Физические свойства карбоновых кислот

1.1 Отношение к свету.

Карбоновые кислоты представляют собой бесцветные вещества, поглощающие свет в ближней ультрафиолетовой части спектра. Так, например, уксусная кислота неинтенсивно (ε_max = 40) поглощает свет с длиной волны λ_max = 204нм. Ароматические карбоновые кислоты поглощают свет при больших длинах волн. Например, бензойная при 270нм. Карбоновые кислоты, у которых карбоксильная группа сопряжена с системой чередующихся двойных и простых связей, не только поглощают свет при более длинных волнах с увеличением системы, но растёт также и интенсивность поглощения:

1.2 Агрегатное состояние

Среди алифатических карбоновых кислот при нормальных условиях нет газообразных и только пять из них являются жидкостями, а остальные - твёрдыми веществами. Зависимость температур плавления предельных монокарбоновых кислот от длины углеродной цепи имеет ряд интересных особенностей. Так для чётных и нечётных кислот, как видно из рис. 1, можно провести две разные кривые, каждая из которых является кривой с минимумом. Если соединить все точки на графике по порядку увеличения числа атомов углерода, то получается ломаная линия, на которой соседние точки сближаются по оси ординат с ростом n (ось абсцисс).

Температуры кипения у карбоновых кислот высокие, так как они дают димеры за счёт возникновения двух водородных связей:

Так, например, экспериментальное определение молярной массы уксусной кислоты в парах (по методу Дюма) даёт до 250°С значение 120 г/моль. И только выше (от 250°С до 280°С) эта масса постепенно уменьшается и становится равной теоретической, то есть 60 г/моль. Это означает, что димеры очень прочны, существуют не только в растворе, но и долго наблюдаются в парах. Аналогичные димеры существуют и для других карбоновых кислот.

Температуры кипения у предельных монокарбоновых кислот монотонно увеличиваются с ростом углеродной цепи:

Как и у альдегидов и кетонов, разветвлённые кислоты всегда кипят заметно ниже изомерных им линейных кислот. Так, например, изомасляная кислота кипит на 9,2°С ниже, чем масляная:

изовалериановая на 9,6°С ниже, чем валериановая, а триметилуксусная - даже на 22,6°С ниже, чем изомерная ей валериановая кислота:

Ароматические карбоновые кислоты имеют высокие температуры кипения и плавления. Например:

1.3 Растворимость карбоновых кислот

Три первые предельные монокарбоновые кислоты смешиваются с водой, этанолом и диметиловым эфиром во всех отношениях. Начиная с С₄, растворимость в воде становится ограниченной и быстро падает с ростом углеродной цепи, что видно из данных таблицы:

Поиск по сайту: