Карбон қышқылдарының физикалық қасиеттері. Химия, 11 сынып, дидактикалық материал.

Карбон қышқылдарының физикалық қасиеттері

  Алғашқы үш өкілі - жеңіл, иісі бар түссіз сұйықтық, ал көміртегі 4-10 атомы бар қышқылдар жағымсыз иісі бар майлы сұйықтықтар. Образование этих кислот при воздействии кожных бактерий на жиры в сальных железах человека объясняет запах плохо вентилируемых раздевалок.  Осы қышқылдардың тері бактерияларының әсерінен адамның май бездеріндегі түзілуі нашар желдетілетін шкафтардың иісін түсіндіреді.

Судағы ерігіштігі

кесте 1 Карбон қышқылдарының судағы ерігіштігі

1-4 көміртегі атомдары бар төменгі қышқылдар сумен және спиртпен кез-келген қатынаста араласады. Төменгі қышқылдардың (C₁-C₄) су және cпирттерде шексіз ерігіштігі қышқыл молекулаларының карбоксил тобының әсерінен полярлы болып, су межәне спирт молекулаларымен сутек байланысын түзуге қатыса алатындығымен түсіндіріледі (сур.1)

сурет. 1 Су және карбон қышқылдарының молекулалары арасындағы сутектік байланыс

 Көміртек тізбегінің өсуімен карбон қышқылдардың ерігіштігі кемиді. Көміртегі атомдар саны 15 және одан жоғары (жоғары қышқылдар) карбон қышқылдары суда ерімейтін балауыз тәрізді қатты заттар болып табылады. Бұл ұзын көмірсутекті тізбектер арасындағы молекулааралық тартылыс күштерінің артуы әсерінен карбон қышқылдарының молекулалары полярлы су молекуласына қарағанда, бір біріне күштірек тартылады, немесе карбон қышқылдардың гидрофобты қасиеттері (грек. ὕδωρ «су» + φόβος «қорқу, жек көру») артады.

Тығыздығы

Құмырсқа және сірке қышқылдарының тығыздығы 1-ден жоғары, қалған қышқылдардықы - төмен.

Балқу және қайнау температуралары

 Карбон қышқыл молекулаларының арасында сутегі байланысы болғандықтан карбон қышқылдарының қайнау және балқу температуралары сәйкес көмірсутектер мен спирттерге қарағанда әлдеқайда жоғары. Гидроксил тобындағы байланыс O^- ← H⁺ типіне сәйкес полярланғандықтан олардың молекулалары күшті ассоцияланады. Сонымен қатар, карбон қышқылдары басқа гидроксил тобындағы оттегімен ғана емес, электртерістігі едәуір жоғары карбонил диполінің оттегімен сутегі байланысты түзуі мүмкін. Әдетте, қатты күйдегі карбон қышқылдары негізінен циклдік димер түрінде болады (2-сурет), ал сұйық күйде сызықтық ассоцияланады. .

сур.2 Карбон қышқылының екі молеуласы арасындағы сутекті байланыс

 Молекуладағы көміртек тізбегінде көміртек атом саны артуымен карбон қышқылдарының қайнау температурасы артады (кесте 2). Бұл көміртегі тізбегі ұзарған сайын осы көміртек тізбектерінің өзара әрекеттесуінің молекулааралық күштерінің артуы, Ван-дер-Ваальс әлсіз күштерінің анағұрлым маңызды болуымен түсіндіріледі.

  Көміртек атомдарының саны бірдей болған кезде, нормальды құрылымды қышқылдар изоқұрылымдық қышқылдарға қарағанда жоғары температурада қайнайды. Тармақталған көмірсутек тізбегі карбоксил тобына қарай электрондық тығыздығын күштірек ығыстырады, соның салдарынан О - Н байланыстың полярлылығы тармақталмаған тізбекке қарағанда кемиді, немесе қайнау температурасы төмен болады.

кесте 2 Карбон қышқылдарының балқу және қайнау температуралары

 Жұп көміртегі атом саны бар нормальді құрылымды қышқылдардың балқу температуралары тақ санды көрші қышқылдардың балқу температурасынан жоғары болады. Қатты күйден сұйық күйге өту (кристалдың бұзылуы) молекулааралық өзара әрекеттестіктің беріктігі ғана емес, сонымен қатар кристалл торында молекулалардың орналасуы да әсер етеді. Көміртек атомы жұп сан болғанда метил және карбоксил топтары молекула осінің екі жағында, ал тақ болғанда бір жағында орналасады. Симметриялы құрылымға байланысты, көміртегі атомдарының саны жұп болатын қышқыл молекулалары кристалдық торда бір-бірімен өзара күшті әрекеттеседі, торды бұзу қиынырақ болады.