Asam karboksilat adalah senyawa yang mengandung gugus karboksil:

Asam karboksilat dibedakan:

• asam karboksilat monobasa;
• asam dibasa (dikarboksilat) (2 gugus UNS).

Tergantung pada strukturnya, asam karboksilat dibedakan:

• alifatik;
• alisiklik;
• aromatik.

Contoh asam karboksilat.

Persiapan asam karboksilat.

1. Oksidasi alkohol primer dengan kalium permanganat dan kalium dikromat:

2. Hidrolisis hidrokarbon tersubstitusi halogen yang mengandung 3 atom halogen per atom karbon:

3. Pembuatan asam karboksilat dari sianida:

Saat dipanaskan, nitril terhidrolisis membentuk amonium asetat:

Ketika diasamkan, asam mengendap:

4. Penggunaan reagen Grignard:

5. Hidrolisis ester:

6. Hidrolisis asam anhidrida:

7. Metode khusus untuk memperoleh asam karboksilat:

Asam format diproduksi dengan memanaskan karbon(II) monoksida dengan bubuk natrium hidroksida di bawah tekanan:

Asam asetat dihasilkan oleh oksidasi katalitik butana dengan oksigen atmosfer:

Asam benzoat diperoleh dengan oksidasi homolog tersubstitusi tunggal dengan larutan kalium permanganat:

Reaksi Canniciaro. Benzaldehida diolah dengan larutan natrium hidroksida 40-60% pada suhu kamar.

Sifat kimia asam karboksilat.

Dalam larutan air, asam karboksilat berdisosiasi:

Kesetimbangan bergeser kuat ke kiri, karena asam karboksilat bersifat lemah.

Substituen mempengaruhi keasaman karena efek induktif. Substituen tersebut menarik kerapatan elektron ke arahnya dan efek induktif negatif (-I) terjadi pada substituen tersebut. Penarikan kerapatan elektron menyebabkan peningkatan keasaman asam. Substituen penyumbang elektron menghasilkan muatan induktif positif.

1. Pembentukan garam. Reaksi dengan oksida basa, garam asam lemah dan logam aktif:

Asam karboksilat bersifat lemah karena asam mineral menggantikannya dari garam yang sesuai:

2. Pembentukan turunan fungsional asam karboksilat:

3. Ester ketika asam dipanaskan dengan alkohol dengan adanya asam sulfat - reaksi esterifikasi:

4. Pembentukan Amida, Nitril:

3. Sifat-sifat asam ditentukan oleh adanya radikal hidrokarbon. Jika reaksi terjadi dengan adanya fosfor merah, maka akan terbentuk produk berikut:

4. Reaksi adisi.

8. Dekarboksilasi. Reaksi ini dilakukan dengan menggabungkan alkali dengan garam logam alkali dari asam karboksilat:

9. Asam dibasa mudah dihilangkan BERSAMA 2 saat dipanaskan:

Materi tambahan tentang topik: Asam karboksilat.

	Kalkulator kimia
Kimia online di website kami untuk memecahkan masalah dan persamaan.

.
HAI

//
Gugus atom -C disebut gugus karboksil atau karboksil.
\

OH
Asam organik yang mengandung satu gugus karboksil dalam molekulnya bersifat monobasa. Rumus umum asam-asam ini adalah RCOOH.

Asam karboksilat yang mengandung dua gugus karboksil disebut dibasa. Ini termasuk, misalnya, asam oksalat dan suksinat.

Ada juga asam karboksilat polibasa yang mengandung lebih dari dua gugus karboksil. Ini termasuk, misalnya, asam sitrat tribasa. Tergantung pada sifat radikal hidrokarbon, asam karboksilat dibagi menjadi jenuh, tak jenuh, dan aromatik.

Asam karboksilat jenuh, atau jenuh, misalnya, asam propanoat (propionat) atau asam suksinat yang sudah dikenal.

Jelasnya, asam karboksilat jenuh tidak mengandung P-ikatan dalam radikal hidrokarbon.

Pada molekul asam karboksilat tak jenuh, gugus karboksil terikat pada radikal hidrokarbon tak jenuh, misalnya pada molekul akrilik (propenoat) CH2=CH-COOH atau oleat CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2) 7-COOH dan asam lainnya.

Terlihat dari rumus asam benzoat bersifat aromatik karena mengandung cincin aromatik (benzena) dalam molekulnya.

Tata nama dan isomerisme

Kita telah membahas prinsip umum pembentukan nama asam karboksilat, serta senyawa organik lainnya. Mari kita membahas lebih detail tentang tata nama asam karboksilat mono dan dibasa. Nama asam karboksilat terbentuk dari nama alkana yang bersesuaian (alkana dengan jumlah atom karbon yang sama dalam molekulnya) dengan penambahan akhiran -ov, akhiran -aya dan kata asam. Penomoran atom karbon dimulai dari gugus karboksil. Misalnya:

Banyak asam juga memiliki nama yang sudah mapan atau sepele (Tabel 6).

Setelah pengenalan pertama kita dengan dunia asam organik yang beragam dan menarik, kita akan membahas asam karboksilat monobasa jenuh secara lebih rinci.

Jelas bahwa komposisi asam-asam ini akan tercermin dari rumus umum C n H 2n O2, atau C n H 2n +1 COOH, atau RCOOH.

Sifat fisik asam karboksilat monobasa jenuh

Asam rendah, yaitu asam dengan berat molekul relatif kecil yang mengandung hingga empat atom karbon per molekul, adalah cairan dengan bau khas yang menyengat (ingat bau asam asetat). Asam yang mengandung 4 hingga 9 atom karbon adalah cairan berminyak kental dengan bau yang tidak sedap; mengandung lebih dari 9 atom karbon per molekul - padatan yang tidak larut dalam air. Titik didih asam karboksilat monobasa jenuh meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah atom karbon dalam molekul dan, akibatnya, dengan meningkatnya berat molekul relatif. Misalnya, titik didih asam format adalah 101 °C, asam asetat 118 °C, dan asam propionat 141 °C.

