3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

128

2. Reakcje

– redukcja ketonów do alkoholi II-rz´dowych:

gdzie R i R' sà podstawnikami alifatycznymi lub aromatycznymi, na
przyk∏ad:

3.6. Kwasy karboksylowe

3.6.1. Otrzymywanie i nazewnictwo kwasów karboksylowych

Kwasy karboksylowe sà zwiàzkami, w których grupà funkcyjnà jest

grupa karboksylowa:

Grupa karboksylowa w porównaniu do grupy karbonylowej jest bo-

gatsza o atom tlenu. Ogólny wzór kwasów karboksylowych zapisuje si´
w nast´pujàcej postaci:

gdzie R to atom wodoru, podstawnik alifatyczny lub aromatyczny.

Kwasy karboksylowe sà doÊç rozpowszechnionà grupà zwiàzków, dla-

tego wiele z nich okreÊla si´ wcià˝ nazwami zwyczajowymi, pochodzàcy-
mi cz´sto od surowców, z jakich je wyodr´bniono. Kwas octowy, majàcy
du˝e zastosowanie w gospodarstwie domowym, wyodr´bniano przez
stulecia z octu winnego, a kwas mrówkowy, stosowany w medycynie
ludowej jako sk∏adnik Êrodków przeciwreumatycznych, wydzielajà
mrówki. Obecnie stosuje si´ dwa systemy nazewnictwa kwasów karbok-
sylowych – system zalecany przez IUPAC oraz starszy, ale doÊç rozpo-
wszechniony system oparty na nazwach zwyczajowych.

Nazw´ systematycznà kwasu tworzy si´, podajàc po nazwie „kwas”

nazw´ w´glowodoru, od którego dany kwas pochodzi, z koƒcówkà -owy
(tab. 3.4).

—

R—C

OH

O

R—COOH

lub

—

—C

OH

O

—

—C

O

grupa karboksylowa

grupa karbonylowa

CH

3

CH

2

—C—CH

3

O

Ni

CH

3

CH

2

—C—CH

3

+ H

2

OH

H

—

—

$

R—C—R'

O

[H]

R—C—R'

OH

H

——

$

Wzór ogólny
kwasów, które
majà nasycony
∏aƒcuch w´glo-
wodorowy,
mo˝na napisaç
w postaci
C

n

H

2n + 1

COOH.

3.6. Kwasy karboksylowe

Je˝eli kwas ma podstawniki zwiàzane z ∏aƒcuchem g∏ównym, to ∏aƒ-

cuch zawierajàcy grup´ karboksylowà numeruje si´, poczàwszy od grupy
karboksylowej:

Dalsze zasady tworzenia nazwy sà takie same jak przy poprzednich

grupach zwiàzków: przed nazwà podaje si´ nazwy podstawników w ko-
lejnoÊci alfabetycznej oraz numery atomów w´gla, przy których te pod-
stawniki wyst´pujà. Powy˝szy kwas nazywa si´ wi´c kwasem 2-metylo-
propanowym. JeÊli wyst´puje nazwa zwyczajowa tego kwasu, to
zamiast numerów przy kolejnych atomach w´gla pojawià si´ oznacze-
nia literowe alfabetu greckiego, przy czym numeracj´ takà rozpoczyna
si´ nie od grupy karboksylowej, lecz od atomu w´gla po∏o˝onego bez-
poÊrednio za nià:

Nazwa zwyczajowa powy˝szego kwasu brzmi – kwas

α-metylopropio-

nowy. Nale˝y jednak przestrzegaç zasady niemieszania obu systemów
nazywania kwasów.

Grupa karboksylowa jest grupà o wy˝szej randze od grup wczeÊniej

poznanych, dlatego podczas nazywania zwiàzku o bardziej rozbudowa-
nej strukturze numerowanie rozpoczynamy od grupy karboksylowej,
traktujàc pozosta∏e grupy funkcyjne jak podstawniki:

CH

2

—CH

2

—CH

2

—COOH

OH

—

4

3

2

1

kwas-4-hydroksybutanowy

(lub kwas

c-hydroksymas∏owy)

CH

3

—CH—COOH

CH

3

—

β

α

CH

3

—CH—COOH

CH

3

—

3

2

1

129

Wzór kwasu

Nazwa zwyczajowa

Nazwa systematyczna

kwas mrówkowy

kwas metanowy

kwas octowy

kwas etanowy

HCOOH

CH

3

COOH

kwas propionowy

kwas propanowy

kwas mas∏owy

kwas butanowy

CH

3

CH

2

COOH

CH

3

CH

2

CH

2

COOH

kwas palmitynowy

kwas heksadekanowy

C

15

H

31

COOH

kwas stearynowy

kwas benzoesowy

kwas oktadekanowy

kwas benzenokarboksylowy

C

17

H

35

COOH

C

6

H

5

COOH

Tab. 3.4. Nazwy zwyczajowe i systematyczne kwasów karboksylowych

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

130

Kwasy karboksylowe otrzymuje si´ w wyniku utleniania aldehydów lub

alkoholi I-rz´dowych. W przypadku alkilowych pochodnych zwiàzków
aromatycznych, takich jak toluen czy etylobenzen, utlenieniu ulega ∏aƒ-
cuch w´glowodorowy. Jako utleniaczy u˝ywa si´ manganianu(VII) pota-
su i kwasu azotowego(V). Tlenek srebra i wodorotlenek miedzi(II) stosu-
je si´ tylko do utleniania aldehydów (w próbach Tollensa i Trommera).

Utlenianie toluenu prowadzi wi´c bezpoÊrednio do otrzymania kwasu

benzenokarboksylowego:

Utlenianie etanolu prowadzi natomiast do otrzymania kwasu etano-

wego (octowego):

W wyniku utleniania propanalu powstaje kwas propanowy:

Mo˝na zauwa˝yç, ˝e aldehyd stanowi poÊrednie stadium podczas

utleniania alkoholi I-rz´dowych:

3.6.2. W∏aÊciwoÊci fizyczne i chemiczne kwasów karboksylowych

ObecnoÊç silnie polarnej grupy karboksylowej wp∏ywa na wi´kszoÊç

w∏aÊciwoÊci kwasów. Du˝y ∏adunek ujemny zgromadzony na atomie tlenu
grupy karboksylowej i silnie dodatni atom wodoru po∏àczony z atomem
tlenu umo˝liwiajà wytwarzanie wiàzaƒ wodorowych zarówno mi´dzy czà-
steczkami kwasu, jak i z czàsteczkami innych zwiàzków, na przyk∏ad wody:

$

$

CH

3

—CH

2

OH

CH

3

—COOH

[O]

etanol

kwas etanowy
(kwas octowy)

[O]

O

H

—

CH

3

—C

etanal

(aldehyd octowy)

O

H

—

CH

3

—CH

2

—C

CH

3

—CH

2

—COOH

propanal

kwas propanowy

(propionowy)

$

utlenianie

$

CH

3

—CH

2

OH

CH

3

—COOH

utlenianie

etanol

kwas etanowy

(octowy)

$

utlenianie

CH

3

COOH

COOH

NO

2

kwas o-nitrobenzenokarboksylowy (lub kwas o-nitrobenzoesowy)

Utlenianie etylo-
benzenu prowa-
dzi do powsta-
nia kwasu
benzoesowego
i tlenku
w´gla(IV)
oraz wody.

