+ All Categories
Home > Documents > CHIMIE - teorie

CHIMIE - teorie

Date post: 09-Jul-2015
Category:
Upload: roxana-alina-haloiu
View: 307 times
Download: 2 times
Share this document with a friend

of 25

Transcript

Realizat de Haidautu Patricia clasa a 12a D

1

AlchineDef: Se numesc alchine hidrocarburi aciclice nesaturate care contin in molecula lor o tripla leg. Intre 2 at. de C si in care raportul si in care raportul intre nr. de at. de C si H este dat de formula CnH2n-2 in care n=nr. de at. de C din molecula. Caracteristici: Alchinele sunt : -hidrocarburi -aciclice -nesaturate (NE=2, datorita prez. a 2 leg. in componenta leg. triple) Nomenclatura. Serie Omoloaga. Dand lui n. Val. Intregi obtinem termenii seriei omoloage in care ca in orice serie omoloaga , 2 termeniu consecutivi se diferentieaza intre ei printr-o gr. Mtilen. (-CH2-) Denumirea alchinelor se formeaza prin inlocuirea suf. an de la alcanul corespunzator , cu suf. ina . Seria omoloaga incepe de la n=2 n CnH2n2 1 CH4 2 C2H6 3 C3H8 4 C4H10 Radicalii alchinici: CH=CH - etilena CH3-CC - propinil CH C -etinil CH2-CCH - propagil Alcan Metan Etan Propan butan CnH2n2 C2H2 C3H4 C4H6 Alchina Etina (acetilena) Propina butina

Izomeria la alchine. Alchinele sunt izomerii de functiuni cu: -alcanii diciclici (Spirali) -cicloalchine -diene Alchinele , de la n=4 prez. fen. de iz. de pozitie dat posibilitatii pe care are tripla leg. de a ocupa poz. diferite in catena Butina prez. urmatorii 2 izomeri de pozitie C4H8: CHC-CH2-CH3 1 butina CH3-CC-CH3 2 butina Structura alchinelor2

In catena alchinelor se intalnesc 2 tipuri de at. de C . 2 at. de C hibridizati sp - cei doi at. de C implicati in form. tiplei leg. at. de C hibridizati sp3 implicati in formarea leg. simple Acetilena -primul termen al seriei omoloage prezinta o structura (simetrie diagonala) dat hidrocarburii de simetrie digenala sp a celor 2 at. de C . Datorita hibridizarii sp unghiul si distanta dintre cei 2 at. de C triplu legati=1,21 fata de: -1,54 in leg, C-C CC 1,21 -1,33 in leg, C=C transferul metanului in acetilena 2CH4>C2H2+3H2 Industrial transformarea se face prin doua procedee diferite intre ele prin sursa de energie necesara reactiei Se identifica : a) procedeul de cracare a CH4 in arc electric b) procedeul arderii incomlete a) In cazul acestui procedeu energia necesara reactiei esste furnizata de descompunerea elementelor si se produc intre cei 2 electrozi metalici alimentati la o sursa de curent continu. Alaturi de reactia principal;a au loc si o serie de reactii secundare si de ceea ptr stoparea lor are loc stropirea brusca a mediului de reactie cu un jet de apa rece. Nu poate fi totusi evitata reactia de formare a C liber 1500C CH4 > C+2H2 Procedeul se aplica la Borzesti3

b)In cazul acestui procedeu metanul introdus in reactor este utilizt pe de o parte ptr obtinerea acetilenei , iar pe de alta parte ptr furnizarea energiei termice prin combustie. Si in acest caz au loc reactii secundare dintre care cea mai importanta este reactia de obtinere a gazului de sinteza CH4+1/2O2>CO+2H2 2.Obtinerea acetilenei din carbon de Ca Carbura de Ca=compus ionic Ca 2+ si C2 2- Ionul C2 este format din 2 at. de Chidrocarborizati sp uniti printr-o tripla leg. si la care gasim cate o sarcina negativa HCCH In CaC2cele 2 sarcini pozitive de la ionul carbura au fost neutralizati de Ca 2+ Industrial CaC2 (carbid) se obtine prin reducerea la 2500 C cu cox metalurgic a oxidului de Ca obtinut prin descompunerea termica a calcarului 800-1000 C CaCO3 -------------------> (calcar) 2500 C CaO + 3C ----------------> CaO + CO2 CaC2 + CO (carbid)

CaC2 fiind o carbura ionica (acetilura) a unui metal s hidrolizeaza in conditii obisnuite cu degajarea acetilenei. Reactia se aplica atat la scara mica in gen. De acetilena in cazul sudurii oxiacetilenice cat si la scara industriala. Reactia are loc violent si rapid CaC2 +2H2O--------------> Ca(OH)2 +C2H2 (acetilena) generatorul de acetilena Metale de laborator 1. Eliminarea de hidracid din derivatii dihalogenati a) vicinali: Transformarea se produce in prezenta de KOH/alc la temperatura de 100150 C. In prima etapa ( I ) are loc eliminarea hidracidului obtinut deriv. halog. , care in a doaua ( II ) etapa la temperatura mai mare de 150 C elimina hidracidul cu transformare in alchina corespunzatoare. KOH alc KOH alc -HC-CH- ----------------> -C=CH- -----------> -CCXX 100-150 C X t > 150 C4