Asam karboksilat paling sederhana, HCOOH format, memiliki berat molekul relatif kecil (46), dalam kondisi normal berbentuk cairan dengan titik didih 100,8 °C. Pada saat yang sama, butana (MR(C4H10) = 58) dalam kondisi yang sama berbentuk gas dan memiliki titik didih -0,5 °C. Perbedaan antara titik didih dan berat molekul relatif dijelaskan oleh pembentukan dimer asam karboksilat, di mana dua molekul asam dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen. Terjadinya ikatan hidrogen menjadi jelas ketika mempertimbangkan struktur molekul asam karboksilat.

Molekul asam karboksilat monobasa jenuh mengandung gugus atom polar - karboksil (pikirkan apa yang menyebabkan polaritas gugus fungsi ini) dan radikal hidrokarbon yang praktis non-polar. Gugus karboksil tertarik pada molekul air, membentuk ikatan hidrogen dengannya.

Asam format dan asetat larut dalam air tanpa batas. Jelas terlihat bahwa dengan bertambahnya jumlah atom dalam radikal hidrokarbon, kelarutan asam karboksilat menurun.

Mengetahui komposisi dan struktur molekul asam karboksilat, tidak akan sulit bagi kita untuk memahami dan menjelaskan sifat kimia zat tersebut.

Sifat kimia

Sifat-sifat umum yang menjadi ciri golongan asam (baik organik maupun anorganik) disebabkan oleh adanya molekul gugus hidroksil yang mengandung ikatan sangat polar antara atom hidrogen dan oksigen. Properti ini sudah Anda ketahui. Mari kita pertimbangkan lagi dengan menggunakan contoh asam organik yang larut dalam air.

1. Disosiasi dengan pembentukan kation hidrogen dan anion residu asam. Lebih tepatnya, proses ini digambarkan dengan persamaan yang memperhitungkan partisipasi molekul air di dalamnya.

Kesetimbangan disosiasi asam karboksilat bergeser ke kiri; sebagian besar merupakan elektrolit lemah. Namun demikian, rasa asam, misalnya, asam format dan asam asetat disebabkan oleh disosiasi menjadi kation hidrogen dan anion residu asam.

Jelaslah bahwa keberadaan hidrogen “asam” dalam molekul asam karboksilat, yaitu hidrogen dari gugus karboksil, juga menentukan sifat karakteristik lainnya.

2. Interaksi dengan logam pada rentang tegangan elektrokimia hingga hidrogen. Jadi, besi mereduksi hidrogen dari asam asetat:

2CH3-COOH + Fe -> (CHgCOO)2Fe + H2

3. Interaksi dengan oksida basa membentuk garam dan air:

2R-COOH + CaO -> (R-COO)2Ca + H20

4. Reaksi dengan logam hidroksida membentuk garam dan air (reaksi netralisasi):

R-COOH + NaOH -> R-COONa + H20 3R-COOH + Ca(OH)2 -> (R-COO)2Ca + 2H20

5. Interaksi dengan garam dari asam lemah, dengan pembentukan garam dari asam lemah. Jadi, asam asetat menggantikan asam stearat dari natrium stearat dan asam karbonat dari kalium karbonat.

6. Interaksi asam karboksilat dengan alkohol membentuk ester adalah reaksi esterifikasi yang sudah Anda ketahui (salah satu reaksi terpenting yang merupakan karakteristik asam karboksilat). Interaksi asam karboksilat dengan alkohol dikatalisis oleh kation hidrogen.

Reaksi esterifikasi bersifat reversibel. Kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan ester dengan adanya zat dewatering dan penghilangan ester dari campuran reaksi.

Dalam reaksi kebalikan dari esterifikasi, yang disebut hidrolisis ester (mereaksikan ester dengan air), terbentuk asam dan alkohol. Jelaslah bahwa alkohol polihidrat, misalnya gliserol, juga dapat bereaksi dengan asam karboksilat, yaitu mengalami reaksi esterifikasi:

Semua asam karboksilat (kecuali asam format), bersama dengan gugus karboksil, mengandung residu hidrokarbon dalam molekulnya. Tentu saja, hal ini tidak dapat tidak mempengaruhi sifat-sifat asam, yang ditentukan oleh sifat residu hidrokarbon.

7. Reaksi adisi pada ikatan rangkap - asam karboksilat tak jenuh masuk ke dalamnya; misalnya, reaksi penambahan hidrogen adalah hidrogenasi. Ketika asam oleat dihidrogenasi, asam stearat jenuh terbentuk.

Asam karboksilat tak jenuh, seperti senyawa tak jenuh lainnya, menambahkan halogen melalui ikatan rangkap. Misalnya, asam akrilat mengubah warna air brom.

8. Reaksi substitusi (dengan halogen) - asam karboksilat jenuh dapat masuk ke dalamnya; misalnya, dengan mereaksikan asam asetat dengan klorin, berbagai asam terklorinasi dapat diperoleh:

Ketika asam karboksilat terhalogenasi yang mengandung lebih dari satu atom karbon dalam residu hidrokarbon, pembentukan produk dengan posisi halogen berbeda dalam molekul dimungkinkan. Ketika reaksi terjadi melalui mekanisme radikal bebas, setiap atom hidrogen dalam residu hidrokarbon dapat digantikan. Jika reaksi dilakukan dengan adanya sejumlah kecil fosfor merah, maka reaksi berlangsung secara selektif - hidrogen hanya digantikan dalam A-posisi (pada atom karbon yang paling dekat dengan gugus fungsi) dalam molekul asam. Anda akan mempelajari alasan selektivitas ini ketika belajar kimia di lembaga pendidikan tinggi.