3.6. Kwasy karboksylowe

131

Symetryczne roz∏o˝enie ∏adunków dodatnich i ujemnych w grupie

karbonylowej pozwala na dimeryzacj´ czàsteczek, czyli ∏àczenie si´
dwóch czàsteczek w jeden wi´kszy uk∏ad (ryc. 3.17). W przypadku kwa-
sów karboksylowych dimeryzacja polega na wytworzeniu mi´dzy dwie-
ma czàsteczkami kwasu dwóch wiàzaƒ
wodorowych.

Ma∏a lotnoÊç kwasów wynika ze

zdolnoÊci do tworzenia wiàzaƒ wodo-
rowych mi´dzy czàsteczkami kwasu.

Porównawszy temperatury wrzenia

metanolu, metanalu i kwasu mrówko-
wego, przekonujemy si´, ˝e najbar-
dziej lotny jest HCHO, niemogàcy
wytworzyç mi´dzy swoimi czàsteczka-
mi wiàzaƒ wodorowych, a najmniej
lotny jest kwas mrówkowy, wytwarza-
jàcy du˝à liczb´ silnych wiàzaƒ wodo-
rowych.

W podobny sposób zmieniajà si´

temperatury wrzenia etanolu, etanalu
i kwasu octowego. Zwiàzki te, jak wy-
nika z tabeli 3.5, sà nieco mniej lotne
od omawianych czàsteczek jednow´-
glowych, gdy˝ majà od nich nieco
wi´kszà mas´. WÊród tych zwiàzków
najbardziej lotny etanal jest w tempe-
raturze pokojowej ∏atwo parujàcà cie-
czà, podczas gdy kwas octowy to ciecz
o temperaturze wrzenia wy˝szej od
wody.

DoÊwiadczenie

Porównanie lotnoÊci etanolu i kwasu mrówkowego

Na pasek bibu∏y nanieÊ za pomocà bagietki kropl´ etanolu i kropl´

kwasu mrówkowego. Odczekaj chwil´ i porównaj, która z plamek szyb-
ciej wyparowa∏a.

O

H

O

H

H

—

—

CH

3

—C

—

O

H

H

—

—

O

Ryc. 3.17. Model dimeru tworzonego przez czàsteczki
kwasu octowego

Kwasy karbok-
sylowe majà
ma∏à lotnoÊç
dzi´ki powstajà-
cym silnym
wiàzaniom
wodorowym.

Tab. 3.5. Temperatury wrzenia alkoholi, aldehydów i kwa-
sów karboksylowych

Nazwa
zwiàzku

Wzór
zwiàzku

Temperatura
wrzenia [°C]

CH

3

OH

64,6

HCHO

–20

metanol

metanal

HCOOH

101

CH

3

CH

2

OH

78,3

kwas mrówkowy

etanol

CH

3

CHO

20,7

etanal

CH

3

COOH

118

kwas octowy

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

132

DoÊwiadczenie

Porównanie rozpuszczalnoÊci kwasu octowego i kwasu stearynowego
w wodzie

Nalej do dwóch probówek po oko∏o 5 cm

3

wody. Nast´pnie do jednej

dodaj 1 cm

3

kwasu octowego, a do drugiej – odrobin´ kwasu stearynowe-

go. Porównaj rozpuszczalnoÊç obu zwiàzków.

ZdolnoÊç do tworzenia wiàzaƒ wodorowych z wodà wyjaÊnia dobrà roz-

puszczalnoÊç kwasów karboksylowych w wodzie. Jednak w miar´ wzrostu
d∏ugoÊci ∏aƒcucha w´glowodorowego zdolnoÊç ta zanika. Kwasy o tak du-
˝ej czàsteczce, jak kwas stearynowy, sà nierozpuszczalne w wodzie, gdy˝ na
ich w∏aÊciwoÊci silnie wp∏ywa d∏ugi niepolarny ∏aƒcuch w´glowodorowy.

Kwasy karboksylowe, podobnie jak kwasy nieorganiczne, majà zdol-

noÊç do zmieniania odczynu roztworu na kwasowy. Papierek uniwersalny
barwi si´ w roztworach kwasów na czerwono, a oran˝ metylowy wkroplo-
ny do roztworu kwasu zmienia zabarwienie z pomaraƒczowego na czer-
wone. ZdolnoÊç do zmiany odczynu roztworów kwasów wynika z obecno-
Êci silnie spolaryzowanego wiàzania O—H w czàsteczce kwasu. Wiàzanie
to ∏atwo ulega rozerwaniu, w roztworze pojawiajà si´ wtedy jony wodoro-
we, które sà przyczynà zmiany zabarwienia wskaêników.

Kwasy organiczne – w porównaniu z wi´kszoÊcià kwasów nieorganicz-

nych – sà kwasami s∏abymi, ale ich moc jest wystarczajàca do przeprowa-
dzenia reakcji z metalami, tlenkami metali i wodorotlenkami.

DoÊwiadczenie

Badanie kwasowych w∏aÊciwoÊci kwasu octowego

Nalej do trzech probówek po oko∏o 5 cm

3

20% roztworu kwasu octo-

wego. W jednej z probówek zanurz na moment papierek uniwersalny
i zanotuj odczyn roztworu. Nast´pnie do jednej probówki wrzuç odrobi-
n´ wiórków magnezowych, do drugiej dodaj 2 cm

3

5% roztworu zasady

sodowej, zabarwionej fenoloftaleinà na malinowo, a do trzeciej dodaj
szczypt´ tlenku miedzi(II). Probówk´ z tlenkiem miedzi(II) lekko
ogrzej. Zapisz wyniki obserwacji.

