с каким металлом реагирует уксусная кислота
С каким металлом реагирует уксусная кислота
16 лет успешной работы в сфере подготовки к ЕГЭ и ОГЭ!
1602 поступивших (100%) в лучшие вузы Москвы
Подготовка к ЕГЭ, ОГЭ и предметным Олимпиадам в Москве
Как протекает взаимодействие уксусной кислоты с магнием и цинком? Узнайте подробности из данного видеоопыта!
Уксусная (этановая) кислота – одноосновная органическая карбоновая кислота, которая обладает всеми свойствами кислот. По свойствам она похожа на слабые неорганические кислоты из-за того, что в карбоксильной группе связь между водородом и кислородом сильно полярная. Это свойство обуславливает способность уксусной кислоты легко диссоциировать, проявляя кислотные свойства.
Как проходит взаимодействие уксусной кислоты с металлами можно наблюдать в данном видеоопыте.
Приготавливаются две пробирки с раствором уксусной кислоты. Для эксперимента используются металл цинк, и более активный металл магний.
Во второй пробирке взаимодействие уксуса с магнием проходит с более активным выделением водорода:
2СН3СООН + Мg = (CH3COO)2Mg + H2↑
В пробирках образовались соли уксусной кислоты – ацетаты.
Химические свойства уксусной кислоты, ее получение и физические особенности
Этановая или уксусная кислота – это слабая карбоновая кислота, которая широко применяется в промышленности. Химические свойства уксусной кислоты определяет карбоксильная группа COOH.
Физические свойства
Уксусная кислота (CH3COOH) – это концентрированный уксус, знакомый человечеству с давних времён. Его изготовляли путём брожения вина, т.е. углеводов и спиртов.
По физическим свойствам уксусная кислота – бесцветная жидкость с кислым вкусом и резким запахом. Попадание жидкости на слизистые оболочки вызывает химический ожог. Уксусная кислота обладает гигроскопичностью, т.е. способна поглощать водяные пары. Хорошо растворима в воде.
Рис. 1. Уксусная кислота.
Основные физические свойства уксуса:
В уксусе растворяются неорганические вещества и газы, например, бескислородные кислоты – HF, HCl, HBr.
Получение
Способы получения уксусной кислоты:
Рис. 2. Графическая формула уксусной кислоты.
Уравнение брожения выглядит следующим образом – СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН + Н2О. В качестве сырья используется сок или вино, кислород и ферменты бактерий или дрожжей.
Химические свойства
Уксусная кислота проявляет слабые кислотные свойства. Основные реакции уксусной кислоты с различными веществами описаны в таблице.
Исследовательская работа на тему: «Влияние уксусной кислоты на металл»
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №11
с углубленным изучением отдельных предметов г.Ишимбая
муниципального района Ишимбайский район
Исследовательская работа на тему:
«Влияние уксусной кислоты на металл»
ученица 3 В класса
2. Цель и задачи исследования.
3. Теоретическая часть
Изучение объектов исследования.
4. Практическая часть
Опыты и наблюдения.
5. Результаты опыта
7. Список литературы
Меня зовут Ермолаева Виктория. Я учусь в третьем классе, и у меня ещё нет такого предмета, как химия. А в моей комнате есть научная лаборатория с оборудованием и настоящими реактивами. Мне очень нравится проводить опыты, смешивать разные составы, изучать различные вещества и жидкости, узнавать новое и делать открытия.
Объекты исследования : железный гвоздь и скрепка в пробирках с уксусной кислотой
Выяснить, что произойдет с металлическими предметами под воздействием уксусной кислоты.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Изучить объекты исследования.
Моя гипотеза: в уксусной кислоте железо разрушается, то есть ржавеет.
Чтобы провести данное исследование, мы с учителем Еленой Владимировной, изучили специальную литературу (авторы указаны в списке литературы). При участии моей семьи я ставила опыты, наблюдала, анализировала и делала выводы.
В процессе исследования мне понадобились железный (металлический) предмет и уксусная кислота. Изучив каждый компонент исследования, я узнала:
Уксусная кислота одна из первых кислот, которая стала известна людям еще в древности. Обнаружено это было случайно – вследствие появления уксуса при скисании вина. В природе она встречается в растениях или в чистом виде, или в виде эфиров. Уксусная кислота принадлежит к так называемым жирным кислотам. В химическом чистом состоянии она представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Уксусная кислота находит громадное и разнообразное применение в жизни людей, а так же в промышленности.
