Қарбон қышқылдары, алынуы,қасиеттері

               ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ

 ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 

 

АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

 

Магистратура және PhD докторантура институты

Жаратылыстану мамандықтар  кафедрасы

 

 

 

 

 

ТАҚЫРЫБЫ: ЖОО химиядан дәріс курсын жасау ерекшеліктері

Ауызша сурау

 

 

 

 

 

 

 

                                   ҚАБЫЛДАҒАН: х.ғ.д. Мейірова Гулжамиля Ибрашевна

 

ОРЫНДАҒАН:  6МОО112-химия  магистранты Мустапаева Г.Т.

    1-курс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы, 2013

Карбон қышқылдары

Қарбон қышқылдары, алынуы,қасиеттері

Физикалық қасиеттері. Қаныққан карбон қышқылының алғашқы үш мүшесі: құмырсқа, сірке және пропион қышқылдары өткір иісті, сұйық заттар, суда ерімейді. Май қышқылының жағымсыз иісі бар, суда нашар ериді, жоғарғы карбон қышқылдары С₁₀-нан бастап қатты заттар. Гомологтық қатарда молекулалық массаларының өсуіне қарай суда ерігіштігі кемиді, қайнау температуралары өседі. Құрамында бірдей көміртек атомдары бар спирттер мен карбон кышқылдарының қайнау температураларын салыстырайық. Спирттерге қарағанда сәйкес карбон қышқылдарының қайнау температуралары едәуір жоғары. Олардың қайнау температураларының жоғары болу себебі, екі карбон қышқылы арасында молекулааралық сутектік байланыс түзіліп, димерленеді. Карбон қышқылы молекулалары арасында біреуінің оттек атомы мен екіншісінің гидроксил тобындағы сутек атомының арасында екі сутектік байланыс түзіледі.^[1]

Карбон  қышқылдар дегеніміз құрамында функциональды тобы бар қосылыстарды атайды.

Жалпы формуласы- CnH2nO2.

Карбоксил тобында оттегінің электр терістілігі жоғары болғандықтан П байланыс электрон бұлты оттегіне қарай ығысады.Көміртек атомы гидроксил тобының оттегі атомының ажырамаған электрон жұбының бұлтын өзіне қарай тартады.Формулалар бойынша карбон қышқылдарының гомологтық  қатарын таныстыру.

Органикалық қышқылдардың бірінші өкілі- құмырсқа қышқылы-НСООН.

Құмырсқа қышқылы өткір иісті,түссіз сұйықтық, суда жақсы ериді,қайнау температурасы 101С,теріге тисе күйдіреді.

 

Алынуы:

1.СН3ОН→Н-СООН+Н2

Сірке қышқылы өткір иісті,суда жақсы еритін ,түссіз сұйықтық.+16,6 С

температурада мұз сияқты болып қатып қалады.3-9% сірке қышқылын

тағамдарға,70-80 % сірке эссенциясы деп аталады.

Химиялық қасиеттері:

1.2СН3СООН+Мg→(СН3СОО)2Мg+Н2

2.СН3СООН+МgО→(СН3СОО)Mg+Н2О

3.СН3СООН+NaOH→CH3COONa+H2O 

Жоғары молекулалы май қышқылдары.

С17Н35СООН- стеарин                С15Н31СООН-пальмитин

С17Н33СООН-олеин

Май қышқылдарының Na тұздыры қатты,ал K тұздары  сұйық сабындар.Кермек суда кір ашылмайды.

Карбон қышқылдарының номенклатурасымен жұмыс істелінеді.

Мысалы: СН3-СН2-СН-СООН 2-метил бутан қышқылы                                       

 метил этил сірке қышқылы

Карбон қышқылдарының ең басты ерекшеліктері минералды қышқыл

және спирттермен әрекеттесіп этирификация деп аталынатын реакция

түзеді.

Карбон қышқылдары бір негізді және екі негізді болып бөлінеді.

Сабын және синтетикалық жуғыш заттаp

Сабын — жоғары карбон қышқылдарының тұздары RCOOMe. Сабынның құрамына пальмитин С₁₅Н₃₁СООН және стеарин С₁₇Н₃₅СООН қышқылдарының тұздары (негізінен, натрий мен калий тұздары) кіреді және оның суда ерігіштігі құрамындағы металл катионына байланысты болады. Калий тұздары суда натрий тұздарына қарағанда жақсы ериді, ал магний, кальций, барий тұздары суда ерімейді. Сұйық сабынның құрамына калий, қатты сабынның құрамына натрий катиондары кіреді.

1. Сабын алу. Сабындану реакциясын майды натрий гидроксидімен немесе натрий карбонатымен қыздыру арқылы жүргізеді. Реакция нәтижесінде глицерин мен жоғары карбон қышқылының натрий тұзы (сабын) түзіледі:

май + NaOH → глицерин + сабын

Түзілген сабынды бөліп  алу үшін реакция өнімдеріне натрий хлоридін қосады, сонда сабын қоспаның бетіне қалқып шығып, глицерин астында  қалады. Сабынды жинап алады және пішін береді. Сабын жасағанда  жоғары май қышқылы тұзынан (RCOOMe) басқа оған — хош иісті заттар, бояулар, антисептиктер және т.б. заттар қосады.