Papierek uniwersalny zabarwi∏ si´ w roztworze kwasu octowego na

czerwono. Wiórki magnezowe przereagowa∏y burzliwie z kwasem, zgod-
nie z równaniem:

2 CH

3

COO

H

+ Mg

$ (CH

3

COO)

2

Mg +

H

2

kwas octowy

sól – octan magnezu

Zabarwienie fenoloftaleiny w roztworze NaOH zanik∏o po dodaniu

roztworu do kwasu, gdy˝ wodorotlenek zosta∏ zoboj´tniony zgodnie
z równaniem:

CH

3

COO

H

+ Na

OH

$ CH

3

COONa +

H

2

O

kwas octowy

sól – octan sodu

Rozpuszczalne
kwasy karbok-
sylowe powo-
dujà powstawa-
nie kwaÊnego
odczynu wod-
nych roztwo-
rów.

3.6. Kwasy karboksylowe

133

Kwas octowy reaguje tak˝e z tlenkami metali. Czarny tlenek miedzi

reaguje po ogrzaniu z kwasem octowym, tworzàc niebieski roztwór soli
zgodnie z równaniem:

2 CH

3

COO

H

+ Cu

O

$ (CH

3

COO)

2

Cu +

H

2

O

kwas octowy

sól – octan miedzi(II)

Kwas octowy i jego wy˝sze homologi, czyli czàsteczki o d∏u˝szych od

niego ∏aƒcuchach, sà odporne na dzia∏anie Êrodków utleniajàcych. Pró-
ba utlenienia kwasu octowego lub mas∏owego za pomocà roztworu man-
ganianu(VII) potasu koƒczy si´ niepowodzeniem (roztwór KMnO

4

po-

zostaje nieodbarwiony).

3.6.3. Wa˝niejsze kwasy monokarboksylowe

Kwas metanowy (mrówkowy) HCOOH

Kwas ten ró˝ni si´ nieco od pozosta∏ych kwasów karboksylowych,

gdy˝ w strukturze jego czàsteczki nie wyst´pujà wiàzania w´giel–w´giel:

Czàsteczka kwasu mrówkowego ma tylko wiàzanie w´giel–wodór,

które jest ∏atwe do rozerwania. Z tego powodu:
a) czàsteczk´ kwasu mrówkowego ∏atwo utleniç do CO

2

:

[O]

HCOOH

$ CO

2

+ H

2

O

b) silne Êrodki odwadniajàce powodujà rozpad czàsteczki na wod´ i CO:

Kwas mrówkowy znajduje si´ w przyrodzie w stanie

wolnym, na przyk∏ad w organizmach mrówek (3.18)
lub we w∏oskach parzàcych pokrzyw.

Kwas mrówkowy jest bezbarwnà cieczà, która

krzepnie w temperaturze 8,4°C, a wrze w temperatu-
rze nieco powy˝ej 100°C. Ma ostry zapach i bardzo do-
brze rozpuszcza si´ w wodzie. Reaguje tak jak pozosta-
∏e kwasy karboksylowe – z metalami aktywnymi,
tlenkami metali i zasadami, tworzàc sole nazywane
mrówczanami. Na przyk∏ad:

HCOOH + KOH

$ HCOOK + H

2

O

kwas mrówkowy

mrówczan potasu

—

O

O

H

CO +

H

2

O

H—

C

—

H

2

SO

4

st´˝.

grupa aldehydowa

—

O

O

H

H—C

—

grupa karboksylowa

—

O

O

H

H—

C

—

Kwasy mono-
karboksylowe
majà jednà gru-
p´ COOH.
Istniejà takie
kwasy, które
majà wi´cej ni˝
jednà grup´
karboksylowà,
na przyk∏ad
kwas szczawio-
wy o wzorze
COOH

COOH

—

Ryc. 3.18. Kwas mrówkowy wyst´pu-
je w przyrodzie w stanie wolnym; wy-
kryto go tak˝e w organizmach mró-
wek (stàd nazwa).

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

134

Kwas etanowy (octowy) CH

3

COOH

Kwas octowy znany by∏ ju˝ w staro˝ytnoÊci. Ma on du˝e zastosowanie

zarówno w przemyÊle, jak i w gospodarstwie domowym jako przyprawa
do potraw. Kwas octowy bezwodny jest bezbarwnà cieczà, krzepnàcà
w temperaturze 16,6°C i wrzàcà w temperaturze 118°C. W wodzie roz-
puszcza si´ bardzo dobrze z wydzieleniem ciep∏a. Rozpuszczaniu kwasu
w wodzie towarzyszy kontrakcja (zmniejszanie si´) obj´toÊci. Kwas ten
tworzy liczne sole i jest odporny na utlenianie.

Kwas butanowy (mas∏owy) CH

3

CH

2

CH

2

COOH

Wolny kwas mas∏owy znajduje si´ w pocie, natomiast w maÊle wyst´-

puje w postaci po∏àczeƒ z glicerolem. Je∏czenie mas∏a polega w∏aÊnie na
wydzielaniu si´ z mas∏a wolnego kwasu mas∏owego na skutek dzia∏ania
wilgoci i enzymów. Kwas mas∏owy jest cieczà o nieprzyjemnym zapachu,
dobrze rozpuszczalnà w wodzie.

Kwas heksadekanowy (palmitynowy) C

15

H

31

COOH i kwas oktadekanowy

(stearynowy) C

17

H

35

COOH

WÊród kwasów o wi´kszej d∏ugoÊci ∏aƒcucha w´glowodorowego naj-

wa˝niejsze sà kwasy powszechnie wchodzàce w sk∏ad t∏uszczy – przede
wszystkim kwas palmitynowy i stearynowy. Oba te kwasy sà bezbarwny-
mi cia∏ami sta∏ymi o temperaturach topnienia tak niskich, ˝e umieszczo-
ne w goràcej wodzie si´ topià. Oba nie rozpuszczajà si´ w wodzie, ale
d∏ugo ogrzewane z zasadà sodowà reagujà z nià, tworzàc odpowiednie
sole nazywane myd∏ami:

C

17

H

35

COOH + NaOH

$ C

17

H

35

COONa + H

2

O

kwas stearynowy

stearynian sodu

(czyli myd∏o sodowe)

Zazwyczaj wykorzystuje si´ mieszanin´ obu kwasów do wyrobu Êwiec

i myde∏. Mieszanina kwasu stearynowego i palmitynowego nosi nazw´
stearyny.

Kwas benzenokarboksylowy (benzoesowy) C

6

H

5

COOH

Kwas benzoesowy jest bia∏ym cia∏em sta∏ym, topiàcym si´ w tempera-

turze 121°C. ¸atwo sublimuje, s∏abo rozpuszcza si´ w zimnej wodzie, na-
tomiast doÊç dobrze w goràcej.

Sól kwasu benzoesowego – benzoesan sodu – jest popularnym Êrod-

kiem konserwujàcym ˝ywnoÊç.