- HX 1,2-diclor-etan

-HX

KOH alc KOH alc CH2- CH2 ------------> CH=CH2 ------------------> HCCH Cl Cl 100-150 C Cl t > 150 C - HCl -HCl !!! Alchenele nu se deshidrogeneaza la alchine. Transformarea unei alchene in alchina se realizeaza printr-o succesiune de reactii respectiv: KOHalc >C=C >C -C< ----->-C=C< ----> -CC- ----> CH2=CH2 -----> CHCH Br Br 100+50 -HBr CH2=CH2 +2Br-->CH2-CH2------> CH=CH2 -----------> CHCH Br Br -HBr Br t>150C KOH alc KOH alc CH3-CH=CH+Br2----------->CH3-CH-CH2-------------->CH3-CH=CH2---------------->CH3-CCH Br Br 100-150 -HBr Br t>150-HBr

CH2=CH2 -----------> Stiren

CCH

Fenil acetilena Br CH-CH2 -----------> -2HBr CCH KOH alc

Br CH=CH2+Br2 ----------->

5

b)Dubla dehidrogenare a unui derivat dehalogenat geminal Reactia are loc in prezenta de KOH solutie alcolica cu obtinerea in etapa I monohalogenurei ele vinil corespund , iar in etapa aII-a cu alchinei x -Hx -HX -C-CH2------------> -C=CH- -----------> -CCx KOH alc KOH alc Derivatii dihalogenati vacinali se obtin in urma reactiei unei grupari crbonil in pentahalogenura de P x ! C=O=PX5----------> C -pox3 x carbonilici gr. Carbonil Astfel din alchida acetica se poate obtine acetilena Cl Cl KOH alc CH3-CH=O+PCl5---------->CH3-CH3 ---------->CH3-CH--------->CH2=CH---------->CHCH -POCl3 Cl Cl -HCl oxiclorura de fosfor CH3 C=O+PCl5---------> C CH3 -POCl3 CH3 Cl ------------->CH=CH--------->CH3-CCH CH 3 Cl -HCl CH3 Cl

x

CH3-CH2 C=O--------->CH3-CC-CH3 CH3

CH3-CH2 C =O+PCl5c---------> CH3 CH3 Cl -HCl

CH3-CH2 Cl C ---------> CH3-CH=C-CH3---------> CH3-CCCH3 Cl

6

Obtinerea alchinelor superioare prin alchilarea cu conp halogenati (vezi pe larg alc. acetilenei , ionice la subcapitolul reactii de substitutie la Csp) Alchinele cu tripla legatura marginala reactiicu Na metalice la 150C printr-o reactie de substitutie a H de Csp marginal cu obtinerea unei acetiluri monoacide. Aceasta acetilura poate reactiona cu un derivat halogenat avand loc subst. Na si formarea unei alchine superioare 150 C + + +H-R -CCH+Na--------->-CC Na --------->-CC Na --------->-CC-R 1/2H2 -Nax2.

Astfel din accetilena se poate obt. prin monoalchinarea orice alchina cu tripla marginala marginala , iar prin dialchinare o alchina cu tripla nemarginala 100 C _ + +X-R CHCH+Na --------->CHC Na --------->-CHC-R -1/2H2 +Na -NaX lungeste catena , introdus C (200 C)-1/2H2 +_ _ + NaCCNa +2R-X -2Nax --------> R-CC-R Imp ptr ca se obtine tripla la mijloc

Imp ptr ca se

CH4-------->CHC-CH3 1500 C Cl 2CH4--------->CHCH------------------->CHCNa--------->CHC-CH3 -3H2 -150 C-1/2H2 -NaCl CH4--------->CH3-CC-CH3 1500 C Na +Na +2CH3-Cl 2CH4--------->CHCH---------> CHCNa---------> NaCCNa----------> CH3-CC-CH7

+Na

+CH3-

-3H2 -2NaCl

1500 C-1/2H2

200 C-H2-H2

CH4--------->CH3-CH-C C-CH-CH3 Acetilena 1500 C +Na +Na

2CH4--------->CHCH--------->CHCNa--------->NaClCNa--------->CH3-CHCl+NaCCNa+Cl-CH-CH3 -3H2 150 C -NaCl CH3 CH3 --------->CH3-CH-CC-CHCH3 -NaCl CH3 CH3

Proprietati fizice Acetilena este un gaz incolor, cu miros eterat placut. Acetilena provine din carbid prezentand un miros usor usturoiat datorita impuritatii carbidului. Este solubila in apa in raportul volumetric 1 :1 ( este una din putinele hidrocarburi solubile in H2O) . Proprietatea se datoreaza polaritatii legaturii C-H din acetilena. Este solubila si in solventi organici ( acetilena ) . Nu se poate comprima in cilindri de otel sub presiune deoarece are loc explozia. Pentru impiedicarea acesteia sunt utilizati cilindri de otel speciali umpluti de o masa poroasa de azbest sau kisellgen care a fost impregnata cu acetona. La 12 atm 1l acetilena dizolva 300 l acetilena .