2. Соңғы кезде майды  үнемдеу мақсатында сабын алу  үшін мұнай өнімдері құрамындағы көмірсутектерден карбон қышқылын алады:

2С₃₆Н₇₄ + 5O₂ → 4С₁₇Н₃₅СООН + 2Н₂O

Түзілген қышқылдарды  бейтараптау арқылы сабын алынады:

С₁₇Н₃₅СООН + NaOH → C₁₇H₃₅COONa + Н₂O (натрий стеараты (қатты сабын))

С₁₇Н₃₅СООН + Na₂CO₃ → C₁₇H₃₅COONa + Н₂O + СO₂ (натрий стеараты)

Карбон қышқылы тұздарының (сабынның) гидролизі кезінде сілті түзіледі:

С₁₇Н₃₅СОО^- + Na⁺ + НОН → С₁₇Н₃₅СООН + Na⁺+ ОН^-

Сілті майлы заттарды ыдыратады, ал карбон қышқылы — беттік белсенді зат (ББЗ) (43-сурет). Ол екі сұйықтың немесе сұйық пен газ шекарасында  беттік керілуді төмендететін зат. ББЗ  болу үшін оның құрамындағы топтар әр түрлі затпен әрекеттесуі керек. Карбон қышқылы молекуласының беттік белсенді заты су мен органикалық  сұйықтық шекарасында. Карбон қышқылында гидрофобты (гр. hydro — су және phobos — қорқады) көміртек қалдығы және гидрофильді (гр. hydro — су және рһіlіо — сүйеді, ұнатады) карбоксил тобы бар. 44-суретте сабынның жуғыш қасиеті көрсетілген. Сабын молекуласы екі бөліктен тұрады, көмірсутек тізбегі майдың құрамында, ал —COONa⁺ тобы суда болады.

Сабындардың жуғыш қасиеті  — жуылатын беткейлердегі жабысқан кір бөлшектерін эмульсия, суспензия  түріне ауыстыра алатын мүмкіндігіне байланысты. 
Кермек суда сабын "іріп кетеді" де, кір ашылмайды. Себебі кермек суда карбон қышқылының кальций, магний тұздары тұнбаға түседі:

2C₁₇H₃₅COONa + СаСl₂ → (С₁₇Н₃₅СОО)₂Са↓ + 2NaCl

Сабынның суда еруі кезінде  жоғары қышқылдармен сілті түзе гидролиздену процесі бірге жүреді. Бұл жағдай матаға зиянды әсерін тигізеді:

C₁₇H₃₅COONa + Н₂O → С₁₇Н₃₅СООН +NaOH

Жоғары карбон қышқылдары тұздарының қолданылуы жуғыш заттар ретінде шектелмейді. Кальций тұзын  мұнай майларына қосып, солидол  жағар майын алады. Тығыз маталарды  алюминий сабынымен (тұзымен) өңдеп, су өткізбейтін брезенттер жасайды. Қорғасын, марганец сабындарын майлы бояулар  дайындағанда пайдаланады. Қазіргі  кезде синтетикалық жуғыш заттар кеңінен қолданылуда. Синтетикалық жуғыш заттар (СЖЗ), негізінен, алкилсульфаттардың натрий тұзынан тұрады. RO — SO₂— ONa. R — құрамында 8—18 көміртек атомы бар көмірсутек радикалы. 
СЖЗ алу үшін әуелі спирт пен күкірт қышқылын әрекеттестіріп, күкірт қышқылының күрделі эфирін алады:

R — OH + HO — SO₂— OH → R — О — SO₂ — OH + H₂O

Түзілген алкилсульфаттан  күрделі эфирдің натрий тұзын  алады:

R — О — SO₂ — OH + NaOH → R — O — SO₂— ONa + H₂O

СЖЗ күкіртсутектің ұзын тізбегі (R) мен ерігіш функционалдың топтан тұратындықтан, сабын сияқты жуғыштық қасиеті жоғары. Сабыннан айырмашылығы — кальций мен магний тұздары  ерігіш болғандықтан, жуғыштық қасиетін кермек суда да жоймайды. Синтетикалық жуғыш заттар өте баяу айырылады, сондықтан табиғатқа, қоршаған ортаға, тірі организмдерге зиян тигізуі  мүмкін. Сол себепті акаба (кір) суларды  тұндырғыштарда тұндырып, балдырларда  болатын биологиялық бактериялар  көмегімен тотықтыру арқылы тазалайды. Бұл кезде органикалық заттарды көмірқышқыл газы мен суға дейін ыдыратады. Алкилсульфаттар мен алкилсульфонаттарды ыдырататын бактериялар штамдары әзірленген, осылар арқылы микробиологиялық тазарту іске асады. Сабындар жоғары карбон қышқылдарынъш (палъмитнн және стеарин) калий және натрий тұздары. Сабындар қатты және сұйық болады. Сабын кермек суда "іріп" кетіп, кір ашылмайды. Синтетикалық жуғыш заттардың кір алғыштығы сабыннан жоғары, бірақ қоршаған ортаға зиян тигізуі мүмкін.^[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Әлқожаева Н.С., Төлешова Ұ.Б.  жоғары мектептің оқу үдерісінде жаңа педагогикалық технологияларды қолдану. Алматы, 2009. – 236б.

 

2. Әлімов А. Интербелсенді әдістерді жоғары оқу орындарында қолдану. Оқу құралы, – Алматы, «Мектеп», 2009, 120-125 бет.

 
3. Нұрахметов Н.Н., Ысқақова Г.С., Қазақстанның  химиялық  экологиялық  проблемалары./ Қосымша  материал/ Алматы: 2005.-50 б.

 
4. Құрманалиев  М.Қ. Қазіргі педагогикалық технологиялар (оқу құралы). Алматы 2010ж.

 

5. Зайцев  О.С. Методика  обучения химии. –М., 1999

 

6. Потапов В.М. Чертков  И.Н. Проверь свои знания  по  органической химии. –М.,1979