Polecenia kontrolne

1. WyjaÊnij, dlaczego niektóre w∏aÊciwoÊci kwasu mrówkowego ró˝nià

si´ od w∏aÊciwoÊci innych kwasów.

2. Zaproponuj syntez´ kwasu propionowego z propanu.

Kwas benzo-
esowy reaguje
w sposób cha-
rakterystyczny
dla arenów, to
znaczy ulega na
przyk∏ad reakcji
nitrowania, pod-
czas którego
powstaje kwas
m-nitrobenzo-
esowy.

3.6. Kwasy karboksylowe

135

3. Zaproponuj doÊwiadczenia umo˝liwiajàce odró˝nienie propanalu od

kwasu octowego.

4. Zapisz równania reakcji:

a) kwasu mas∏owego z wodorotlenkiem wapnia,
b) kwasu octowego z tlenkiem magnezu,
c) kwasu mrówkowego z ˝elazem.

5. Zapisz równanie reakcji kwasu benzoesowego z wodorotlenkiem

sodowym.

Najwa˝niejsze reakcje kwasów karboksylowych

1. Otrzymywanie

a) utlenianie alkoholi I-rz´dowych:

[O]

RCH

2

OH

$ RCOOH

gdzie R to podstawnik alifatyczny lub aromatyczny, na przyk∏ad:

b) utlenianie aldehydów:

[O]

R—CHO

$ R—COOH

gdzie R to podstawnik alifatyczny lub aromatyczny, na przyk∏ad:

2. Reakcje

a) reakcje z metalami aktywnymi, na przyk∏ad z magnezem, cynkiem,

˝elazem:

2 HCOOH + Zn

$ (HCOO)

2

Zn + H

2

b) reakcje z zasadami, na przyk∏ad:

C

6

H

5

COOH + NaOH

$ C

6

H

5

COONa + H

2

O

c) reakcje z tlenkami metali, na przyk∏ad:

CaO +2 CH

3

COOH

$ (CH

3

COO)

2

Ca + H

2

O

O

H

—

CH

3

—CH

2

—C

CH

3

—CH

2

—COOH

propanal

kwas propanowy (propionowy)

$

utlenianie

CH

3

—CH

2

OH

CH

3

—COOH

etanol

kwas etanowy (octowy)

$

utlenianie

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

136

3.7. Estry kwasów karboksylowych

Estry sà bardzo wa˝nà grupà zwiàzków powstajàcych w reakcji kwa-

sów z alkoholami. Najbardziej powszechne sà estry kwasów monokar-
boksylowych, zaliczane do szerszej grupy pochodnych kwasów karboksy-
lowych. Ich wzór ogólny to RCOOR', a zapisany strukturalnie:

gdzie R jest podstawnikiem alkilowym, aromatycznym lub atomem wo-
doru. R' jest podstawnikiem alkilowym lub aromatycznym.

O

O—CH

3

—

CH

3

—CH

2

—C

podstawnik alifatyczny R

podstawnik alifatyczny R'

O

O—R'

—

R—C

Estry to zwiàzki bardzo rozpowszechnione w przyrodzie. Ich najpow-

szechniejszà grupà sà t∏uszcze, b´dàce estrami glicerolu i kwasów kar-
boksylowych o d∏ugich nierozga∏´zionych ∏aƒcuchach. Niektóre estry sà
pochodnymi kwasów nieorganicznych, na przyk∏ad nitrogliceryna. Ten
znany materia∏ wybuchowy jest estrem kwasu azotowego(V) i glicerolu,
a mylàca nazwa „nitrogliceryna” si´ga poczàtków produkowania tego
estru. Reakcj´ z kwasem azotowym(V) uto˝samiano wtedy z reakcjà ni-
trowania.

Ogromne znaczenie w przyrodzie majà estry kwasu fosforowego(V)

– ich budow´ i rol´ omówimy w póêniejszych rozdzia∏ach.

3.7.1. Otrzymywanie i nazewnictwo estrów kwasów karboksylowych

Nazwy estrów tworzy si´ w podobny sposób jak nazwy soli kwasów

karboksylowych. Pierwszym cz∏onem nazwy jest nazwa kwasu, z którego
powsta∏ ester, z koƒcówkà -an, drugim natomiast – nazwa alkoholu,
z którego powsta∏ ester, z koƒcówkà -ylu. Na przyk∏ad:

Ryc. 3.19. Modele czàsteczki octanu etylu

Estry sà po-
chodnymi kwa-
sów i alkoholi.

3.7. Estry kwasów karboksylowych

CH

3

COOH

C

2

H

5

OH

CH

3

COOC

2

H

5

kwas etanowy

etanol

etani

an

ety

lu

(kwas octowy)

(etanol)

(oct

an

ety

lu

)

HCOOH

CH

3

CH

2

CH

2

OH

HCOOCH

2

CH

2

CH

3

kwas metanowy

propan-1-ol

metani

an

propy

lu

(kwas mrówkowy)

(n-propanol)

(mrówcz

an

propy

lu

)

W przypadku kwasów i estrów powszechnie stosowane sà nazwy zwy-

czajowe, dlatego b´dziemy si´ nimi pos∏ugiwaç.

Estry kwasów karboksylowych otrzymuje si´ w wyniku reakcji odpo-

wiednich kwasów z alkoholami. W celu u∏atwienia procesu estryfikacji
dodaje si´ do mieszaniny reakcyjnej katalizator, czyli kwas siarko-
wy(VI). Estryfikacja nie jest procesem zachodzàcym szybko, a ponadto
nie przebiega nigdy do koƒca. W mieszaninie otrzymanej po reakcji b´-
dzie si´ wi´c znajdowaç pewna iloÊç substratów.

DoÊwiadczenie

Otrzymywanie octanu etylu

Do probówki przystosowanej do ogrzewania lotnych cieczy wlej 1 cm

3

kwasu octowego i 1 cm

3

etanolu. Do tak przygotowanej mieszaniny do-

daj 0,5 cm

3

st´˝onego kwasu siarkowego(VI). Probówk´ zatkaj korkiem

zaopatrzonym w szklanà rurk´ i wstaw na kilka minut do ∏aêni wodnej.
Sygna∏em przebiegu reakcji jest zmiana zapachu mieszaniny reakcyjnej.
Zapach estru mo˝na najlepiej oceniç, wylewajàc p∏yn z probówki do
zlewki zawierajàcej 20 cm

3

10% roztworu wodorotlenku sodu, gdy˝ uzy-

skujemy wtedy du˝à powierzchni´ parowania estru.