Я подготовила для опыта необходимые инструменты: пробирки, чашку Петри, мерный стаканчик. А так же защитные элементы: перчатки, очки, маску.
Приготовила химические элементы: уксусную кислоту, железо (стальной гвоздь и скрепку, покрытую хромовым напылением).
Я налила в мерный стаканчик 50мл уксусной кислоты.
Взяла из чашки Петри гвоздь, скрепку и поместила их в две разные пробирки.
С помощью мерного стаканчика налила в пробирки уксусную кислоту в равных пропорциях.
Все готово для исследования! Я начала свои наблюдения.
1-й день. Я увидела, что в процессе взаимодействия уксусной кислоты с железом начал выделятся водород. Это проявлялось появлением пузырьков, которые шли от металла к поверхности.
2-й день. Реакция выделения водорода продолжается, а гвоздь и скрепка остаются в первоначальном виде.
3-й день. В третий день наблюдения я вижу, что в первой пробирке водород еще выделяется, а уксусная кислота приобрела розоватый оттенок. Во второй пробирке водород выделяется в малых количестве.
Я пришла к выводу: так как гвоздь покрыт защитным слоем, то и реакция у него с уксусной кислотой небольшая. Поэтому я взяла третью пробирку, поместила в нее стальной винт и налила уксусную кислоту. Сразу же увидела бурную реакцию выделения водорода.
4 день. В нижней части пробирки со скрепкой, уксусная кислота осталась прозрачной, а в верхней части она приобрела оранжевый оттенок.
Во второй пробирке все осталось по-прежнему.
В третьей пробирке все еще наблюдается интенсивное выделение водорода. Уксусная кислота приобрела оранжевый оттенок, появился небольшой осадок, в виде мелких частиц.
5 день. В первой пробирке и во второй все без изменений. В третьей пробирке водород все еще активно выделяется, осадок увеличивается, а уксусная кислота приобретает насыщенно оранжевый оттенок.
6 день. В первой пробирке без изменений. Во второй пробирке уксусная кислота темнеет и приобретает красный оттенок. В третьей пробирке все реакции продолжаются.
7 день. В первой пробирке водород выделяется в малом количестве. Уксусная кислота поменяла цвет и стала бледно-оранжевого оттенка. Во второй пробирке водород выделяется в малом количестве. Уксусная кислота приобрела 3 оттенка. Внизу пробирки она осталась прозрачной, в середине светло-оранжевого оттенка, а вверху пробирки темно оранжевого цвета. В третьей пробирке водород все еще выделяется. Уксусная кислота приобрела темно оранжевый оттенок. А на стенках пробирки появился темный налет.
8 день. В первой пробирке все реакции продолжаются. Вторая пробирка без изменений. В третьей пробирке появляется осадок в большом количестве.
9-10 день. Во всех трех пробирках продолжаются реакции.
11 день. В первой и во второй пробирках без изменений. В третьей пробирке осадок поднялся на поверхность уксусной кислоты. А уксусная кислота начала светлеть.
12 день. В первых двух пробирках те же реакции. А в третьей пробирке уксусная кислота стала светлее, осадок остается на поверхности.
13 день. Во всех трех пробирках продолжаются реакции.
14 день. В первой пробирке уксусная кислота сохраняет два оттенка. Во второй пробирке все еще в небольшом количестве выделяется водород, уксусная кислота имеет темно оранжевый оттенок. В третьей пробирке так же выделяется водород, осадок усел на стенки пробирки, уксусная кислота стала светлой.
2 недели я наблюдала за реакцией уксусной кислоты и железа. Все реакции в пробирках завершились. Теперь посмотрю, что же произошло с металлическими изделиями, помещенными в пробирки.
Я взяла первую пробирку, вылила из нее уксусную кислоту и извлекла скрепку.
Поместив ее в чашку Петри, увидела, что скрепка не поменяла свой первоначальный вид.
Взяла вторую пробирку с гвоздем.
Слила с нее уксусную кислоту и так же увидела, что гвоздь не подвергся коррозии и остался таким, каким и был.
Я выполнила те же действия и с третьей пробиркой.
Винт подвергся коррозии, он почернел, его шляпка деформировалась, покрылась шершавым темным налетом.
