Часть II
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть III. КИСЛОРОДСОДЖЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Кислотные свойства карбоновых кислот. Образование солей
Карбоновые кислоты значительно превосходят по кислотности спирты ROH и фенолы ArOH. В водном растворе карбоновые кислоты диссоциируют на ионы:

или
R–COOH + H2O R–COO + H3O+
Кислая среда обнаруживается с помощью индикаторов.
Степень диссоциации зависит от устойчивости анионов RCOO (карбоксилат-ионов). Эти анионы стабильнее (и легче образуются), чем соответствующие спиртам и фенолам анионы RO и ArO. Причина большей устойчивости карбоксилат-ионов — равномерное распределение (делокализация) отрицательного заряда между двумя атомами кислорода:
Однако карбоновые кислоты в целом – слабые кислоты: в водных растворах их соли сильно гидролизованы.
Видеоопыт "Карбоновые кислоты – слабые электролиты".

Сила кислот зависит от строения радикала. Электроноакцепторные заместители в радикале усиливают кислотность. Так, в ряду хлоруксусных кислот их сила возрастает с увеличением количества электроотрицательных атомов хлора:
Электронодонорные заместители, напротив, уменьшают кислотные свойства карбоксила. Поэтому пропионовая кислота CH3CH2COOH и последующие гомологи слабее уксусной кислоты, а самой сильной в гомологическом ряду одноосновных кислот является муравьиная кислота H–COOH.

Константы кислотности pKa* некоторых кислот в воде при 25 °С
КислотаpKaКислотаpKa
 HCOOH3,75 СН2ClCOOH2,86
 CH3COOH4,74 CHCl2COOH1,26
 CH3CH2COOH4,87 CCl3COOH0,64
 C6H5COOH4,20 CF3COOH0,23
 H2O15,7 HCl–7
* Значение pH связано с pKa соотношением:

Кислотные свойства карбоновых кислот проявляются при образовании солей RCOOMe+ – продуктов замещения атома водорода в карбоксильной группе на катион металла (или аммония). Многоосновным (ди-, трикарбоновым) кислотам соответствуют два ряда солей – кислыеКислые соли — продукты неполного замещения атомов водорода в много-основных кислотах на катионы металла:
HOOC–R–COO Me+
и средниеСредние соли — это соли многооснов-ных кислот, в которых все атомы водорода замещены ионами металла:
Me+ OOC–R–COO Me+
.
Соли карбоновых кислот RCOOMe+ (на примере монокарбоновых) получают при действии на кислоты:
а) активных металлов
2RCOOH + Mg (RCOO)2Mg + H2
ВидеоВидео
б) аммиака (без нагревания)
RCOOH + NH3 RCOONH4
 
в) основных оксидов
2RCOOH + CuO (RCOO)2Cu + H2O
ВидеоВидео
г) гидроксидов металлов и аммония
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
ВидеоВидео
д) солей более слабых кислот
2RCOOH + Na2CO3 2RCOONa + H2O + CO2
ВидеоВидео
Названия солей составляют из названий остатка RCOO (карбоксилат-иона) и металла: CH3COONa – ацетат натрия, (HCOO)2Ca – формиат кальция, C17H35COOK – стеарат калия и т.п. В названиях кислых солей многоосновных кислот используются приставки гидро, дигидро. Например, соли лимонной кислоты (цитраты): гидроцитрат натрия, дигидроцитрат натрия.

  • Более сильные кислоты вытесняют карбоновые кислоты из их солей:
  • CH3COONa + HCl     CH3COOH + NaCl
  • В водном растворе соли щелочных металлов в значительной степени гидролизованы. Поэтому такие растворы имеют щелочную реакцию.
  • R–COONa + H2O     R–COOH + NaOH
  • Соли предельных карбоновых кислот способны к расщеплению с выделением диоксида углерода (реакция декарбоксилирования).
    Подробнее...
    • Декарбоксилирование солей предельных карбоновых кислот (отщепление CO2 из карбоксилатной группы RCOO) приводит к образованию алканов:
        а) сплавлении солей со щелочью (реакция Дюма)
        ВидеоВидеоопыт "Получение метана"

        б) электролизе водных растворов щелочных солей карбоновых кислот (реакция Кольбе)
    • При пиролизе (термическом разложении) бариевых и кальциевых или ториевых солей карбоновых кислот образуются кетоны:
Натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот (C12–C18) обладают поверхностно-активными свойствами и применяются как моющие средства – мыла. Мыла получают при щелочном гидролизе (омылении) жиров – сложных эфиров глицерина и высших карбоновых кислот.