Asam karboksilat membentuk berbagai turunan fungsional ketika gugus hidroksil diganti. Ketika turunan ini dihidrolisis, asam karboksilat terbentuk kembali.

Asam karboksilat klorida dapat diperoleh dengan mereaksikan asam dengan fosfor(III) klorida atau tionil klorida (SOCl 2). Anhidrida asam karboksilat dibuat dengan mereaksikan anhidrida klorin dengan garam asam karboksilat. Ester dibentuk oleh esterifikasi asam karboksilat dengan alkohol. Esterifikasi dikatalisis oleh asam anorganik.

Reaksi ini diawali oleh protonasi gugus karboksil - interaksi kation hidrogen (proton) dengan pasangan elektron bebas atom oksigen. Protonasi gugus karboksil menyebabkan peningkatan muatan positif pada atom karbon di dalamnya:

Metode memperoleh

Asam karboksilat dapat diperoleh dengan oksidasi alkohol primer dan aldehida.

Asam karboksilat aromatik dibentuk oleh oksidasi homolog benzena.

Hidrolisis berbagai turunan asam karboksilat juga menghasilkan asam. Jadi, hidrolisis ester menghasilkan alkohol dan asam karboksilat. Seperti disebutkan di atas, reaksi esterifikasi dan hidrolisis yang dikatalisis asam bersifat reversibel. Hidrolisis ester di bawah pengaruh larutan alkali berair berlangsung secara ireversibel; dalam hal ini, bukan asam, tetapi garamnya yang terbentuk dari ester. Selama hidrolisis nitril, Amida pertama kali terbentuk, yang kemudian diubah menjadi asam. Asam karboksilat terbentuk sebagai hasil interaksi senyawa magnesium organik dengan karbon monoksida (IV).

Perwakilan individu dari asam karboksilat dan signifikansinya

Asam format (metana) HCOOH adalah cairan dengan bau menyengat dan titik didih 100,8 °C, sangat larut dalam air. Asam format beracun dan menyebabkan luka bakar jika terkena kulit! Cairan menyengat yang dikeluarkan semut mengandung asam ini. Asam format memiliki sifat desinfektan dan oleh karena itu digunakan dalam industri makanan, kulit dan farmasi, serta obat-obatan. Ia juga digunakan dalam mewarnai kain dan kertas.

Asam asetat (etanoat) CH3COOH adalah cairan tidak berwarna dengan bau menyengat yang khas, dapat bercampur dengan air dalam perbandingan berapa pun. Larutan asam asetat dalam air dipasarkan dengan nama cuka (larutan 3-5%) dan sari cuka (larutan 70-80%) dan banyak digunakan dalam industri makanan. Asam asetat merupakan pelarut yang baik untuk banyak zat organik dan oleh karena itu digunakan dalam pewarnaan, penyamakan, dan industri cat dan pernis. Selain itu, asam asetat merupakan bahan mentah untuk produksi banyak senyawa organik yang penting secara teknis: misalnya, zat yang digunakan untuk mengendalikan gulma - herbisida - diperoleh darinya.

Asam asetat adalah komponen utama cuka anggur, yang baunya khas disebabkan olehnya. Ini adalah produk oksidasi etanol dan terbentuk darinya ketika anggur disimpan di udara.

Perwakilan terpenting dari asam monobasa jenuh tinggi adalah asam palmitat C15H31COOH dan asam stearat C17H35COOH. Berbeda dengan asam yang lebih rendah, zat ini berbentuk padat dan sulit larut dalam air.

Namun, garamnya - stearat dan palmitat - sangat larut dan memiliki efek deterjen, itulah sebabnya disebut juga sabun. Jelas bahwa zat-zat ini diproduksi dalam skala besar.

Dari asam karboksilat tinggi tak jenuh, asam oleat C17H33COOH, atau (CH2)7COOH, adalah yang paling penting. Ini adalah cairan seperti minyak tanpa rasa dan bau. Garamnya banyak digunakan dalam teknologi.

Perwakilan paling sederhana dari asam karboksilat dibasa adalah asam oksalat (etanadioat) HOOC-COOH, yang garamnya ditemukan di banyak tumbuhan, misalnya coklat kemerah-merahan dan coklat kemerah-merahan. Asam oksalat adalah zat kristal tidak berwarna yang sangat larut dalam air. Ini digunakan untuk memoles logam, dalam industri pengerjaan kayu dan kulit.

1. Asam elaidat tak jenuh C17H33COOH adalah trans-isomer asam oleat. Tuliskan rumus struktur zat ini.

2. Tuliskan persamaan reaksi hidrogenasi asam oleat. Namakan produk reaksi ini.

3. Tuliskan persamaan reaksi pembakaran asam stearat. Berapa volume oksigen dan udara (n.a.) yang diperlukan untuk membakar 568 g asam stearat?

4. Campuran asam lemak padat - palmitat dan stearat - disebut stearin (dari sinilah supositoria stearin dibuat). Berapa volume udara (n.a.) yang diperlukan untuk membakar lilin stearat seberat dua ratus gram jika stearin mengandung asam palmitat dan asam stearat dengan massa yang sama? Berapa volume karbon dioksida (n.o.) dan massa air yang terbentuk pada kasus tersebut?

5. Selesaikan soal sebelumnya dengan syarat lilin tersebut mengandung asam stearat dan asam palmitat dalam jumlah yang sama (jumlah mol yang sama).

6. Untuk menghilangkan noda karat, obati dengan larutan asam asetat. Buatlah persamaan molekul dan ion untuk reaksi yang terjadi pada kasus ini, dengan memperhatikan bahwa karat mengandung besi(III) oksida dan hidroksida - Fe2O3 dan Fe(OH)3. Mengapa noda seperti itu tidak bisa dihilangkan dengan air? Mengapa mereka hilang ketika diobati dengan larutan asam?

