كيفية التحكم في تطور المجموعات الكيميائية. كيفية التحكم في تطور المجموعات الكيميائية. تفاعلات الأسترة و الحلمأة Réaction d’estérification et d’hydrolyse. ذ.بوشعيب دواح

تفاعلات الأسترة و الحلمأة Réaction d’estérification et d’hydrolyse 1- نشاط تجريبي: الاسترات. المناولة الأولى.( الكتاب المدرسي). المناولة الثانية. 2- نشاط تجريبي( أشغال تطبيقية): دراسة تفاعلي الأسترة و الحلمأة.

1-مجموعة الاسترات : مجموعة الاسترات تحضر بواسطة مركبات عضوية تنتمي الى مجموعتين كبيرتين ، هما: الأحماض الكربوكسيلية و الكحولات.

Les alcools: 1.1- الكحولات الكحولات : تعريف: الكحول يحتوي على المجموعة المميزة هيدروكسيل -OH مرتبطة بمجموعة ألكيل. الصيغة العامة للكحول:R-OH ،حيث R ألكيل ذو سلسلة كربونية خطية أو متفرعة.

أصناف الكحولات كحول أولي: CH3—CH2—CH2—OH propan-1-ol (classe : primaire) بروبان-1-أول كحول ثانوي: CH3—CHOH—CH3 propan-2-ol بروبان -2-أول (classe secondaire) كحول ثالثي. 2-مثيل بروبان-2-أول يشتق اسم الكحول مناسم الألكان الموافق له، مع اضافة المقطع ( ول) عند نهاية الاسم بالنسبة للميثانول و الايثانول ، و بالنسبة للكحولات الأخرى يضاف أصغر رقم ممكن قبل هذا المقطع للآشارة الى موضع الهيدروكسيل في السلسلة الكربونية

2.1- الأحماض الكربوكسيلية. Les acides carboxyliques يحتوي حمض كربوكسيلي على المجموعة المميزة كربوكسيل ( -COOH).حيث توجد هذه المميزة عند نهاية السلسلة الكربونية. R-COOH، حيث تكون ذرة الكربون مرتبطة بذرة أوكسجين بواسطة الرابطة ثنائية من جهة و من جهة أخرى بالمجموعة –OH. يشتق اسم الحمض الكربوكسيلي من اسم الألكان الموافق له مسبوقا بالكلمة حمض مع اضافة اللاحقة ويك. أمثلة: حمض الايثانويك.CH3—COOH, حمض 2-مثيل البروبانويك.CH3—CH(CH3)—COOH.

Les anhydrires d’acides الحمض أندريد 3.1- يتميز أندريد الحمض بالمجموعة الوظيفية: و نحصل عليه انطلاقا من الحمض الكربوكسيلي بإزالة جزيئة الماء بين جزيئتين للحمض بوجود أوكسيد الفوسفور و هو مزيل قوي للماء وفقا للمعادلة: للتسمية أندريد الحمض يكفي تغيير لفظ حمض من اسم الحمض الكربوكسيلي بلفظ أندريد. مثال: أكتب معادلة ازالة الماء من حمض البروبانويك. CH3-CH2-CO-O-CO-CH2-CH3

Les esters : 4.1- الاسترات تتوفر المجموعة استر على المميزة : التسلسل استر : R-CO-O-R’ حيث R ذرة هيدروجين أو مجموعة ألكيل و R’ مجموعة ألكيل فقط. -التسمية: يشتق اسم الاستر من اسم الحمض الكربوكسبلي مع تعويض اللاحقة ”ويك“ باللاحقة ” وات“متبوعا باسم الجذرR’. أمثلة : بروبانوات المثيلCH3-CH2-CO-O-CH3