В первой пробирке со скрепкой покрытой хромовым напылением реакция была, но небольшая. Уксусная кислота не смогла повредить железо, благодаря защитному слою, которым была покрыта скрепка.
Во второй пробирке гвоздь был покрыт защитным слоем цинка. И, так же как и скрепка не подвергся коррозии под действием уксусной кислоты.
В третьей пробирке винт без защитного слоя, взаимодействуя с уксусной кислотой, показал бурную реакцию, в результате которой он подвергся коррозии и деформировался. Я наблюдала выпадения осадка темно красно-коричневого цвета. Этот осадок называется уксусной солью или по-другому ацетат железа.
Ацетат железа это красно-коричневые кристаллы, которые не растворяются в воде. Из энциклопедии я узнала, что эта соль употребляется в крашении, в ситценабивном деле, для окрашивания в черный цвет. А чистая соль находит применение в медицине.
Уксусная кислота не может повредить железо, если оно покрыто защитным слоем. Если же на железо не нанесен защитный слой, то в процессе реакции уксусной кислоты и железа происходит коррозия металла, а так же в процессе этой реакции получается уксусная соль, которую используют в ситценабивной промышленности и в медицине.
А это новый вопрос для моего познания!
Следующее мое исследование будет про это!
Карбоновые кислоты
Классификация карбоновых кислот
Высшие карбоновые кислоты называют жирными кислотами. Более подробно мы изучим их теме, посвященной жирам, в состав которых они входят.
Номенклатура и изомерия карбоновых кислот
Названия карбоновых кислот формируются путем добавления суффикса «овая» к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода и слова кислота: метановая кислота, этановая кислота, пропановая кислота, и т.д.
Для предельных карбоновых кислот характерна структурная изомерия: углеродного скелета, межклассовая изомерия со сложными эфирами.
Получение карбоновых кислот
При повышенной температуре и в присутствии катализатора становится возможным неполное окисление алканов, в результате которого образуются кислоты.
При реакции спиртов с сильными окислителями, такими как подкисленный раствор перманганата калия, спирты окисляются до соответствующих кислот.
Обратите особое внимание, что при написании реакции с аммиачным раствором серебра в полном виде, правильнее будет указать не кислоту, а ее аммиачную соль. Это связано с тем, что выделяющийся аммиак, который обладает основными свойствами, реагирует с кислотой с образованием соли.
При дальнейшей обработке формиата серной кислотой образуется муравьиная кислота.
Специфичность синтеза уксусной кислоты заключается в реакции угарного газа с метанолом, в результате которой она образуется.
Также уксусную кислоту можно получить другим путем: сначала провести реакцию Кучерова, в ходе которой образуется уксусный альдегид. Окислить его до уксусной кислоты можно аммиачным раствором оксида серебра или гидроксидом меди II.
Химические свойства карбоновых кислот
Для карбоновых кислот не характерны реакции присоединения. Карбоновые кислоты обладают более выраженными кислотными свойствами, чем спирты.
Карбоновые кислоты вступают в реакции с металлами, которые способны вытеснить водород (стоят левее водорода в ряду напряжений металлов) из кислоты. Реагируют также с основаниями, с солями более слабых кислот, например, угольной кислоты.
Перераспределение электронной плотности в молекулах этих кислот для лучшего запоминания лучше увидеть наглядно. Это перераспределение обусловлено большей электроотрицательностью хлора, который притягивает электронную плотность.
Муравьиная кислота отличается от своих гомологов. За счет наличия у нее альдегидной группы, она, единственная из карбоновых кислот, способна вступать в реакцию серебряного зеркала.
В такой реакции идет ее окисление до нестойкой угольной кислоты, которая распадается на углекислый газ и воду.
При нагревании и в присутствии серной кислоты (водоотнимающего компонента) муравьиная кислота распадается на воду и угарный газ.
Сложные эфиры
Ангидриды
Хлорангидриды карбоновых кислот образуются в реакции карбоновых кислот с хлоридом фосфора V.
Следующая реакция не имеет отношения к ангидридам, однако (из-за их схожести) вы увидите ее здесь для наилучшего запоминания. Это реакция галогенирования гидроксикислот, в результате которой гидроксогруппа в радикале меняется на атом галогена.