7. Soda kue (baking) NaHC03 yang ditambahkan ke dalam adonan bebas ragi terlebih dahulu “dipadamkan” dengan asam asetat. Lakukan reaksi ini di rumah dan tuliskan persamaannya, karena asam karbonat lebih lemah daripada asam asetat. Jelaskan pembentukan busa.

8. Mengetahui bahwa klor lebih elektronegatif daripada karbon, susunlah asam-asam berikut: asam asetat, propionat, kloroasetat, dikloroasetat, dan trikloroasetat berdasarkan kenaikan sifat asamnya. Benarkan hasil Anda.

9. Bagaimana kita dapat menjelaskan bahwa asam format bereaksi dalam reaksi “cermin perak”? Tuliskan persamaan reaksi ini. Gas apa yang dapat dilepaskan pada kasus ini?

10. Ketika 3 g asam karboksilat monobasa jenuh direaksikan dengan magnesium berlebih, 560 ml (n.s.) hidrogen dilepaskan. Tentukan rumus asamnya.

11. Berikan persamaan reaksi yang dapat digunakan untuk menggambarkan sifat kimia asam asetat. Sebutkan produk dari reaksi-reaksi tersebut.

12. Sarankan metode laboratorium sederhana yang dapat digunakan untuk mengenali asam propanoat dan akrilat.

13. Tuliskan persamaan reaksi pembuatan metil format - ester metanol dan asam format. Dalam kondisi apa reaksi ini harus dilakukan?

14. Buatlah rumus struktur zat dengan komposisi C3H602. Zat-zat tersebut dapat diklasifikasikan ke dalam golongan zat apa? Berikan persamaan reaksi yang menjadi ciri masing-masingnya.

15. Zat A - suatu isomer asam asetat - tidak larut dalam air, tetapi dapat mengalami hidrolisis. Apa rumus struktur zat A? Sebutkan produk hidrolisisnya.

16. Buatlah rumus struktur zat-zat berikut:

a) metil asetat;
b) asam oksalat;
c) asam format;
d) asam dikloroasetat;
e) magnesium asetat;
f) etil asetat;
g) etil format;
h) asam akrilat.

17*. Sampel asam organik monobasa jenuh seberat 3,7 g dinetralkan dengan larutan natrium bikarbonat berair. Dengan melewatkan gas yang dibebaskan melalui air kapur, diperoleh 5,0 g sedimen. Asam apa yang diambil dan berapa volume gas yang dikeluarkan?

Asam karboksilat di alam

Asam karboksilat sangat umum di alam. Mereka ditemukan pada buah-buahan dan tanaman. Mereka hadir dalam jarum suntik, keringat, urin dan jus jelatang. Tahukah Anda, ternyata sebagian besar asam membentuk ester yang berbau. Jadi, bau asam laktat yang terkandung dalam keringat manusia menarik perhatian nyamuk; mereka merasakannya dari jarak yang cukup jauh. Oleh karena itu, sekeras apa pun Anda berusaha mengusir nyamuk pengganggu tersebut, ia tetap merasakan korbannya dengan baik. Selain keringat manusia, asam laktat juga terdapat pada acar dan asinan kubis.

Dan monyet betina, untuk menarik perhatian jantan, mengeluarkan asam asetat dan propionat. Hidung sensitif anjing dapat mencium bau asam butirat, yang memiliki konsentrasi 10–18 g/cm3.

Banyak spesies tumbuhan yang mampu menghasilkan asam asetat dan butirat. Dan beberapa gulma memanfaatkan hal ini dan, dengan melepaskan zat, menyingkirkan pesaingnya, menghambat pertumbuhannya, dan terkadang menyebabkan kematiannya.

Orang India juga menggunakan asam. Untuk menghancurkan musuh, mereka merendam anak panah dengan racun mematikan yang ternyata merupakan turunan asam asetat.

Dan di sini muncul pertanyaan wajar: apakah asam berbahaya bagi kesehatan manusia? Bagaimanapun, asam oksalat, yang tersebar luas di alam dan ditemukan pada coklat kemerah-merahan, jeruk, kismis dan raspberry, karena alasan tertentu belum ditemukan penerapannya dalam industri makanan. Ternyata asam oksalat dua ratus kali lebih kuat dari asam asetat, bahkan dapat menimbulkan korosi pada piring, dan garamnya, yang terakumulasi dalam tubuh manusia, membentuk batu.

Asam telah banyak digunakan di semua bidang kehidupan manusia. Mereka digunakan dalam pengobatan, tata rias, industri makanan, pertanian dan kebutuhan rumah tangga.

Untuk keperluan medis, asam organik seperti laktat, tartarat, dan askorbat digunakan. Mungkin Anda masing-masing menggunakan vitamin C untuk memperkuat tubuh - inilah asam askorbat. Tidak hanya membantu memperkuat sistem kekebalan tubuh, tetapi juga memiliki kemampuan untuk menghilangkan karsinogen dan racun dari dalam tubuh. Asam laktat digunakan untuk kauterisasi, karena sangat higroskopis. Tapi asam tartarat bertindak sebagai pencahar ringan, sebagai penangkal keracunan alkali, dan sebagai komponen yang diperlukan untuk menyiapkan plasma untuk transfusi darah.

Namun pecinta prosedur kosmetik harus mengetahui bahwa asam buah yang terkandung dalam buah jeruk memiliki efek menguntungkan bagi kulit, karena jika meresap ke dalam dapat mempercepat proses pembaharuan kulit. Selain itu, aroma buah jeruk memiliki efek tonik pada sistem saraf.

