Практическая работа: Сравнение химических свойств кислородсодержащих органических соединений: метилового спирта, формальдегида и муравьиной кислоты. Провести сравнение свойств веществ по схеме: 1. Состав, класс веществ, название по номенклатуре ИЮПАК. 2. Структурная формула с указанием функциональных групп 3. Химические свойства (написать примеры реакций) 3.1. Растворимость (диссоциация) в воде и других растворителях 3.2. Реакции окисления 3.3. Реакции дегидратации 3.4. Реакции взаимодействия с металлами 3.5. Реакции взаимодействия с оксидами 3.6. Реакции взаимодействия с солями 3.7. Реакции взаимодействия веществ между собой 4. Способы получения веществ. 5. Применение веществ.

Практическая работа: Сравнение химических свойств кислородсодержащих органических соединений

Вещества для сравнения: метиловый спирт, формальдегид, муравьиная кислота.

1. Состав, класс веществ, название по номенклатуре ИЮПАК.

• Метиловый спирт:
• Состав: CH₃OH
• Класс: одноатомный спирт
• Название по ИЮПАК: метанол
• Формальдегид:
• Состав: CH₂O (или HCHO)
• Класс: альдегид
• Название по ИЮПАК: метаналь
• Муравьиная кислота:
• Состав: CH₂O₂ (или HCOOH)
• Класс: карбоновая кислота
• Название по ИЮПАК: метановая кислота

2. Структурная формула с указанием функциональных групп

• Метанол: CH₃-OH (гидроксильная группа -OH)
• Метаналь: H-CHO (альдегидная группа -CHO)
• Метановая кислота: H-COOH (карбоксильная группа -COOH)

3. Химические свойства (примеры реакций)

3.1. Растворимость (диссоциация) в воде и других растворителях

• Метанол: Хорошо растворим в воде, диссоциирует как слабое основание (очень незначительно) или как очень слабая кислота.
• Метаналь: Хорошо растворим в воде, образует гидрат. В водных растворах диссоциирует как очень слабая кислота.
• Метановая кислота: Хорошо растворима в воде, диссоциирует как слабая кислота, образуя ионы H⁺ и HCOO^-.

3.2. Реакции окисления

• Метанол: Окисляется до метаналя (слабыми окислителями, например, CuO) или до CO₂ и H₂O (сильными окислителями).
• Метаналь: Легко окисляется до метановой кислоты.
• Метановая кислота: Может быть окислена сильными окислителями до CO₂ и H₂O.

3.3. Реакции дегидратации

• Метанол: При нагревании может дегидратироваться с образованием диметилового эфира (CH₃-O-CH₃) или оксида углерода(II) и водорода.
• Метаналь: Не характерны реакции дегидратации.
• Метановая кислота: При нагревании с сильными осушителями (например, концентрированной H₂SO₄) дегидратируется до CO и H₂O.

3.4. Реакции взаимодействия с металлами

• Метанол: Взаимодействует с активными металлами (Na, K) с выделением водорода и образованием алкоголятов (например, CH₃ONa).
• Метаналь: Не взаимодействует с металлами.
• Метановая кислота: Взаимодействует с активными металлами (Na, K, Ca) с выделением водорода и образованием солей (формиатов).

3.5. Реакции взаимодействия с оксидами

• Метанол: Не взаимодействует с оксидами.
• Метаналь: Не взаимодействует с оксидами.
• Метановая кислота: Взаимодействует с основными оксидами (например, CuO, CaO) с образованием солей (формиатов) и воды.

3.6. Реакции взаимодействия с солями

• Метанол: Не вступает в реакции с солями.
• Метаналь: Не вступает в реакции с солями.
• Метановая кислота: Взаимодействует с солями более слабых кислот (например, карбонатами, сульфидами) с выделением соответствующей кислоты.

3.7. Реакции взаимодействия веществ между собой

• Метанол: Может реагировать с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации).
• Метаналь: Может полимеризоваться (например, при получении параформальдегида или полиоксиметилена). Может реагировать с аммиаком, гидроксиламином.
• Метановая кислота: Может реагировать с аминами с образованием амидов.

4. Способы получения веществ.

• Метанол: Каталитическое гидрирование CO (синтез-газ).
• Метаналь: Каталитическое окисление (дегидрирование) метанола.
• Метановая кислота: Гидролиз цианидов (например, KCN), окисление метаналя.

5. Применение веществ.

• Метанол: Растворитель, сырье для органического синтеза (производство формальдегида, сложных эфиров), топливо.
• Метаналь: Дезинфицирующее средство, сырье для производства пластмасс (фенолформальдегидные смолы), красителей, лекарств.
• Метановая кислота: Консервант (пищевая добавка E236), в медицине (антисептик), в кожевенной и текстильной промышленности, сырье для органического синтеза.