W wyniku reakcji estryfikacji, zachodzàcej mi´dzy kwasem octowym

a etanolem, powstaje lotny bezbarwny produkt – octan etylu o zapachu
podobnym do zapachu zmywacza do paznokci:

Reakcje tworzenia estrów nie zachodzà, jak mog∏oby si´ wydawaç,

w sposób podobny do reakcji tworzenia soli. Podczas otrzymywania soli
kwasów karboksylowych w czàsteczce kwasu p´ka wiàzanie wodór–tlen,
natomiast w czasie reakcji estryfikacji p´ka wiàzanie w´giel–tlen.

podczas tworzenia soli

p´ka wiàzanie w´giel–wodór

O

O—H

CH

3

—C—

w reakcji tworzenia estru

p´ka wiàzanie w´giel–tlen

O

O—H

CH

3

—C—

137

$

O

O—H

CH

3

—C

H

2

O

+

+

CH

3

—CH

2

CH

3

—C

OH

H

2

SO

4

kwas octowy

etanol

octan etylu

woda

—

O

O—CH

2

—CH

3

—

—

Reakcj´ otrzy-
mywania es-
trów nazywa si´
reakcjà estryfi-
kacji.

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

Czàsteczk´ wody tworzy grupa —OH pochodzàca z kwasu i atom wo-

doru pochodzàcy z czàsteczki alkoholu:

3.7.2. W∏aÊciwoÊci estrów kwasów karboksylowych

DoÊwiadczenie

Badanie w∏aÊciwoÊci octanu etylu

Wlej do probówki oko∏o 1 cm

3

octanu etylu. Opisz jego stan skupie-

nia, barw´ i zapach. Za pomocà bagietki nanieÊ na bibu∏´ kropl´ estru
i kropl´ etanolu. Porównaj lotnoÊç obu cieczy. Nast´pnie dodaj do pro-
bówki 2 cm

3

wody i oceƒ rozpuszczalnoÊç estru w wodzie. ZawartoÊç

probówki przelej do probówki przystosowanej do ogrzewania lotnych
cieczy i dodaj 0,5 cm

3

kwasu siarkowego(VI). Potem zatkaj probówk´

korkiem zaopatrzonym w rurk´ i wstaw jà na kilka minut do ∏aêni wod-
nej. Podczas ogrzewania wstrzàsaj cz´sto probówkà z mieszaninà reak-
cyjnà. OkreÊl zapach mieszaniny po wyj´ciu z ∏aêni wodnej.

Estry o mniejszej liczbie atomów w´gla w czàsteczce sà cieczami,

o wi´kszej zaÊ cia∏ami sta∏ymi. Wszystkie estry, nawet te o ma∏ych
czàsteczkach, êle rozpuszczajà si´ w wodzie. Estry sà substancjami doÊç
lotnymi. Octan etylu ma prawie takà samà lotnoÊç jak etanol, mimo
wi´kszej masy czàsteczki. Taka du˝a lotnoÊç, podobnie jak ma∏a roz-
puszczalnoÊç w wodzie, jest spowodowana budowà czàsteczki. Struktura
octanu etylu nie pozwala na wytwarzanie wiàzaƒ wodorowych mi´dzy
czàsteczkami estru, a liczba wiàzaƒ wodorowych wytwarzanych z czà-
steczkami wody te˝ jest ograniczona.

Najwa˝niejszà reakcjà estrów jest reakcja rozpadu na kwas i alkohol

pod wp∏ywem wody, nazywana hydrolizà estru. Dlatego podczas ogrze-
wania octanu etylu z wodà pojawia si´ zapach octu.

Estry doÊç ∏atwo ulegajà hydrolizie, zw∏aszcza gdy przeprowadza si´

jà w roztworze zakwaszonym. Reakcje hydrolizy estrów sà bowiem kata-
lizowane przez kwasy, podobnie jak reakcje estryfikacji:

O

O—H

H—C

H

2

O

+

+

CH

3

—CH

2

H—C

O

H

kwas mrówkowy

etanol

mrówczan etylu

woda

—

O

O—CH

2

—CH

3

—

—

$

H

2

SO

4

138

O

O

H

O

—

CH

3

—CH

2

—C

O

OH

—

—

CH

3

—CH

2

—C

H

—OH

+

+

propionian fenylu

kwas propionowy

fenol

—

$

H

2

SO

4

Estry sà zwiàz-
kami doÊç lot-
nymi i s∏abo
rozpuszczalny-
mi w wodzie.

3.7. Estry kwasów karboksylowych

Estry hydrolizuje si´ jednak najcz´Êciej w Êrodowisku zasadowym,

poniewa˝ dodanie roztworu zasady pozwala uzyskaç du˝à wydajnoÊç re-
akcji rozpadu. Powstaje wtedy nie kwas i alkohol, lecz sól kwasu karbo-
ksylowego i alkohol:

139

O

O—CH

2

—CH

3

—

CH

3

—C

CH

3

—CH

2

OH

O

O—Na

—

CH

3

—C

NaOH

+

+

ester

sól kwasu karboksylowego

temp.

$

H

2

O

$

O

O—H

—

CH

3

—CH

2

—CH

2

—C

H

2

O

CH

3

—CH

2

O

O—CH

2

—CH

3

—

CH

3

—CH

2

—CH

2

—C

H

2

SO

4

+

+

kwas mas∏owy

etanol

maÊlan etylu

O

H

—

DoÊwiadczenie

Otrzymywanie maÊlanu etylu

Do probówki przystosowanej do ogrzewania lotnych cieczy wlej 1 cm

3

kwasu mas∏owego i 1 cm

3

etanolu. Do tak przygotowanej mieszaniny do-

daj 0,5 cm

3

st´˝onego kwasu siarkowego(VI). Probówk´ zatkaj korkiem

zaopatrzonym w szklanà rurk´ i wstaw na kilka minut do ∏aêni wodnej.
Sygna∏em przebiegu reakcji b´dzie zmiana zapachu mieszaniny reakcyj-
nej. Zapach estru mo˝na okreÊliç naj∏atwiej, wylewajàc p∏yn z probówki
do zlewki zawierajàcej 20 cm

3

10% roztworu wodorotlenku sodu.

MaÊlan etylu powstaje w wyniku nast´pujàcej reakcji:

Jest to substancja o zapachu ananasa, co mo˝na

by∏o stwierdziç podczas przeprowadzania doÊwiad-
czenia. Wiele estrów charakteryzuje si´ przyjem-
nym zapachem, z tego powodu wykorzystuje si´ je
w przemyÊle perfumeryjnym i spo˝ywczym jako
substancje zapachowe (ryc. 3.20).

Czy wiesz, ˝e...