CH3-C = C-CH3--------->CH3-CCH CH3 CH3

8

[o] CH 3 CH3 KOH alc CH3-C=C-CH3 ---------> C=O+O=C CH3--------->CHC-CH3 KHnO4+H2SO4 CH3 CH3 -HCl Cl

CH3 -HCl ---------> CH3 C

CH3

-POCl --------->CH2=C-

CH3

+PCl5

-HC l CH2=CH-CH2-CH3+HCl---> CH3-CH-CH-CH2-CH3 ------>CH3-CH+CHCH3+Br2--------->CH3-CH-CH-CH3KOH alc Br Br KOH alc -HBr --------->CH3-CH3=C-CH3--------->CH3-CC-CH3 t.150 C HBr KOH alc CH4--------->CH3-CH-CC-CH-CH3 CH3

CH3

T=1500 C +Na _ + +Na +_ _ + +2ClCH-CH3 CH4--------->CHCH--------->CH C Na---------> Na C C Na---------------->CH3CH-CC-CH-CH3 -3H2 -1/2H2 200 C -1/2H2 200 C -2NaCl CH3 CH3 2,5-dimetil-5-exena

Proprietati chimice9

Legatura tripla din alchine avand in componenta doua legaturi , alchinele vor avea un character nesaturat mai accentuat decat au alchenele. Principalele reactii : I aditia H2 ; X2 ; HX ; H2O ; CH3COOH ; CH=CH-CN ; HCN II reactia de dimerizare III reactia de trimerizare ciclica IV reactia de oxidare V substitutia la C sp I Reactia de hidrogenare Se poate defini in doua etape , produsul de aditie avand grad diferit de saturare , functie de et. de aditie : a)TOTALA - cu H2 molecular in prezenta de metale fin divizate ( Ni , Pt , Pd ) => divizand legatura tripla in legatura simpla . Astfel : Ni Pt Pd -CC-+2H2---------------->-CH2-CH2alchina alcan Ni Pt Pd CHCH+2H2---------------->CH3-CH3 Acetilena etan Ni Pt Pd CH3-CCH+2H2---------------->CH3-CH2-CH3 propan

CHC-CH2-CH3 1-butena +2H2 CH3-C-CH3 2-butena

Ni Pt Pd ---------------->CH3-CH2-CH2-CH3 butan

10

b)PARTIALA se realizeaza in cataliza omogena rezultand alchena corespunzatoare. Reactia este STEREO SPECIFICA , catalizatorul determina mersul reactiei. Astfel la utilizarea catalizatorului Pd otravit in saruri de Pb 2+ , hidrogen =>obt. Izomerului cis

AlcooliiDe obicei cnd rostim cuvntul "alcool" ne gndim la spirtul medicinal sau la buturile spirtoase, dar aceste tipuri de alcooli conin o anumit substan orga-nic numit etanol. Alcoolii sunt unii dintre cei mai utilizai i cunoscui compui chimici. De fapt un alcool este un compus organic care are cel puin o grupare hi-droxil legat de un atom de carbon saturat. Dintre acetia fac parte metanolul, e-tanolul, butanolul i propanolul, acetia formnd serii omoloage. Proprietile alcoolilor Alcoolii alifatici pot exista n forme izomerice ncepnd de la propanol n sus. Ali compui, ca fenolii sau enolii, pot conine grupe de hidroxil, dar din cau-z c sunt ataate direct carbonilor nesaturai se pot comporta diferit. n fenoli i e-noli electronegativitatea puternic a atomilor de oxigen face ca acesta s atrag e-lectroni din inelul aromatic sau din legturile duble, ca i din atomii de hidrogen din gruprile hidroxil. Acest lucru face ca legtura carbon-oxigen s fie mai puter-nic i astfel s reacioneze mai greu cu ali compui. Alcoolul benzilic este considerat un alcool deoarece, chiar dac are structur un inel aromatic, gruparea hidroxil nu este legat direct de acest inel. Anumii alcooli sunt complet miscibili n ap n orice proporii. Acest lucru se datoreaz puternicii Puni de hidrgen care se stabilete ntre oxigenul puternic electronegativ (din hi-droxil) i hidrogenul ionic din ap. Moleculele de ap sunt atrase mai tare de moleculele de etanol dect ntre ele. Din acest motiv etanolul amestecat cu ap produce un amestec care are volumul mai mic dect suma celor dou lichide luate separat. Puterea acestei atracii dintre moleculele de etanol i ap le mpinge mai aproape scznd astfel volumul ames-tecului i crescnd densitatea acestuia, n ciuda faptului c etanolul are densitatea mai mic dect cea a apei. Etanolul (i ali compui) formeaz astfel ceea ce se nu-mete un amestec azeotropic cu apa. Chiar dac cele dou substane au puncte de fierbere diferite (78 respectiv 100 grade Celsius) puterea atraciei ntre ele le fa-ce ca la temperatura de 78,1 grade Celsius ele s se distileze mpreun ca un ames-tec compact. Alcoolii mai uori (metanol, etanol) sunt lichide mobile la temperatura camerei. naintnd n seria omoloag, cu ct numrul atomilor de carbon crete, alcoolii au11

