरी में भी इस एसिड के घोल को एंटीसेप्टिक के रूप में इस्तेमाल किया जाता है।