Substancje zapachowe wyst´pujàce w przyrodzie sà mieszaninami bardzo
wielu zwiàzków. Na przyk∏ad w lotnych sk∏adnikach gruszki stwierdzono
obecnoÊç a˝ 53 estrów. Cz´sto sà one tak˝e sk∏adnikiem substancji zapacho-
wych wydzielanych przez zwierz´ta i owady w celu przyciàgania partnera.

Ryc. 3.20. Estry wchodzà w sk∏ad wielu produktów codzienne-
go u˝ytku, na przyk∏ad zmywacza do paznokci, olejków do
ciast, sà te˝ stosowane jako substancje zapachowe na przyk∏ad
w szamponie.

Estry w wodzie
ulegajà powol-
nej reakcji
z wodà, czyli
hydrolizie.

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

3.7.3. T∏uszcze

T∏uszcze, zwiàzki bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, sà estrami

glicerolu i kwasów t∏uszczowych. Kwasami t∏uszczowymi nazywano kie-
dyÊ tylko te kwasy, które by∏y wydzielane z t∏uszczów. Obecnie okreÊla
si´ tak ca∏à grup´ zwiàzków majàcych nierozga∏´ziony ∏aƒcuch w´glowo-
dorowy i jednà grup´ karboksylowà w czàsteczce. Najcz´Êciej w czà-
steczkach t∏uszczów spotyka si´ reszty kwasowe, które liczà od 12 do 18
atomów w´gla w czàsteczce.

140

Tab. 3.6. Kwasy najcz´Êciej tworzàce naturalne t∏uszcze

Nazwa kwasu

Wzór kwasu

C

15

H

31

COOH

C

17

H

35

COOH

palmitynowy

stearynowy

C

17

H

33

COOH

C

14

H

27

COOH

oleinowy

mirystynowy

C

17

H

31

COOH

linolowy

C

3

H

7

COOH

mas∏owy

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

CHCH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

COOH

kwas oleinowy

Ze wzgl´du na stan skupienia t∏uszcze dzielimy na

sta∏e i ciek∏e (oleje) (ryc. 3.21). T∏uszcze sta∏e zawierajà
w swoich czàsteczkach nasycone reszty kwasowe o d∏u˝-
szych ∏aƒcuchach. T∏uszcze ciek∏e natomiast majà
w swoich czàsteczkach reszty kwasowe o ∏aƒcuchach
sk∏adajàcych si´ z niewielu atomów w´gla lub nienasy-
conych reszt kwasowych.

T∏uszcze zwierz´ce to najcz´Êciej cia∏a sta∏e, choç sà

wyjàtki, na przyk∏ad tran b´dàcy t∏uszczem ciek∏ym.
T∏uszcze roÊlinne zazwyczaj sà cieczami. Do wyjàtków
nale˝y na przyk∏ad t∏uszcz kokosowy, który jest cia∏em
sta∏ym.

T∏uszcz wydzielany z produktu naturalnego nie jest

nigdy substancjà jednorodnà, lecz mieszaninà ró˝nych
estrów glicerolu. Do takich estrów zaliczamy mi´dzy
innymi tristearynian glicerolu, zawierajàcy trzy takie
same reszty kwasowe:

Z analizy tabeli 3.6 wynika, ˝e w sk∏ad t∏uszczów – oprócz kwasów

nasyconych – wchodzà tak˝e kwasy nienasycone. Na przyk∏ad kwas ole-
inowy ma jedno wiàzanie podwójne w czàsteczce znajdujàce si´ mi´dzy
9 a 10 atomem w´gla:

T∏uszcze sà es-
trami glicerolu
i ∏aƒcuchowych
kwasów kar-
boksylowych.

Kwas oleinowy
ma jedno,
a linolowy dwa
podwójne
wiàzania
w czàsteczce.

Ryc. 3.21. T∏uszcze sta∏e i cie-
k∏e znajdujà si´ w naszym co-
dziennym po˝ywieniu, na
przyk∏ad olej, mas∏o lub
smalec

3.7. Estry kwasów karboksylowych

Innym przedstawicielem tej grupy zwiàzków jest na przyk∏ad triole-

inian glicerolu, tak˝e zawierajàcy w swojej czàsteczce trzy takie same
reszty kwasowe:

Trioleinian glicerolu jest t∏uszczem nienasyconym.
Wi´kszoÊç t∏uszczów nale˝y do estrów mieszanych, zawierajàcych

w czàsteczce ró˝ne reszty kwasowe. Sà estry, w których ka˝da reszta
kwasowa pochodzi od innego kwasu, na przyk∏ad:

Stan skupienia danego glicerydu zale˝y od rodzaju kwasów tworzà-

cych jego czàsteczk´. Na przyk∏ad tristearynian glicerolu jest cia∏em sta-
∏ym, a trioleinian glicerolu – cieczà, gdy˝ zawiera w swojej strukturze wy-
∏àcznie nienasycone reszty kwasowe.

O

(CH

2

)

14

—CH

3

—

CH

2

—O—C

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH—O—C

—

O

(CH

2

)

2

—CH

3

—

CH

2

—O—C

—

O

(CH

2

)

14

—CH

3

—

CH

2

—O—C

O

(CH

2

)

14

—CH

3

—

CH—O—C

—

O

(CH

2

)

14

—CH

3

—

CH

2

—O—C

—

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH

2

—O—C

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH—O—C

—

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH

2

—O—C

—

141

Tristearynian
glicerolu jest
t∏uszczem sta-
∏ym, gdy˝ za-
wiera w czà-
steczce d∏ugie
nasycone ∏aƒ-
cuchy w´glo-
wodorowe.

Trioleinian glice-
rolu jest t∏usz-
czem ciek∏ym,
gdy˝ zawiera
w czàsteczce
nienasycone
∏aƒcuchy w´-
glowodorowe.

Kwasy nienasy-
cone wyst´pu-
jàce w t∏usz-
czach sà
izomerami cis.

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

DoÊwiadczenie

Badanie w∏aÊciwoÊci oleju rzepakowego

Wlej do probówki oko∏o 1 cm

3

oleju. Opisz jego barw´, zapach oraz

sprawdê, czy rozpuszcza si´ w wodzie. Porównaj jego g´stoÊç z g´stoÊcià
wody. Nast´pnie dodaj 0,5 cm

3

oleju do 5 cm

3

benzyny ekstrakcyjnej

i okreÊl, jaka jest rozpuszczalnoÊç tego t∏uszczu w rozpuszczalniku nie-
polarnym. Do trzeciej probówki wlej 1 cm

3

oleju, dodaj 0,5 cm

3

0,01-mo-

lowego roztworu manganianu(VII) potasu i mieszaj roztwory przez
kilka minut. Zanotuj obserwacje.

Wszystkie t∏uszcze sà l˝ejsze od wody, najcz´Êciej nie majà zapachu,

sà nierozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalni-
kach niepolarnych. T∏uszcze zawierajàce w czàsteczce nienasycone resz-
ty kwasowe odbarwiajà manganian(VII) potasu i wod´ bromowà.

W∏aÊciwoÊci chemiczne t∏uszczów sà takie same jak estrów o mniej-

szych czàsteczkach. Najwa˝niejszà reakcjà t∏uszczów jest wi´c hydroliza
pod wp∏ywem wody lub roztworów zasad, podczas której powstaje glice-
ryna i kwas lub jego sól.

Hydroliz´ t∏uszczów z udzia∏em zasad nazywamy zmydlaniem t∏uszczu,

a powstajàcà w tej reakcji sól kwasu t∏uszczowego nazywamy myd∏em:

142

Ryc. 3.22. Model czàsteczki t∏uszczu

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH

2

—O—C

O

ONa

—

O

(CH

2

)

16

—CH

3

+ 3 NaOH

+

3 CH

3

—(CH

2

)

16

—C

—

CH—O—C

—

O

(CH

2

)

16

—CH

3

—

CH

2

—O—C

—

CH

2

—OH

CH—OH

CH

2

—OH

—

—

t∏uszcz

myd∏o

temp.

Zasadowà hy-
droliz´ t∏uszczu
nazywamy
zmydlaniem
t∏uszczu.

Âwie˝e t∏uszcze sà oboj´tne, jednak poddane dzia∏aniu wilgoci i mi-

kroorganizmów ulegajà powolnemu psuciu si´, co nazywamy je∏czeniem.
Zje∏cza∏e mas∏o ma odczyn kwaÊny i zapach pochodzàcy mi´dzy innymi
od kwasu mas∏owego, który powoli si´ z niego uwalnia. W t∏uszczach nie-

3.7. Estry kwasów karboksylowych

nasyconych wystawionych na dzia∏anie powietrza nast´puje z kolei utle-
nianie wiàzaƒ podwójnych, co obserwujemy jako zestalanie si´ oleju.

Margaryna, czyli t∏uszcz utwardzony, jest otrzymywana z ciek∏ych

t∏uszczów roÊlinnych, które poddano przetworzeniu. Proces ten, zwany
utwardzaniem, polega na uwodornieniu t∏uszczu, czyli reakcji z wodo-
rem przy udziale katalizatorów. Podczas takiej reakcji nast´puje addycja
wodoru do wiàzaƒ podwójnych t∏uszczu, w wyniku czego t∏uszcz ciek∏y
staje si´ t∏uszczem sta∏ym.

3.7.4. Myd∏a

Myd∏a sà to sole sodowe lub potasowe wy˝szych kwasów t∏uszczowych,

najcz´Êciej palmitynowego, stearynowego i oleinowego. Sole sodowe
wchodzà w sk∏ad myde∏ twardych, myd∏a mi´kkie natomiast zawierajà
sole potasowe wymienionych kwasów.

Myd∏a otrzymuje si´ w wyniku d∏ugiego gotowania t∏uszczów z NaOH

lub KOH. Powstaje wtedy p∏ynna masa b´dàca mieszaninà glicerolu, my-
d∏a i wody. Do tak otrzymanej mieszaniny dodaje si´ NaCl w celu przepro-
wadzenia jej w postaç ˝elu. Surowe myd∏o poddaje si´ przeróbce uszlachet-
niajàcej – usuwa si´ z niego resztki NaOH, dodaje substancje barwiàce
i zapachowe, a ostatnio tak˝e substancje obni˝ajàce zasadowoÊç. Myd∏a
przezroczyste uzyskuje si´ przez dodanie pewnej iloÊci glicerolu.

DoÊwiadczenie

Zmydlanie t∏uszczu

Do probówki zawierajàcej nieco rozdrobnionej porcelany (mo˝e to

byç np. stary, pot∏uczony na drobne kawa∏ki kubek) wlej 2 cm

3

oleju rze-

pakowego, dodaj 1 cm

3

etanolu i 3 cm

3

20% wodorotlenku sodu. Etanol

dodaje si´, by umo˝liwiç mieszanie si´ oleju z wodà. Ca∏oÊç ogrzewaj
przez par´ minut, intensywnie mieszajàc. Uwaga! W czasie wykonywa-
nia doÊwiadczenia nale˝y szczególnie uwa˝aç, ˝eby nie przegrzaç cieczy,
co przejawia si´ intensywnym wypryskiwaniem zawartoÊci na zewnàtrz.
Zaobserwuj wyglàd mieszaniny pod koniec ogrzewania. Nast´pnie za-
wartoÊç probówki wylej do zlewki zawierajàcej st´˝ony roztwór chlorku
sodu i intensywnie wymieszaj. Poczekaj, a˝ mieszanina ostygnie i obej-
rzyj zbierajàce si´ na powierzchni grudki myd∏a.

DoÊwiadczenie

Badanie w∏aÊciwoÊci myd∏a

Przygotuj kilka ró˝nych gatunków myd∏a. Porównaj ich twardoÊç. Na-

st´pnie sporzàdê wodne roztwory tych myde∏ i zbadaj ich odczyn. Do
ka˝dego z tych roztworów dodaj wodny roztwór chlorku wapnia i do-
k∏adnie je wymieszaj. Oceƒ, czy roztwory myde∏ po dodaniu chlorku
wapnia pienià si´ równie dobrze jak przed dodaniem tej substancji.

143

Wy˝sze kwasy
t∏uszczowe to
kwasy t∏uszczo-
we o d∏ugich
czàsteczkach.

Utwardzanie
t∏uszczu polega
na addycji wo-
doru do wiàzaƒ
podwójnych
t∏uszczu niena-
syconego.

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

Myd∏a ulegajà w pewnym stopniu reakcji z wodà, podczas której po-

wstaje kwas karboksylowy i wodorotlenek sodu:

144

O

ONa

—

2 CH

3

—(CH

2

)

16

—C

O

O

—

CH

3

—(CH

2

)

16

—C

+ CaCl

2

+ 2 NaCl

Ca

(

(

2

.

$

$

O

ONa

—

CH

3

—(CH

2

)

16

—C

O

OH

—

CH

3

—(CH

2

)

16

—C

+ H

2

O

+ NaOH

Ryc. 3.24. Myd∏o zmiejsza napi´cie powierzch-
niowe, u∏atwiajàc tworzenie si´ piany.