tendina de a forma lichide mai vsocase, chiar solide moi. De asemenea, punctele de fierbere i topire cresc odat cu creterea numruli de atomi de carbon. Rspndirea i producerea alcoolilor Alcoolii se gsesc ntr-o varietate de situaii. Etanolul se poate produce natural, ca zaharuri din fructele rscoapte cu ajuto-rul enzimelor n procesul de fermentaie. Aceasta este baza industrei bauturilor alcoolice, chiar dac aici se folosesc mult mai multe ingrediente i procesul este realizat cu grij. Etanolul se poate obine industrial din reacia etenei cu apa prin procesul de hidratare. Metanolul este produs prin reacia monoxidului de carbon cu hidrogenul. Aceste dou substane sunt obinute industrial din metan (gaz natural) i ap. A-mndou reaciile se realizeaz n condiii speciale de presiune i temperatur, n prezen de catalizator. Un alt alcool important din punct de vedere industrial este alcoolul izopropilic. El este un produs secundar al industriei petrolului, folosit ca solvent. Ali alcooli naturali sunt mentolul, care d gumii de mestecat i altor produse aroma i gustul specific i glicerolul (trihidroxipropanul). Glicerolul se gsete n stare natural n grsimi vegetale sau animale, dar este i un produs secundar al in-dustriei spunului. n intestinul uman grsimile se transform n glicerol i acizi grai, dup care se refac n grsimi. Importana alcoolilor Alcoolii sunt foarte buni solveni, de aceea din ei se produc detergeni, parfumuri, vopsele i multe altele. Un amestec de metanol i etanol este vndut ca solvent, care conine colorant i are un miros specific cu rol de a proteja cumpr-torii. Etanolul i metanolul sunt doi dintre cei mai importani alcooli. Alcoolul izopropilic este un solvent industrial foarte cunoscut, cteodat folosit ca o variant mai ieftin a etanolului. De asemenea etanolul are un puct de topire foarte sczut, ceea ce determin folosirea lui n termometre de temperaturi extrem de mici. Alcoolii se folosesc ca produi intermediari, n sinteze n chimia organic. Tot aceste substane chimice se folosesc la curarea produselor petroliere din combus-tibili, n special n Brazilia. Glicerolul are aplicaii n medicin i, ca i glicolul etenic, se mai gsete n componena explozivelor.

12

Aldehid

Aldehidele se formeaz de obicei prin oxidarea grupei hidroxi a alcoolilor primari Cea mai simpl aldehid este formaldehida, format prin oxidarea metanului.Denumirea de aldehid este dat de combinarea cuvintelor alcool dehidrogenat. Nomenclatura IUPAC Conform regulilor IUPAC, nomenclatura se stabilete astfel:

stabilirea catenei cu cei mai muli atomi de carbon. Adugarea sufixului -al la denumirea alcanului respectiv: HCHO-metanal, CH3CHO etanal etc. n cazul aldehidelor aromatice , acestea se denumesc prin adugarea denumirii aldehidei la radicalul aromatic fenilmetanal, sau adugarea denumirii radicalului aldehidic la hidrocarbur formilbenzen (nomenclatur destul de rar utilizat)

Alte nomenclaturi Mai des folosite sunt cele formate din denumirea acidului cu aceeai structur: HCHOformaldehid, C6H5-CHO -benzaldehid Sinteza

Dehidrogenarea sau oxidarea alcoolilor primari ;

Oxidarea Swern[2]13

Alcooli sunt oxidai la aldehide prin intermediul sulfoxizilor.

Folosind acest tip de reactiv, oxidarea se oprete la aldehid care nu mai este oxidat la acid carboxilic (cum s-a ntmpla la folosirea K2Cr2O7 Intermediar se formeaz un compus cu sulf ,cu caracter electrofil

Hidroliza compuilor halogenai

Prin hidroliza compuilor dihalogenai ala acelai atom de carbon are loc obinerea aldehidei respective.

Adiia apei dup regula lui Markovnikov la alchine

Sinteza acetaldehidei are loc n prezena catalizatorului sulfat de mercur

Descompunerea srurilor de calciu

Prin descompunerea srurilor de calciu ale acizilor cu mai mult de 5 atomi de carbon rezult cetone.