Непредельные карбоновые кислоты
Распределение электронной плотности в молекулах творит чудеса: иногда реакции идут против правила Марковникова. Так происходит в непредельной акриловой кислоте.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Химические свойства кислот, их классификация и реакции
Общие свойства кислот. Классификация
Кислоты — класс сложных химических веществ, состоящих из атомов водорода и кислотных остатков.
В первую очередь кислоты делятся на:
Свойства карбоновых кислот подробно разбираются в статье Карбоновые кислоты (ссылка на статью)
В зависимости от количества атомов водорода, которые могут замещаться в химических реакциях различают:
Не смотря на то, что в уксусной кислоте четыре атома водорода, три из них принадлежат кислотному остатку и в реакциях замещения не участвуют. Соответственно, уксусная кислота — одновалентная.
Свойства неорганических кислот также зависят от наличия в их составе кислорода и делятся на
Растворы кислот способны диссоциировать и проводить электрический ток т.е. являются электролитами. В зависимости от степени диссоциации делятся на:
Химические свойства кислот
1. Диссоциация
При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато.
НРО 2- 4 ↔ Н + + PО З- 4 (третья ступень)
2. Разложение
Кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксиды и воду.
Бескислородные на простые вещества
3. Реакция с металлами
Кислоты реагируют лишь с теми металлами, что стоят в ряду активности до кислорода. В результате взаимодействия образуется соль и выделяется водород.
Найти ряд активности можно на последней странице электронного учебника «Химия 9 класс» под редакцией В. В. Еремина.
Бдительные ученики могут сказать: «Золото стоит в ряду активности металлов после водорода, а с „царской водкой“ реагирует. Как же так?»
Из всех правил есть исключения.
Поскольку в состав азотной кислоты входит азот со степенью окисления +5, а в состав серной — сера со степенью окисления +6, то с металлами реагируют не ионы водорода, а более сильные окислители. Образуется соль, но не происходит выделения водорода.
4. Реакции с основаниями
В результате образуются соль и вода, происходит выделение тепла.
Реакции такого типа называются реакциями нейтрализации. Простейшая реакция, которую можно провести на собственной кухне — гашение соды столовым уксусом или 9%раствором уксусной кислоты.
5. Реакции кислот с солями
Вспомним, когда мы разбирали ионные уравнения ( ссылка на статью), одним из условий протекания реакций было образование в ходе взаимодействия нерастворимой соли, выделение летучего газа или слабо диссоциирующего вещества — например, воды. Те же условия сохраняются и для реакций кислот с солями.
6. Реакция кислот с основными и амфотерными оксидами
В ходе реакции образуется соль и происходит выделение воды.
7. Восстановительные свойства бескислородных кислот
Если в окислительных реакциях первую скрипку играет водород, то в восстановительных реакциях основная роль принадлежит анионному остатку. В результате реакций образуются свободные галогены.
Физические свойства кислот
При нормальных условиях (Атмосферное давление = 760 мм рт. ст. Температура воздуха 273,15 K = 0°C) кислоты чаще жидкости, хотя встречаются и твердые вещества: например ортофосфорная H3PO4 или кремниевая H2SiO3.
Некоторые кислоты представляют собой растворы газов в воде: фтороводородная-HF, соляная-HCl, бромоводородная-HBr.
Кислотные свойства кислот в ряду HF → HCl → HBr → HI усиливаются.
Для некоторых кислот (соляная, серная, уксусная) характерен специфический запах.
Благодаря наличию ионов водорода в составе, кислоты обладают характерным кислым вкусом.
Химическая лаборатория не ресторан, и в целях безопасности существует жесткий запрет на опробование на вкус химических веществ.
Как же можно определить кислота в пробирке или нет?
В 1300 году был открыт лакмус, и с тех пор алхимикам и химикам не пришлось рисковать своим здоровьем, пробуя на вкус содержимое пробирок. Запомните, что лакмус в кислой среде краснеет.
Вторым широко используемым индикатором является фенолфталеин.
Простой мнемонический стишок поможет запомнить, как ведут себя индикаторы в разных средах.
Индикатор лакмус — красный
Кислоту укажет ясно.
Индикатор лакмус — синий,
Щёлочь здесь — не будь разиней,
Когда ж нейтральная среда,
Он фиолетовый всегда.
Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый
Но несмотря на это в кислотах он без цвета.