Pernahkah Anda memperhatikan bahwa buah beri seperti cranberry dan lingonberry disimpan dalam waktu lama dan tetap segar. Apa kamu tahu kenapa? Ternyata mengandung asam benzoat yang merupakan pengawet yang sangat baik.

Namun asam suksinat banyak digunakan di bidang pertanian, karena dapat digunakan untuk meningkatkan hasil tanaman budidaya. Hal ini juga dapat merangsang pertumbuhan tanaman dan mempercepat perkembangannya.

Aldehida adalah senyawa yang molekulnya mengandung gugus karbonil yang terikat pada atom hidrogen, yaitu rumus umum aldehida dapat ditulis sebagai

di mana R adalah radikal hidrokarbon, yang dapat memiliki tingkat kejenuhan yang berbeda-beda, misalnya jenuh atau aromatik.

Gugus –CHO disebut aldehida.

Keton – senyawa organik yang molekulnya mengandung gugus karbonil yang terikat pada dua radikal hidrokarbon. Rumus umum keton dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana R dan R’ adalah radikal hidrokarbon, misalnya jenuh (alkil) atau aromatik.

Hidrogenasi aldehida dan keton

Aldehida dan keton dapat direduksi dengan hidrogen dengan adanya katalis dan pemanasan menjadi alkohol primer dan sekunder, masing-masing:

Oksidasi aldehida

Aldehida dapat dengan mudah dioksidasi bahkan oleh zat pengoksidasi ringan seperti tembaga hidroksida dan larutan amonia oksida perak.

Ketika tembaga hidroksida dipanaskan dengan aldehida, warna biru awal dari campuran reaksi menghilang, dan endapan oksida tembaga berwarna merah bata terbentuk:

Dalam reaksi dengan larutan amonia oksida perak, garam amoniumnya terbentuk sebagai pengganti asam karboksilat itu sendiri, karena amonia dalam larutan bereaksi dengan asam:

Keton tidak bereaksi dengan tembaga (II) hidroksida dan larutan amonia dari oksida perak. Oleh karena itu, reaksi ini bersifat kualitatif untuk aldehida. Jadi, reaksi dengan larutan amonia oksida perak, bila dilakukan dengan benar, akan menghasilkan pembentukan cermin perak yang khas pada permukaan bagian dalam bejana reaksi.

Jelasnya, jika zat pengoksidasi ringan dapat mengoksidasi aldehida, maka zat pengoksidasi yang lebih kuat, misalnya kalium permanganat atau kalium dikromat, secara alami dapat melakukan hal yang sama. Ketika zat pengoksidasi ini digunakan dengan adanya asam, asam karboksilat akan terbentuk:

Sifat kimia asam karboksilat

Asam karboksilat adalah turunan hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih gugus karboksil.

Gugus karboksilA:

Seperti yang Anda lihat, gugus karboksil terdiri dari gugus karbonil –C(O)- yang terhubung ke gugus hidroksil –OH.

Karena gugus karbonil, yang memiliki efek induktif negatif, terikat langsung pada gugus hidroksil, ikatan O-H lebih polar dibandingkan alkohol dan fenol. Oleh karena itu, asam karboksilat memiliki sifat asam yang lebih menonjol dibandingkan alkohol dan fenol. Dalam larutan air mereka menunjukkan sifat-sifat asam lemah, yaitu. berdisosiasi secara reversibel menjadi kation hidrogen (H+) dan anion residu asam:

Reaksi pembentukan garam

Untuk membentuk garam, asam karboksilat bereaksi dengan:

1) logam menjadi hidrogen dalam rangkaian aktivitas:

2) amonia

3) oksida basa dan amfoter:

4) hidroksida logam basa dan amfoter:

5) garam dari asam lemah - karbonat dan bikarbonat, sulfida dan hidrosulfida, garam dari asam yang lebih tinggi (dengan sejumlah besar atom karbon dalam molekul):

Nama sistematis dan sepele dari beberapa asam dan garamnya disajikan pada tabel berikut:

Rumus asam	Nama asam sepele/sistematis	Nama garam sepele/sistematis
HCOOH	format / metana	format/metanaat
CH3COOH	asetat/etana	asetat/etanoat
CH3CH2COOH	propionik/propana	propionat/propanoat
CH3CH2CH2COOH	minyak/butana	butirat/butanoat

Hal sebaliknya juga harus diingat: asam mineral kuat menggantikan asam karboksilat dari garamnya sebagai asam lemah:

Reaksi yang melibatkan gugus OH

Asam karboksilat mengalami reaksi esterifikasi dengan alkohol monohidrat dan polihidrat dengan adanya asam anorganik kuat, menghasilkan pembentukan ester:

Jenis reaksi ini bersifat reversibel, oleh karena itu, untuk menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan ester, reaksi tersebut harus dilakukan dengan menghilangkan ester yang lebih mudah menguap ketika dipanaskan.

Kebalikan dari reaksi esterifikasi disebut hidrolisis ester:

Reaksi ini terjadi secara ireversibel dengan adanya basa, karena asam yang dihasilkan bereaksi dengan logam hidroksida membentuk garam:

Reaksi substitusi atom hidrogen dalam substituen hidrokarbon

Ketika asam karboksilat bereaksi dengan klor atau brom dengan adanya fosfor merah, ketika dipanaskan, atom hidrogen pada atom karbon α digantikan oleh atom halogen:

Dalam kasus rasio halogen/asam yang lebih tinggi, klorinasi yang lebih dalam dapat terjadi:

Reaksi penghancuran gugus karboksil (dekarboksilasi)

Sifat kimia khusus asam format

Molekul asam format, meskipun ukurannya kecil, mengandung dua gugus fungsi:

Dalam hal ini, ia tidak hanya menunjukkan sifat asam, tetapi juga sifat aldehida:

Saat terkena asam sulfat pekat, asam format terurai menjadi air dan karbon monoksida.

Metode memperoleh. 1 . Oksidasi aldehida dan alkohol primer adalah metode umum untuk pembuatan asam karboksilat. />K M n O 4 dan K 2 C r 2 O 7 digunakan sebagai zat pengoksidasi.

2 Metode umum lainnya adalah hidrolisis hidrokarbon terhalogenasi yang mengandung tiga atom halogen per atom karbon. Dalam hal ini, alkohol yang mengandung gugus OH pada satu atom karbon terbentuk - alkohol tersebut tidak stabil dan memecah air untuk membentuk asam karboksilat:

	ZNaON
R-CCl 3			→	R - COOH + H 2 O
	-3NaCl

3. Memperoleh asam karboksilat dari sianida (nitril) merupakan metode penting yang memungkinkan peningkatan rantai karbon untuk memperoleh sianida asli. Atom karbon tambahan dimasukkan ke dalam molekul melalui reaksi penggantian halogen dalam molekul halokarbon dengan natrium sianida, misalnya:

CH 3 -B r + NaCN→ CH 3 - CN + NaBr.

Nitril asam asetat (metil sianida) yang dihasilkan mudah terhidrolisis bila dipanaskan membentuk amonium asetat:

CH 3 CN + 2H 2 O → CH 3 COONH 4.

Ketika larutan diasamkan, asam dilepaskan:

CH3COONH4+ HCl→ CH 3 COOH + NH 4 Kl.

4. Penggunaan Reagen Grignard sesuai skema:/>

H2O
R- MgBr+ CO 2 → R — COO — MgBr→ R - COOH + Mg (OH) Br

5. Hidrolisis ester:/>

R - COOR 1 + KON → R - MASAK + R'OH,

R - MEMASAK + HCl → R— COOH+ KCl .

6. Hidrolisis asam anhidrida:/>

(RCO) 2 O + H 2 O → 2 RCOOH.

7. Ada metode khusus untuk menyiapkan masing-masing asam./>

Asam format dibuat dengan memanaskan karbon monoksida ( II ) dengan bubuk natrium hidroksida di bawah tekanan dan mengolah natrium format yang dihasilkan dengan asam kuat:

Asam asetat dihasilkan oleh oksidasi katalitik butana dengan oksigen atmosfer:

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 4CH 3 COOH + 2H 2 O.

Untuk mendapatkan asam benzoat, Anda dapat menggunakan oksidasi homolog benzena tersubstitusi tunggal dengan larutan asam kalium permanganat:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 JADI 4 = 5C 6 H 5 COOH + 3 K 2 JADI 4 + 6 MnSO 4 + 14 H 2 O.

Selain itu, asam benzoat dapat dibuat dari benzaldehida dengan menggunakan Reaksi Cannizzaro. Dalam reaksi ini, benzaldehida diolah dengan larutan natrium hidroksida 40-60% pada suhu kamar. Oksidasi dan reduksi secara simultan mengarah pada pembentukan asam benzoat dan, karenanya, fenilmetanol (benzil alkohol):

Sifat kimia. Asam karboksilat merupakan asam yang lebih kuat dibandingkan alkohol karena atom hidrogen pada gugus karboksil mengalami peningkatan mobilitas akibat pengaruh gugus CO. Dalam larutan air, asam karboksilat berdisosiasi:

RCOOH RCOO—+H+

Namun karena sifat kovalen molekul karbon y asam, kesetimbangan disosiasi di atas sudah cukup bergeser kuat ke kiri. Jadi, asam karboksilat - Ini biasanya asam lemah. Misalnya, etana (asetat)asam dicirikan oleh konstanta disosiasi K a = 1,7*10 -5./>

Substituen yang ada dalam molekul asam karboksilat sangat mempengaruhi keasamannya karena efek yang dimilikinya efek induktif. Substituen seperti radikal klorin atau fenil menarik kerapatan elektron dan oleh karena itu menyebabkan efek induktif negatif (-/). Penarikan kerapatan elektron dari atom hidrogen karboksil menyebabkan peningkatan keasaman asam karboksilat. asam. Sebaliknya, substituen seperti gugus alkil mempunyai sifat menyumbangkan elektron dan menciptakan efek induktif positif, +I. Mereka mengurangi keasaman. Pengaruh substituen terhadap keasaman asam karboksilattermanifestasi dengan jelas dalam nilai konstanta disosiasi Ka untuk sejumlah asam. Selain itu, kekuatan asamnyadipengaruhi oleh adanya ikatan ganda konjugasi.

Rumus Asam Karboksilat Ka

Propionik CH 3 CH 2 COOH 1,3*10 -5

Minyak CH 3 CH 2 CH 2 COOH 1,5*10 -5

Asetat CH 3 COOH 1,7*10 -5

Puring CH 3 - CH = CH - COOH 2,0 * 10 -5

Vinilasetat CH 2 =CH-CH 2 COOH 3,8*10 -5

Akrilik CH 2 =CH-COOH 5,6*10 -5

HCOOH format 6.1*10 -4

Benzoat C 6 H 5 COOH 1,4*10 -4

Kloroasetat CH 2 ClCOOH 2,2*10 -3

Tetronik CH 3 - C ≡ C - COOH 1,3*10 -3

Dikloroasetat CHCl 2 COOH 5,6*10 -2

Oksalat HOOC – COOH 5.9*10 -2

TrikloroasetatCCl 3 COOH 2.2*10 -1

Pengaruh timbal balik atom-atom dalam molekul asam dikarboksilat mengarah pada fakta bahwa mereka lebih kuat dari asam monobasa.