Reducerea esterilor

14

Reducerea are loc n prezena DIBAL [1] hidrura de bis(2metilpropil)aluminiu, la o temperatur de circa -600C Proprieti fizico-chimice Proprieti fizice Cu excepia formaldehidei, care este un gaz, celelalte aldehide sunt lichide, avnd un miros caracteristic.Ei pot fi solubili n ap dar numai aldehidele cu 5 atomi de carbon, restul neputnd forma legturi de hidrogen cu apa.Tot din aceast cauz ei au puncte de fierbere mai sczute comparativ cu alcoolii corespunztori! [3] [4] Caracterizare spectral Spectre UV Grupa carbonil este un cromofor, datorit celor 2 electroniu nepatricipani aflai n orbitalii ps, mai precis 2ps.Avnd loc tranziii de tip n*(tranziii cu energie mic) maximele de absorbie la nivelul spectrelor UV apar la lungimi de und =270290nm.Atunci cnd tranziia electronilor are loc din orbitalii * energiile de absorbie sunt mai mari , la lungimi de und =190-200nm. Spectre IR Aldehidele(n general compuii carbonilici) manifest o band de absorbie 170040cm [5][6], band care eet foarte mult influenat de starea fizic, de (ne)formarea legturilor de hidrogen. Proprieti chimice Depind n mare msur de hibridizarea atomilor din grupa carbonilic.Att atomul de carbon ct i cel de oxigen au aceeai stare de hibridizare sp2, unghiul dintre cei 2 substitueni ai carbonului fiind de 1200

15

Legtura C=O este o legtur foarte puternic, cu o mare reactivitate chimic , datorit diferenie de eloectronegativitate dintre cei 2 atomi (C i O) Hibridizarea sp2 mai este nlnit i la alchene dar spre deosebire de acestea, atomul de O al gruprii carbonil are electroni neparticipani, n orbitali sp2.Dtaorit acestui fapt, precum i a diferenei mari de electronegativitate dintre carbon i oxigen. gruparea C=O are un caractzerpolar foarte puternic ceea ce i permite participarea la reacii de adiie a unor compui polari (apa, compui organomagnezieni). Reacii de adiie Sunt comune i aldehidelor i cetonelor.

Adiia apei:

; Prin adiia apei are loc formarea compuilor numii hidrai, compui ce nu au putuit fi izolai, ci doar pui n eviden prin metode spectrometrice.

Adiia alcoolilor are loc n mediu acid dup un mecanism de substituie nucleofil de tip 1 SN1, produsul final fiind denumit semiacetal:

;

Adiia hidrogenului duce la diferii compui n funcie de catalizator: 0 o catalizator Ni Raney, la o temperatur de circa 50 C are loc formarea alcoolului corespunztor primar sau secundar (cazul cetonei):

; o

catalizator TiCl3, cnd se formeaz alchene (reacia McMurry)

16

Adiia hidracizilor HX.

Hidracizii mai ales cel clorhidric i bromhidric se adiioneaz la grupa carbonil dnd natere la halohidrine, compui instabili.Acetia pot reaciona cu alcoolii care se adaug n mediul de reacie formndu-se astfel eteri halogenai

;

Adiia acidului cianhidric HCN, duce la formarea de cianhidrine

Reacia are loc dup un mecanism de adiie nucleofil, n cataliz bazic cu regenerarea

catalizatorului.

;

Adiia amoniacului

Produsul poart denumirea de aduct amoniac-aldehid,compus instabil care se poate

polimeriza.

;

Adiia bisulfitului de sodiu

Adiia bisulfitului de sodiu duce la formarea de compui bisulfitici, cristalizai, insolubili n solveni organici, folosii pentru izolarea compuilor carbonilici:

;

Adiia cloroformului

Are loc n prezena KOH, dup un mecanism de tip nucleofil:

17

;

Adiia compuilor organomagnezieni

; Reacii de condensare

Condensare cu aldehid

Aldehidele pot adiiona o alt moleculp de aldehid , in mediu bazic formndu-se un compus numit aldol (aldehid-alcool)

;

Condensare cu hidrocarburi: alchene (reacia Prins[7])

Reacia are mecanism de adiie electrofilic, iar produii obinui variaz n funcie de condiiile de reacie Reacia Prins are la baz condensarea alchenelor cu aldehidele, n cataliz acid, cu formare de 1,3 glicoli sau 1,3 dioxani (acetali ciclici ai formaldehidei)

Ciclopentadiena Compuii condensrii se numesc fulvene

18

Reacia are loc n mediu bazic cu formarea ionului de ciclopentadienur, fulvenele rezultate fiind compui colorai, care nu au caracter aromatic PROCESE 1) Neutralizarea La tratarea unui acid cu o baza se obtine, n urma unei reactii de neutralizare, o sare si apa, ca de exemplu n cazul neutralizarii acidului clorhidric cu hidroxilul de sodiu: Hcl + NaOH NaCl + H2O acid baza sare apa Sarurile rezultate pot avea un caracter acid, neutru sau bazic; astfel, clorura de sodiu este o sare cu caracter neutru. O sare cu caracter acid, cum este clorura de amoniu, se obtine din reactia unui acid puternic cu o baza slaba: Hcl + NH4OH NH4Cl + H2O O sare cu caracter bazic se obtine prin reactia unui acid slab cu o baza puternica, astfel reactia acidului acetic cu hidroxidul de sodiu, reactia de formare a acetatului de sodiu: H3CCOOH + NaOH H3CCOONa + H2O. De multe ori, la neutralizarea acizilor se folosesc n locul hidroxizilor, carbonatii, care au o alcalinitate mai slaba. n acest caz, terminarea neutralizarii este indicata prin terminarea efervescentei, efervescenta datorata degajarii de dioxid de carbon. Spre exemplificare se afla mai jos reactia dintre acidul sulfuric si carbonatul de sodiu: H2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + H2O + CO2.CHIMICE PRINCIPALE

