Көміртектің сутекті және оттекті қосылыстары
Метан - СН4, иіссіз, түссіз газ. Ол шалшық немесе кеніш газы деп аталады, себебі метан көмір бассейндерінде көмір өндіргенде жинақталады, кейде сол газ жарылып апатты жағдайлар туып жатады, яғни мына реакция жүреді: СН4+ 2О2= СО2+ 2Н2О
Метан - суда ерімейтін, ауадан жеңіл газ D (ауа)=0,55.
оттекті қосылыстары.Көміртек II және IV валенттілігіне сәйкес оксидтер CO мен СО2 түзеді.
Көміртек (II) оксиді CO. Алынуы.Өнеркәсіпте (домна пештерінде) кокс жанып, көмірқышқыл газына айналады. Ал оттегі жетіспегенде көмірмен әрекеттесіп көміртек (II) оксидін түзеді.С + О2 = СО2СО2 + С = 2СО 2С + О2 = 2CO
Ауадан сәл жеңіл, түссіз улы газ, суда нашар ериді. Иіс газы деп аталады. Қалыпты жағдайда сумен әрекеттеспейді.
Химиялық қасиеті.CO тұз түзбейтін оксид, көбінесе жоғары температурада тотықсыздандырғыш ретінде домна пешінде, органикалық, синтезде қолданылады. Қыздырғанда металлоксидтерінен металды тотықсызданды
рады.CuO + CO = Cu + СО2\SiО2 + 2СО = Si + 2CО2
Көмір (II) оксиді - ауада көгілдір жалынмен жанатын газ.
2СО + О2 = СО2
Көміртек (IV) оксиді.Көміртек (IV) оксиді - СО2, түссіз, иіссіз, ауадан ауыр, жануды қолдамайтын, жануарлар мен адамдардың тыныс алуы нәтижесінде бөлінетін газ (ауада 0,039%). СО2 - көмірқышқыл газы ауадан ауыр болғандықтан (D (ауа) = 1,52) жертөлелерде, шұңқырларда, шахталарда, құдықтарда жиналып қалады. Сол жерлерде жүргенде сақтануережелерін қолданады. Сондай-ақ белмелерді де жиі желдету қажет. Ол оңай сұйыққа айналады (5, 7 мПа қысымда, 20°С), ал - 78,5°С қатты күйге де (құрғақ мұз) айнала алады. Құрылымдық формуласы О = С = О
Алынуы1) жану реакциясыС + О2 = СО2.
2) карбонаттар айырылғанда СаСО = СО2↑ + СаО
3) зертханада СаСО3 + 2HCl = СO2↑ + СаСl2 + Н2O
4)негіздік тұз\р айырылда(CuОH)2CО3=СО2+2СuО+ Н2О
5) органикалық заттар жанғанда СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
Химиялық қасиеттері.СО2 - қышқылдық оксид, оған көмір қышқылы сәйкес келеді. Мынадай реак\ға түседі:
1) негіздік О мен әрекеттесіп тұз түзеді:СО2+ СаО = СаСО3
2)негізбен тұз бен су түзеді:СО2 +Са(ОН)2 = СаСО3↓ + Н2О
3)кальций карбонатң судағы еріт\не көмірқышқылга зынартық мөлшерде жібергенде тұнба жойылып, ерімтал қышқыл тұз түз\і:СаСО3 + Н2О + СО2 → Са(НСО3)2
4) сумен әрекеттескенде әлсіз, тұрақсыз көмір қышқылын береді: СО2+Н2О ↔ Н2СО3
Кальций гидроксиді, ізбес суы, әк сүті, көмірқышқыл газына сапалық реакция жасайтын реагент болады (СаСО3 ақ тұнбаның түзілуі).Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О
Қолданылуы.Өрт сөндіргіштерде, газдандырылған сулар алғанда, тоңазыткыштарда қолданылады.[1]
Альдегидтер мен кетондар
Көмірсутек радикалдарымен байланысқан карбонил(- СОН)тобы бар органикалық заттарды альдегидтер немесе кетондар деп атайды. Альдегидтерде карбонил тобы сутек атомымен және көмірсутек радикалымен байланысады. Жалпы формуласы R – CОН – альдегидтер, R – CО– R- кетондар.Альдегидтер мен кетондар қаныққан, қанықпаған, ашық және тұйық тізбекті болып бөлінеді.
Альдегидтердің изомериясы көміртегі атомдарының тізбегінің құрылысына байланысты, ал кетондардың изомериясы радикалдың құрылысына және карбонил тобының орнына байланысты атаулары:
СН3 – СН2 - СОН – метилэтаналь;
СН3СН2СН(СН3)СОН - 2-метилбутаналь;
СН3 – (СН3)2ССО – СН2 – СН3 – 2,2-диметилпентанон-3;
Химиялық қасиеттері.Альдегидтер мен кетондар көптеген химиялық реакцияға белсенді қатысады. Бұл карбонил тобындағы қос байланыстың біреуі σ- байланыс, ал екінші π- байланыс болғандықтан, электрон тығыздығы көміртек атомынан оттегі атомына қарай ығысып, поляризациялануынан болады. Сондықтан химиялық реакция кезінде карбонил тобы жоғарғы белсенділік көрсетеді. Олар қосып алу, алмасу, тотығу, полимерлену, конденсация реакцияларына қатысады.