2. Pembentukan garam. Asam karboksilat memiliki semua sifat asam biasa. Mereka bereaksi dengan logam aktif, oksida basa, basa dan garam asam lemah:

2 RCOOH + M g → (RCOO) 2 Mg + H 2,

2 RCOOH + CaO → (RCOO) 2 Ca + H 2 O,

RCOOH+ NaOH → RCOONa+ H2O,

RCOOH+ NaHCO 3 → RCOONa+ H 2 O + CO 2.

Asam karboksilat bersifat lemah, sehingga asam mineral kuat menggantikannya dari garam yang bersangkutan:

bab 3 COONa + HCl→ CH 3 COOH + NaCl.

Garam asam karboksilat dalam larutan air dihidrolisis:

CH 3 MASAK + H 2 O CH3COOH + KON.

Perbedaan asam karboksilat dan asam mineral terletak pada kemungkinan terbentuknya sejumlah turunan fungsional.

3. Pembentukan turunan fungsional asam karboksilat. Saat mengganti gugus OH dalam asam karboksilat dengan berbagai gugus (/>X ) turunan fungsional asam yang memiliki rumus umum terbentuk R-CO-X; di sini R berarti gugus alkil atau aril. Meskipun nitril memiliki rumus umum yang berbeda ( R-CN ), biasanya juga dianggap sebagai turunan asam karboksilat, karena dapat dibuat dari asam ini.

Klorida asam dihasilkan oleh aksi fosfor klorida ( V) untuk asam:

R-CO-OH + PC l 5 → R-CO- Cl+ ROS aku 3+ HCl.

Contoh koneksi

Asam Asam benzoat etanoat (asetat). asam klorida Etanoil klorida Benzoil klorida (asetil klorida) asam anhidrida Etana (asetat) benzoat anhidrit Anhidrit ester Etil etanoat (etil asetat) Metil benzoat Amida Etanamida (asetamida) Benzamida Nitril Etannitril Benzonitril (asetonitril)

Anhidrida terbentuk dari asam karboksilat di bawah aksi zat penghilang air:

2 R - CO - OH + P 2 O 5 → (R - CO -) 2 O + 2HPO 3.

Ester dibentuk dengan memanaskan asam dengan alkohol dengan adanya asam sulfat (reaksi esterifikasi reversibel):

Mekanisme reaksi esterifikasi telah diketahui dengan metode "atom berlabel".

Ester juga dapat diperoleh dengan mereaksikan asam klorida dan logam alkali alkoholat:

R-CO-Cl + Na-O-R' → R-CO-OR' + NaCl .

Reaksi asam karboksilat klorida dengan amonia menyebabkan pembentukan Amida:

CH 3 -CO-C aku + CH 3 → CH 3 -CO-CH 2 + HCl.

Selain itu, Amida dapat dibuat dengan memanaskan garam amonium dari asam karboksilat:

Ketika Amida dipanaskan dengan adanya zat pengurasan air, Amida mengalami dehidrasi membentuk nitril:

	R 2 0 5
CH 3 - CO - NH 2	→	CH 3 - C ≡ N + H 2 O

Turunan fungsional dari asam rendah adalah cairan yang mudah menguap. Semuanya mudah dihidrolisis membentuk asam induk:

R-CO-X + H 2 O → R-CO-OH + HX.

Dalam lingkungan asam reaksi-reaksi ini dapat bersifat reversibel. Hidrolisis dalam lingkungan basa bersifat ireversibel dan mengarah pada pembentukan garam asam karboksilat, misalnya:

R-CO-ATAU ‘ + NaOH → R-CO-ONa + R'OH.

4. Sejumlah sifat asam karboksilat disebabkan oleh adanya radikal hidrokarbon. Jadi, ketika halogen bekerja pada asam dengan adanya fosfor merah, asam tersubstitusi halogen terbentuk, dan atom hidrogen pada atom karbon (atom) yang berdekatan dengan gugus karboksil digantikan oleh halogen:

	r kr
CH 3 -CH 2 -COOH + Br 2	→	CH 3 -CHBr-COOH + HBr

Asam karboksilat tak jenuh mampu melakukan reaksi adisi:

CH 2 = CH-COOH + H 2 → CH 3 -CH 2 -COOH,

CH 2 =CH-COOH + C l 2 → CH 2 C l -SHC l -COOH,

CH 2 =CH-COOH + HCl → CH 2 C l -CH 2 -COOH,

CH 2 = CH-COOH + H 2 O → HO-CH 2 -CH 2 -COOH,

Dua reaksi terakhir bertentangan dengan aturan Markovnikov.

Asam karboksilat tak jenuh dan turunannya mampu reaksi polimerisasi.

5. Reaksi redoks asam karboksilat./>

Asam karboksilat, di bawah aksi zat pereduksi dengan adanya katalis, dapat diubah menjadi aldehida, alkohol, dan bahkan hidrokarbon:

Asam format HCOOH memiliki sejumlah ciri karena mengandung gugus aldehida:

Asam format merupakan zat pereduksi kuat dan mudah teroksidasi menjadi CO2. Dia memberi reaksi "cermin perak".:

HCOOH + 2OH → 2Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2NH 3 + H 2 O,

atau dalam bentuk yang disederhanakan:

C H 3 HCOOH + Ag 2 O → 2Аg + CO 2 + H 2 O.

Selain itu, asam format dioksidasi oleh klorin:

HCOOH + Cl 2 → BERSAMA 2 + 2 HCl.

Dalam atmosfer oksigen, asam karboksilat dioksidasi menjadi CO 2 dan H 2 O:

CH3COOH + 2O2 → 2CO 2 + 2H 2 O.

6. Reaksi dekarboksilasi. Asam monokarboksilat jenuh tak tersubstitusi sulit didekarboksilat bila dipanaskan karena kekuatan ikatan C-C yang tinggi. Untuk melakukan ini, perlu menggabungkan garam logam alkali dari asam karboksilat dengan alkali:

Munculnya substituen penyumbang elektron dalam radikal hidrokarbon mendorong reaksi dekarboksilasi:

Asam karboksilat dibasa mudah memisahkan CO2 ketika dipanaskan:

Asam karboksilat- zat organik yang molekulnya mengandung satu atau lebih gugus karboksil.