19

Practic, terminarea neutralizarii se controleaza cu hrtii indicatoare, hrtii mbibate cu o substanta numita indicator. Aceasta substanta are proprietatea de a-si schimba culoarea la modificarea aciditatii mediului. Astfel, turnesolul n mediul acid este de culoare rosie, iar n mediul bazic este albastru, iar fenolftaleina, n mediu acid este incolora, iar in mediu bazic este rosie. 2) Oxidarea ntr-un prim sens nseamna cresterea cantitatii de oxigen dintr-o molecula. Unele procese de oxidare, cum sunt ruginirea fierului, rncezirea grasimilor etc, sunt procese nedorite, caz n care se adauga antioxidanti, anticorosivi sau se folosesc ambalaje ermetice. n alte cazuri este necesara oxidarea; astfel: albirea tesaturilor, decolorarea parului, oxidarea parafinelor n acizi grasi etc. Oxidarea se poate efectua chimic, n mediu acid, n care caz se folosesc: permanganatul de potasiu, cloratul de potasiu, acidul azotic, anhidrida acidului azotic, anhidrida acidului cromic, nitrobenzenul etc. n cazul n care se lucreaza n mediul bazic, se foloseste hipocloritul de sodiu (la albirea lnii), clorul (oxiclorura de calciu), permanganatul de potasiu, apa oxigenata etc. Nu sunt rare nici cazurile cnd procesul se efectueaza cu ajutorul oxigenului atmosferic sau al celui pur. 3) Reducerea Este procesul invers oxidarii. Cnd o substanta este oxidata de o alta (numita oxidant), aceasta din urma, la rndul ei se reduce. De aici se vede ca nu exista procese de izolare sau de reducere izolate, ele decurgnd totdeauna mpreuna. Se vorbeste de procese de un tip sau altul, doar din punctul de vedere al produsului final al reactiei, produsul care intereseaza. Revenind la tema, prin reducere se prepara anilina din nitro-benzen; tot prin reducere apare imaginea fotografica, proces n care clorura si bromura de argint sunt reduse la argint metalic, cu ajutorul revelatorilor (metolul, hidrochinona etc). Ca agenti reducatori se folosesc, n mediu acid, bisulfitul de sodiu, clorura stanoasa, iar n mediu bazic sulfura de sodiu sau ditionitul de sodiu. Deseori se efectueaza procese de reducere cu hidrogen gazos, n prezenta catalizatorilor metalici, ca platina, nichelul etc. 4) Precipitarea Este procesul n care dintr-o solutie, n urma unei reactii se separa un compus, complet sau partial insolubil, sub forma de cristale, pulbere, fulgi etc. Astfel, la tratarea unei solutii de azotat de argint cu o solutie de clorura de sodiu se precipita imediat clorura de argint: AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 Prin precipitare se prepara de exemplu, albastrul de Berlin n urma reactiei ferocianurii de potasiu cu clorura ferica.20

5) Coagularea Reactia de precipitare poate avea loc nu numai din solutii propriu-zise, ci si din solutii coloidale. Unii coloizi precipita (coaguleaza) sub influenta ncalzirii, proces ce apare, de exemplu, la ncalzirea albuminelor (albusului de ou), pe cnd altii pot coagula sub influenta sarurilor. n acest fel se separa sapunul de resul alcoolilor, alcaliilor si de glicerina, prin adaugarea de clorura de sodiu (sarea de bucatarie). Clorura de sodiu fiind perfect solubila n apa, mareste diferenta de densitate dintre cele doua faze, separarea facndu-se mai usor. 6) Condensarea Este o notiune cu doua sensuri. Din punct de vedere fizic, se ntelege trecerea unei substante din stare gazoasa n stare lichida. Din punct de vedere chimic, condensarea este procesul n care doua molecule se leaga ntre ele, eliminnd, ca produsi secundari, molecule mai mici, mai simple (apa, acid clorhidric, amoniac etc). Repetarea acestui proces de foarte mute ori se numeste policondensare. Prin policondensare se prepara, de exemplu, bachelita, n urma eliminarii de apa dintre fenol si aldehida formica. Procsele de condensare sunt accelerate de agentii chimici capabili sa fixeze produsul secundar eliminat. Astfel: substante capabile sa absoarba apa (cum sunt acidul sulfuric concentrat sau pentaoxidul de fosfor), substante alcaline sau acizi, n functie de produsul eliminat. 7) Esterificarea Este un caz particular al reactiei de condensare. Ea se realizeaza n urma reactiei dintre un acid organic sau anorganic si un alcool: acid alcool ester H3CCOOH + H5C2OH H3CCOO H5C2 + H2O acid alcool acetat de apa acetic etilic etil Procesul este reversibil, de aceea pentru a mpiedica descompunerea esterului format, trebuie ca din vasul de reactie sa fie ndepartat unul din produsii de reactie. Cel mai des se nlatura apa (mai rar esterul), folosind substante higroscopice cum ar fi acidul sulfuric concentrat. Prin esterificare se prepara o serie de solventi cum ar fi acetatul de butil, acetatul de amil; o serie de arome artificiale, ca benzoatul de metil, formiatul de etil, acetatul de bornil etc.

8) Hidroliza21

Este reactia dintre un compus si apa. n urma hidrolizei, compusul respectiv se scindeaza n produsi de reactie cu molecule mai mici. Hidroliza se accelereaza prin actiunea catalitica a unor acizi sau baze. Astfel hidroliza amidonului n dextrina se efectueaza n cataliza acida, iar hidroliza esterilor se poate face n cataliza bazica sau acida. 9) Saponificarea Este reactia ce are loc n tratarea grasimilor cu alcalii puternice, sau neutralizarea acizilor grasi cu baze, fiind un caz particular al reactiei de hidroliza. n principal, procesul saponificarii implica ruperea moleculelor de glicerina din grasimi, iar acizii grasi liberi sunt neutralizati cu alcaliile adaugate n mediul de reactie, obtinndu-se sarurile alcaline sau alcalino-pamntoase (n functie de baza folosita), ale acestora. n cazul n care fierberea grasimilor se face cu hidroxid de sodiu, se obtin sapunurile solide, iar n cazul hidroxidului de potasiu, se obtin sapunurile lichide sau sapunurile de potasiu. Deoarece n timpul proceselor de saponificare a grasimilor are loc o spumare a lichidului, volumul vasului trebuie astfel ales nct spuma sa nu poata iesi din el ( sa fie de circa patru ori mai mare dect volumul de lichid cu care se va lucra). 10) Polimerizarea Este un proces specific moleculelor cu legaturi carbon-carbon nesaturate (duble sau triple), proces n care aceste legaturi se rup partial, formndu-se altele noi care unesc ntre ele moleculele. Fata de policondensare, n cazul polimerizarii nu rezulta produsi secundari. n acest mod se obtine, din etena, polietena, din clorura de vinil, policlorura de vinil etc.: monomer polimer n H2C=CH2 ...CH2CH2CH2CH2... etena polietena Catalizarea polimerizarilor se face de regula cu substante ce contin legaturi peroxidice (perhidrol, peroxid de benzoil etc.), dar calitatea polimerului este influentata si de alti factori cum sunt: temperatura, lumina, presiunea, aciditatea mediului, modul n care a fost efectuata reactia (n emulsie, n solutie sau n lipsa solventului).

22

SUPERLATIVE CHIMICE Cel mai nou i greu element n ianuarie 1999, cercettorii de la Laboratorul Naional Lawrence Livermore, California, SUA, i de la Institutul pentru Cercetri Nucleare, Dubna, Rusia, au anunat crearea celui mai nou i mai greu element chimic din lume, elementul 114. Acesta conine 114 protoni, pare a fi mult mai stabil dect oricare alt atom supergreu i a rezultat prin bombardarea cu un izotop de calciu a unui izotop de plutoniu mbogit cu neutroni. Cea mai puternic soluie acid Soluiile acizilor i bazelor tari tind ctre valorile de 0 i, respectiv, 14 ale pHului, dar aceast scar este inadecvat pentru a descrie "superacizii" dintre care cel mai puternic este o soluie cu concentraie 80% de pentafluorur de antimoniu n acid fluorhidric (acidul fluoro-antimonic HF:SbF5). Aciditatea funciunii OH a acestei soluii nu a fost msurat, dar chiar i o soluie mai slab de concentraie 50% este de 1018 mai puternic dect acidul sulfuric concentrat. Cel mai otrvitor compus chimic artificial Compusul 2,3,7,8 tetraclordibenzo p-dioxin, sau TCDD este cel mai otrvitor dintre cele 75 de dioxine cunoscute de 150000 de ori mai puternic dect cianura. Cel mai puternic gaz toxic Etil S-2-diizopropilaminoetilmetil fosfonotiolatul, cunoscut sub numele de VX, produs pentru prima oar n 1952 la Laboratorul Experimental pentru Aprare Chimic, din Porton Down, Wilts, Marea Britanie, este de 300 de ori mai puternic dect fosgenul (COCl2) folosit n primul rzboi mondial. Doza letal de VX este de 10 mg/m3, n aer, sau 0,3 mg administrat oral. Cea mai absorbant substan Serviciul de Cercetare al Departamentului Agriculturii din SUA a anunat pe 18 august 1974 c "H-span"-ul sau Super Sluper, compus din 50% derivat de amidon, 25% acrilamid i 25% acid acrilic, poate, dac este tratat cu fier, s nmagazineze de 1300 de ori greutatea sa n ap. Proprietatea sa de a menine o temperatur constant timp ndelungat l face ideal pentru pungile cu ghea refolosibile. Substana cea mai magnetic Boratul neodimic de fier Nd2Fe14B are un produs energetic maxim (definit ca fiind cantitatea maxim de energie pe care un magnet o poate degaja cnd acioneaz ntr-un anumit punct de aciune) ce ajunge pn la 280 KJ/m3. Cea mai amar substan Substanele cu gustul cel mai amar au la baz cationul de denatonium i sunt produse comercial sub form de benzoai i zaharide. Nivelul la care gustul le detecteaz este sczut pn la 1:500 milioane pri, iar diluia de 1:100 milioane pri las un gust persistent. Cele mai dulci substane23