DoÊwiadczenie

Badanie emulgujàcych w∏a-
ÊciwoÊci myd∏a

Wlej do probówki 0,5 cm

3

oleju i dodaj do niego przygo-
towany wczeÊniej roztwór
myd∏a. Do drugiej probówki
wlej 0,5 cm

3

oleju i dodaj tro-

ch´ czystej wody. Wymieszaj
dok∏adnie sk∏adniki w obu
probówkach (ryc. 3.24).

W której z nich wytworzy∏a

si´ piana?

Z tego powodu roztwory wodne myde∏ majà odczyn zasadowy. Po do-

daniu do wodnego roztworu myde∏ soli wapniowych lub magnezowych
nast´puje wytràcenie nierozpuszczalnych soli kwasów t∏uszczowych:

Myd∏o zmniej-
sza napi´cie
powierzchnio-
we i u∏atwia
emulgacj´
t∏uszczu.

W wyniku tego procesu roztwór myd∏a

przestaje si´ pieniç. Mo˝na to zaobser-
wowaç, u˝ywajàc do mycia tak zwanej
twardej wody, czyli wody zawierajàcej
du˝e iloÊci soli wapniowych i magnezo-
wych.

Czyszczàce dzia∏anie myd∏a polega na

du˝ej zdolnoÊci do obni˝ania napi´cia
powierzchniowego roztworów oraz ∏a-
twoÊci tworzenia z t∏ustymi zabrudzenia-
mi ∏atwej do usuni´cia emulsji (ryc. 3.23).

Ryc. 3.23. Czàsteczki myd∏a przy powierzchni
wody ustawiajà si´ w ten sposób, ˝e dziurawià
b∏onk´ na granicy woda–powietrze, zmniejszajàc
w ten sposób napi´cie powierzchniowe wody.

WODA POWIETRZE

3.7. Estry kwasów karboksylowych

Czàsteczki myd∏a rozpuszczone w roztworze zawierajàcym t∏uszcz

grupujà si´ w ten sposób, ˝e ich niepolarne fragmenty (hydrofobowe)
zwrócone sà w stron´ grudki t∏uszczu i zag∏´biajà si´ w niej. Polarne cz´-
Êci czàsteczek myd∏a (hydrofilowe) pozostajà natomiast na zewnàtrz
warstwy t∏uszczu, kontaktujàc si´ bezpoÊrednio z wodà (ryc. 3.25).
W czasie próby wymieszania takiego uk∏adu cz´Êci polarne, otaczajàce
grudki t∏uszczu, uniemo˝liwiajà im ∏àczenie si´ w wi´ksze grupy. Cz´Êci
hydrofilowe myd∏a dzia∏ajà wi´c jak izolatory zapobiegajàce ∏àczeniu si´
t∏uszczu w wi´ksze skupiska.

Polecenia kontrolne

1. Podaj wzory strukturalne nast´pujàcych estrów:

a) maÊlan etylu,

c) propionian metylu,

b) mrówczan fenylu,

d) benzoesan fenylu.

2. Wypisz wszystkie izomery octanu etylu, b´dàce kwasami karboksylo-

wymi lub ich pochodnymi.

3. Napisz równania reakcji:

a) estryfikacji kwasu mrówkowego metanolem,
b) zoboj´tniania kwasu octowego wodorotlenkiem potasu,
c) zmydlania tripalmitynianu glicerolu wodorotlenkiem sodu.

4. Korzystajàc z dost´pnych êróde∏ informacji, dowiedz si´, jakà grupà

zwiàzków sà detergenty. Jak sàdzisz, czy „myd∏o w p∏ynie” nale˝y do
myde∏? Odpowiedê uzasadnij.

5. WyjaÊnij poj´cia:

a) ester,

b) t∏uszcz,

c) myd∏o,

d) twarda woda.

145

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

COONa

cz´Êç hydrofobowa

cz´Êç

hydrofilowa

W∏asnoÊci emulgujàce myd∏a sà zwiàzane z budowà jego czàsteczki.

Ka˝de myd∏o sk∏ada si´ z cz´Êci niepolarnej, nazywanej hydrofobowà,
i cz´Êci polarnej, nazywanej hydrofilowà:

Proces emulga-
cji t∏uszczu po-
lega na rozdzie-
leniu go na
niewielkie
kropelki.

Czàsteczka my-
d∏a sk∏ada si´
z cz´Êci hydro-
filowej i cz´Êci
hydrofobowej.
Dzi´ki takiej
strukturze my-
d∏o posiada
w∏aÊciwoÊci
czyszczàce.

COO

–

COO

–

COO

–

COO

–

COO

–

Ryc. 3.25. Grudki
t∏uszczu sà emulgo-
wane za pomocà
myd∏a. Czàsteczki
myd∏a ustawiajà si´
wokó∏ kropli t∏usz-
czu w ten sposób,
˝e ich niepolarne
fragmenty sà zag∏´-
bione w t∏uszczu,
a polarne grupy kar-
boksylowe pozosta-
jà w wodzie.

3. Jednofunkcyjne pochodne w´glowodorów

Reakcje estrów

1. Otrzymywanie

– reakcja kwasu z alkoholem, katalizowana przez st´˝ony kwas siar-

kowy(VI):

gdzie R jest podstawnikiem alifatycznym, aromatycznym lub atomem
wodoru, R' jest podstawnikiem alifatycznym lub aromatycznym, na
przyk∏ad:

2. Reakcje

– hydroliza, czyli rozpad pod wp∏ywem wody:

lub

gdzie R jest podstawnikiem alifatycznym, aromatycznym lub atomem
wodoru, R' jest podstawnikiem alifatycznym lub aromatycznym, na
przyk∏ad:

O

OR'

R—C

+ NaOH

H

2

O

—

O

ONa

R—C

+ R'—OH

—

temp.

$

O

OR'

R—C

H

2

O

+

H

2

SO

4

—

O

O—H

R—C

R'—OH

+

—

$

O

O—H

H—C

H

2

O

+

+

H

2

SO

4

—

O

O—CH

2

—CH

3

H—C—

OH

CH

3

—CH

2

—

$

O

O—H

R—C

H

2

O

+

+

R'—OH

R—C

—

O

OR'

—

H

2

SO

4

$

146

O

O—CH

2

—CH

3

CH

3

—C

H

2

O

+

—

H

2

SO

4

$

O

O—H

CH

3

—C

CH

3

—CH

2

—OH

+

—

H

2

SO

4

$

O

O—CH

2

—CH

3

CH

3

—C

NaOH

+

H

2

O

—

temp.

$

H

2

O

O

O—Na

CH

3

—C

CH

3

—CH

2

OH

+

—

temp.

$

lub