Карбон қышқылы

Құрылымында кем дегенде бір карбоксиль тобына (карбонильді- альдегидтер мен кетондардың біріктірілген тобы , сондай-ақ гидроксильді-функционалдық топтары) біріккен химиялық органикалық қосылыстар жалпы атауды алады - карбон қышқылдары. Олардың формуласы R-COOH ретінде ұсынылуы мүмкін, мұнда R - көмірсутегі моновалентті функционалды топ. Кез-келген карбон қышқылы, көптеген бейорганикалық қышқылдардан айырмашылығы, әлсіз және толығымен иондарға бөлінеді.

Ең қарапайым мысалдар - формальды қышқыл (метан) H-COOH. Атауы 1670 жылы Англияның натуралисті Джон Рэйдің қызыл құмыралары туралы алғашқы түбірімен түсіндіріледі. Екі немесе одан да көп карбоксил топтары бар карбон қышқылы дибасикалық (немесе дикарбоксил), тайпа (немесе трикарбоксил) деп аталады. Ең қарапайым мысал - екі карбоксильді топтың молекуласында C2H2O4 формуласы бар қышқыл қышқылы . Гексафториялық қышқыл ретінде, алюминий (гексацарбон қышқылы), C12H6O12 формуласын беруге болады. Молекулада алты карбоксильді топ бар, олар бензол сақинасында сутегі атомдарын ауыстырды.

Органикалық қышқылдар, әдетте, табиғатта кездеседі. Мысалы, гексацарбон қышқылы қоңыр көмірде табылған бал тасында болады.

Осы сыныптың көптеген маңызды табиғи қосылыстары бар. Бұған 1784 жылы шведтік фармацевт К.Шеледің піспеген лимондардың шырынынан алынған лимон қышқылы C6H8O7 (азық-түлік қоспалары E330-E333) кіреді. Тартар қышқылы C4H6O6 - тамақ қоспасы E334). Бұл карбон қышқылы табиғатта кең таралған. Ол көптеген жемістердің жаңа шырындарында кездеседі.

Егер осы органикалық қосылыстардың кез-келген гомологтық сериясын қарастырсақ, онда молекулярлық салмақты жоғарылайтын қасиеттердің тұрақты өзгеруі бар. Әрбір қосылыстың қасиеттері олардың молекулаларының құрылымына байланысты, яғни көбінесе карбон қышқылдарының изомериясымен анықталады. Гомологтық сериялардың алғашқы өкілдері сірке және пропионді қоса алғанда, формальды қышқылдан құрылған сұйықтықтарға жатады. Оларда өткір иіс бар және суда оңай еритін. Жоғары өкілдер суда ерімейтін қатты заттар болып табылады.

Карбон қышқылдарының химиялық қасиеттері көбінесе карбонил тобының гидроксил тобына әсерімен анықталады. Сондықтан, бұл қосылыстар, спирттерден айырмашылығы, айқын қышқыл сипатқа ие.

Мысалы, су ерітінділерінде литмусты қызыл түске қосқаннан кейін сұйықтықтың боялғанын дәлелдейтін иондарға бөлінеді. Бұл сутегі катиондарының болуын білдіреді. Яғни, олардың су ерітінділерінің ортасы қышқыл (рН 7-ден аз).

Металлдармен немесе негіздермен өзара әрекеттескен кезде карбон қышқылдары тұзды құра алады: 2CH3-COOH + Mg → (CH3-COO) 2Mg + H2 ↑.

Органикалық қышқылдар карбонаттармен химиялық реакцияларға енеді, көмір қышқылын ауыстырады: 2CH3-COOH + MgCO3 → (CH3-COO) 2Mg + H2O + CO2 ↑.

Олар аммиакпен оңай араласып, тұздар түзеді: CH3-COOH + NH3 → CH3-COONH4.

Органикалық қышқылдардың қышқыл қасиеттері теріс индукциялық әсерімен радикалды алмастырғыштардың болуымен күшейтіледі. Мысалы, хлордың қышқыл сірке қышқылы бойынша хлордың атомдары бір атомды біртіндеп ауыстырып, хлорацетикалық қышқылдарды алуымен, содан кейін дихлорацетикалық қышқылмен және трихлоруксус қышқылымен, олардың қышқылдық қасиеттерінің күрт ұлғаюы байқалады.

Кез келген карбон қышқылын бірнеше тәсілмен алуға болады. Ең кең таралған әдіс тотығу реакциясына негізделген. Бастапқы реагенттер ретінде алкоголь немесе альдегидтер қабылданады. Органикалық қышқылдарды алудың тағы бір тәсілі - олар минералды қышқылдармен сұйылтылған кезде пайда болатын нитридтердің гидролизі.