Gugus karboksil (disingkat COOH) adalah gugus fungsi asam karboksilat dan terdiri dari gugus karbonil dan gugus hidroksil terkait.

Berdasarkan jumlah gugus karboksilnya, asam karboksilat dibedakan menjadi monobasa, dibasa, dan seterusnya.

Rumus umum asam karboksilat monobasa adalah R—COOH. Contoh asam dibasa adalah asam oksalat HOOC—COOH.

Berdasarkan jenis radikalnya, asam karboksilat dibedakan menjadi jenuh (misalnya asam asetat CH 3 COOH), tidak jenuh [misalnya asam akrilat CH 2 =CH—COOH, asam oleat CH 3 —(CH 2) 7 —CH =CH—(CH 2) 7 -COOH] dan aromatik (misalnya benzoat C 6 H 5 -COOH).

Isomer dan homolog

Asam karboksilat jenuh monobasa R-COOH adalah isomer ester (disingkat R"-COOR") dengan jumlah atom karbon yang sama. Rumus umum keduanya adalah C N jam 2 N O2.

G	HCOOH metana (semut)
	CH3COOH etana (asetat)		HCOOCH 3 metil ester asam format
	CH3CH2COOH propana (propionik)		HCOOCH 2 CH 3 asam etil format	CH 3 KOKOH 3 metil ester asam asetat
	CH3(CH2)2COOH butana (minyak)	2-metilpropana	HCOOCH 2 CH 2 CH 3 propil ester asam format	CH 3 COOCH 2 CH 3 etil asetat	CH 3 CH 2 KOKOH 3 metil ester asam propionat
	isomer

Algoritma penyusunan nama asam karboksilat

1. Temukan tulang punggung karbon - ini adalah rantai atom karbon terpanjang yang mencakup atom karbon dari gugus karboksil.
2. Beri nomor atom karbon pada rantai utama, dimulai dengan atom karbon karboksil.
3. Beri nama senyawa menggunakan algoritma hidrokarbon.
4. Di akhir nama, tambahkan akhiran “-ov”, akhiran “-aya” dan kata “asam”.

Dalam molekul asam karboksilat P-elektron atom oksigen gugus hidroksil berinteraksi dengan elektron ikatan - gugus karbonil, akibatnya polaritas ikatan O-H meningkat, ikatan - pada gugus karbonil menguat, muatan parsial (+) pada atom karbon berkurang dan muatan parsial (+) pada atom hidrogen meningkat.

Yang terakhir mendorong pembentukan ikatan hidrogen yang kuat antara molekul asam karboksilat.

Sifat fisik asam karboksilat monobasa jenuh sangat ditentukan oleh adanya ikatan hidrogen yang kuat antar molekul (lebih kuat dibandingkan antar molekul alkohol). Oleh karena itu, titik didih dan kelarutan asam dalam air lebih tinggi dibandingkan dengan alkohol yang bersangkutan.

Sifat kimia asam

Penguatan ikatan - pada gugus karbonil menyebabkan reaksi adisi tidak seperti biasanya pada asam karboksilat.

1. Pembakaran:
   

   CH 3 COOH + 2O 2 2CO 2 + 2H 2 O

2. Sifat asam.
   Karena polaritas ikatan O-H yang tinggi, asam karboksilat dalam larutan berair terlihat terdisosiasi (lebih tepatnya, mereka bereaksi secara reversibel dengannya):

   HCOOH HCOO - + H + (lebih tepatnya HCOOH + H 2 O HCOO - + H 3 O +)

   
   Semua asam karboksilat adalah elektrolit lemah. Dengan bertambahnya jumlah atom karbon, kekuatan asam menurun (karena penurunan polaritas ikatan O-H); sebaliknya, masuknya atom halogen ke dalam radikal hidrokarbon menyebabkan peningkatan kekuatan asam. Ya, berturut-turut

   HCOOH CH 3 COOH C 2 H 5 COOH

   
   kekuatan asam berkurang, dan secara seri

   Meningkat.

   Asam karboksilat menunjukkan semua sifat yang melekat pada asam lemah:

   Mg + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Mg + H 2
   CaO + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O
   NaOH + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O
   K 2 CO 3 + 2CH 3 COOH 2CH 3 MASAK + H 2 O + CO 2

3. Esterifikasi (reaksi asam karboksilat dengan alkohol mengarah pada pembentukan ester):
   
   Alkohol polihidrat, seperti gliserol, juga dapat masuk ke dalam reaksi esterifikasi. Ester yang dibentuk oleh gliserol dan asam karboksilat tinggi (asam lemak) adalah lemak.

   Lemak merupakan campuran trigliserida. Asam lemak jenuh (palmitat C 15 H 31 COOH, stearat C 17 H 35 COOH) membentuk lemak padat yang berasal dari hewan, dan asam lemak tak jenuh (oleat C 17 H 33 COOH, linoleat C 17 H 31 COOH, dll.) membentuk lemak cair (minyak) yang berasal dari tumbuhan.

4. Substitusi radikal hidrokarbon:
   
   Pergantian terjadi pada posisi -.

   Keunikan asam format HCOOH adalah bahwa zat ini merupakan senyawa bifungsional; ia merupakan asam karboksilat dan aldehida:
   
   Oleh karena itu, asam format antara lain bereaksi dengan larutan amonia perak oksida (reaksi cermin perak; reaksi kualitatif):
   

   HCOOH + Ag 2 O (larutan amonia) CO 2 + H 2 O + 2Ag

Persiapan asam karboksilat