1. Қосып алу реакциялары. а) Альдегидтер мен кетондар никель катализаторы қатысында сутегіні қосып алады. Бұл реакция бойынша альдегидтерден біріншілік спирт, ал кетондардан екіншілік спирт түзіледі. ә) Альдегидтер аммиакпен әрекеттеседі, кетондар әрекеттеспейді. б)Көгерткіш қышқылды (НСN) қосып алу. Оксинитрилдер түзіледі. в)Альдегидтер спирттерді қосып алып, жартылайацетальдар түзіледі.Егер реакцияны хлорлы сутек қатысында қыздыру арқылы жүргізсе, толық ацеталь түзіледі.
2. Тотығу реаксы.СН3 – СНО + Ag2O → CH3 – COOH + 2Ag
сірке қышқылы
3.Орын басу реакциялары. Орын басу реакциялары карбонил тобы арқылы жүреді. а)альдегидтер гидроксиламинмен әрекеттесіп, оксимдер түзіледі. Бұл реакцияға кетондар да түседі. б)альдегидтер гидразинмен әрекеттесіп, гидразондар түзеді.
4. Конденсациялану реакциясы. Бұл реакция әлсіз сілтінің қатысында, альдегидтің немесе кетонның екі - үш молекуласының қосылуы арқылы жүреді. Реакция нәтижесінде альдоль түзіледі. Альдоль деп, құрамында гидроксил және карбонил топтары бар қосылысты(альдегидоспирт) атайды. Сондықтан оларды альдольды конденсация дейді.
5.Полимерлену реакциясы.Күкірт қышқылының аз мөлшерінің әсерінен тек альдегидтер полимерленеді. Кетондар полимерленбейді.
6. Канниццаро реакциясы. Концентрлі сілтілердің әсерінен α- сутегі атомы жоқ және альдольға димерленбейтін альдегидтер Канниццаро реак\на түседі.Мұнда альдегидтер
дің жарты молекуласы қышқылға дейін тотығады, ал жарты молекуласы спиртке дейін тотықсызданады. 2С6Н5СНО + NaOH → C6H5COONa + C6H5CH2OH
бензальдегид натрий бензоаты бензил спирті
Альдегидтер мен кетондарды алудыңбірнеше ортақ әдістері бар. 1.Спирттерді тотықтырып не каталитикалық дегидрлеп: біріншілік спирттерден альдегидтерді, екіншілік спирттерден кетондарды алады.
2.Қышқылдардың не олардың қоспаларының буларын кей металдар оксидтері (ThO2, MnO2, CaO, ZnO) үстінен 400-450°С температурада жіберіп пиролиз арқылы алады:
RCOOH + HCOOH ® RCHO + CO2 +H2O
2RCOOH® RCOR + H2O + CO2
3.Геминальды дигалоген туындыларының гидролизі арқылы: (көмірсутектердің галоген туындылары тақырыбында қарастырылған) екі галоген де шеткі көмертек атомында орналасқан болса, альдегид түзіледі, ал ортадағы көміртек атомында болса – кетондар түзіледі:
1. Ацетилен және оның гомологтарын гидратациялағанда (сынап(ІІ) тұздары қатысында сірке альдегиді (Кучеров реакциясы) және кетондар түзіледі:
5. Техникада альдегидтерді СО және Н2 олефиндерге тура қосып алады (оксосинтез), қысым(100-200атм) кобальт не никель катализаторы қатысында
6. Карбон қышқылдары тұздарының термиялық айрылуы реакциясы. Құмырсқа және басқа карбон қышқылдары тұздарының қоспасын термиялық айырғанда альдегидтер алынса, ал басқа қоспалардан кетондар түзіледі:
КАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ Карбон қышқылдырының молекуласында көміртек радикалымен байланысқан бір немесе бірнеше карбоксил тобы -СООНболады.Жалпы формуласы СnH2nO2 не CnH2n+1COOH. Карбон қышқылдары қаныққан, қанықпаған және ароматты
болып бөлінеді. Құрамындағы карбоксил тобының санына байланысты бір негізді, екі негізді, көп негізді болып бөлінеді. Бір негізді карбон қышқылы: СН3СООН, СН3 – СН2 – СООН.Қаныққан бір негізді карбон қышқылдарының изомериясы көміртегі тізбегінің құрылысына байланысты, изомері көміртегі атомдар саны 4-тен жоғары басталады. C3H7COOH – екі изомер; C4H9COOH – төрт изомері болады. HCOOH – құмырсқа (метан) қышқылы; СН3-СООН - сірке (этан) қышқылы; С2Н5-СООН - пропион (пропан) қышқылы; С3Н7-СООН - май (бутан) қышқылы; СН3- СН(СН3) – СООН - изомай (2-метилпропан) қышқылы