Talinul, obinut din arilii (apendice ale anumitor substane) plantei katemfe (Thaumatococcus daniellii), este de 6150 de ori mai dulce dect zaharoza. Planta se gsete n anumite regiuni din Africa de Vest. Cel mai dens element Cea mai dens substan de pe Pmnt este metalul osmiu (Os elementul 76), avnd 22,8 g/cm3. (S-a calculat c apariiile singulare din centrul gurilor negre au o densitate infinit.) Solidul cel mai puin dens Substanele solide cu cea mai mic densitate sunt aerogelurile de siliciu, n care mici sfere de silicon, unite ntre ele, sunt cuplate cu atomi de oxigen sub forma unor benzi separate prin pungi de aer. Cel mai uor dintre aceste aerogeluri, cu o densitate de numai 0,005 g/cm3, a fost produs de Laboratorul Naonal Lawrence Livermore, California, SUA. El va fi folosit mai ales n spaiu, pentru a aduna micrometeorii sau resturi din cozile cometelor. Cea mai nalt temperatur Cea mai nalt temperatur creat de om este de 510 milioane oC de 30 de ori mai fierbinte dect centrul Soarelui pe 27 mai 1994, n reactorul de testare pentru fuziune Tokamak de la Laboratorul de Fizic a Plasmei de la Princeton, New Jersey, SUA, folosind amestecul plasmatic deuterium-tritium. Cea mai nalt temperatur superconductoare n aprilie 1993, n Laboratorium fur Festkorperphysik, Zurich, Elveia, s-a reuit generarea superconductivitii n mas cu o temperatur de tranziie maxim de 140,7 oC, ntr-un amestec de oxizi de mercur, bariu, calciu i cupru, HgBa2Ca23Cu3O7 + x i HgBa2CaCu2O6 + x. Cea mai fierbinte flacr Cea mai fierbinte flacr este produs de subnitritul de carbon (C4N2) care, la presiunea de o atmosfer, poate genera o flacr de 4988oC. Cea mai sczut temperatur Temperatura de zero absolut zero K pe scara Kelvin corespunde cele de 273,15oC, punctul n care agitaia termic atomic i molecular nceteaz. Cea mai sczut temperatur atins este de 280 picoKelvin (a 280-a trilionime dintr-un grad), atins ntr-un dispozitiv de demagnetizare nuclear de la Laboratorul de Temperaturi Joase al Universitii Tehnologice din Helsinki, Finlanda. A fost anunat n februarie 1993. Cea mai "plimbre" protein Biochimitii de la Facultatea de Medicin Harvard, Boston, Massachusetts, SUA, au fcut o descoperire major despre comportamentul proteinelor, n anul 1990. Se credea nainte c lanurile de proteine, fcute din aminoacizi, pot fi scindate i reunite doar de alte proteine numite enzime. Echipa de la Harvard a inut sub observaie un tip de protein minuscul, cunoscut sub numele de intein, care s-a separat dintr-un lan proteinic mai lung i apoi s-a alipit la cele dou capete desprinse ale lanului, tergnd orice indiciu al prezenei sale anterioare n interiorul lanului. Se sper ca proprietile24

unice ale inteinelor vor fi de ajutor n lupta mpotriva unor boli, cum ar fi TBC-ul i lepra. Cea mai mic cantitate de substan n 1997, obinerea seaborgium-ului (Sg elementul 106) a fost realizat prin producerea a doar 7 atomi. Acest element i-a primit numele n onoarea dr. Glenn Seaborg, regretatul fizician laureat al premiului Nobel, care a descoperit plutoniul. Cel mai lung index tiinific A 12-a colecie a Indexul-ui lucrrilor din chimie, terminat n decembrie 1992, conine 35137626 de articole n 215880 de pagini i 115 volume i cntrete 246,7 kg. El conine referine despre 3052700 de documente publicate n domeniul chimiei. Cea mai complet secven de genom al unui multicelular Primul animal multicelular al crui ntreg genom (cod genetic) a fost cercetat sub form de secvene este Caenorhabditis elegans, un vierme nematod de pmnt, de un milimetru lungime. Dei corpul unui adult are doar 959 de celule (oamenii au trilioane de clule), el are 100 de milioane de baze genetice ce cuprind cel puin 18000 de gene i mai mult de 50% din genele umane cunoscute corespund versiunilor existente la C. elegans. Munca de cartografiere a ntregului genom al acestui vierme i aparine dr. Sydney Brenner, care a iniiat acest proiect n anii '60 la Laboratorul de biologie molecular al Consiliului de Cercetare Medical, Marea Britanie, i a nceput cercetarea secvenial a genomului n 1990.

25


Recommended