2- تكون استر انطلاقا من حمض كربوكسيلي و كحول. 1.2- تركيب مجموعة استر: من خلال التجربة تبين أن الحمض الكربوكسيلي و الكحول يتفاعلان لنجد الاستر و الماء كناتج. 2.2- تفاعلات الأسترة. نحصل على الاستر وفق المعادلة: R—COOH + R'—OH R—COO—R' + H2O مثال: تفاعل حمض الإيثانويك و بروبان-1-أول. CH3 - CO2H + CH3 - CH2-CH2 - OH CH3-COO-CH2-CH2-CH3 + H2O

3.2- دراسة تفاعل الأسترة. دراسة تفاعل الأسترة انطلاقا من خليط متساوي المولات –نفس كمية المادة ( n1 = 0,2 mole ) من حمض الايتانويك و ( n2 = 0,2 mole )الايثانول .التسخين بالارتداد.خلال مدة ساعة واحدة.(t = 1 h ) يحدث تفاعل الأسترة وفق المعادلة: R—COOH + R'—OH R—COO—R' + H2O الجدول الوصفي : في حالة خليط متساوي المولات تكون نسبة التقدم النهائي: ζ = 0,67 = 67 %

حلمأة أستر -3 1.3- تفاعل حلمأة أستر. تفاعل أستر مع الماء يسمى حلمأة أستر حيث يتكون خلاله حمض كربوكسيلي و كحول حسب معادلة النفاعل التالية: R—COO—R' + H2O R—COOH + R'—OH 2.3- دراسة تفاعل حلمأة الإستر. انطلاقا من خليط متساوي المولات –نفس كمية المادة ( n1 = 0,2 mole ) من أستر إيثانوات الإثيل و ( n2 = 0,2 mole )الماء .التسخين بالارتداد.خلال مدة ساعة واحدة.(t = 1 h )

الجدول الوصفي: في حالة خليط متساوي المولات تكون نسبة التقدم النهائي : التحول المقرون بحلمأة الإستر تحول محدود لأن تحول الاستر و الماء الى حمض كربوكسيلي و إستر غير كلي. رفع درجة الحرارة يزيد في سرعة التفاعل لكن لا يغير نسبة التقدم النهائي. ζ = 0,33 = 33 %

تبين الدراسة أن الحمض لم يختف بكامله. للتعرف على الحالة النهائية للمجموعة الكيميائية بعد ساعة من التفاعل بالارتداد، يتم إيقاف التفاعل، ثم نعاير حمض الايثانويك المتبقي بواسطة محلول هيدروكسيد الصوديوم ( NaOH) تركيزه CB = 2 mole/lمع اضافة الفنول فتالين ككاشف ملون. تبين الدراسة أن الحمض لم يختف بكامله. المتفاعلات و النواتج تتواجد بالرغم من توقف تطور المجموعة . نستنتج أن التحول المقرون بتفاعل الأسترة بطيء جدا . أن هذا التفاعل غير كلي أي محدود.

منحى تطور نسبة الاستر المتكون بدلالة الزمن تحت تأثير درجة الحرارة C ° 100

مردود التفاعل حسب صنف الكحول. من الدراسة نستنتج أيضا أن رفع درجة الحرارة يزيد سرعة التفاعل للأسترة ، دون أن يؤثر ذلك على نسبة التقدم النهائي في التفاعل و هذه النسبة تتغير حسب صنف الكحول. كحول أولي.............................. % 67. كحول ثانوي ............................ % 60. كحول ثالثي............................... %5.

3- حالة التوازن. لتفاعلي الأسترة و الحلمأة مميزات متقاربة جدا و يحدثان في نفس الظروف.فنواتج الأسترة تكون هي المتفاعلات في تفاعل الحلمأة. الأسترة و الحلمأة تفاعلان متعاكسان و محدودان و آنيان و غير ناشران للحرارة. عندما تتساوى سرعتا تفاعلهما نحصل على توازن تتميز بتواجد المتفاعلات و النواتج حسب المعادلة: R—COOH + R'—OH R— COO—R' + H2O

5 - التحكم في التفاعل 1.5- التحكم في سرعة التفاعل: *- مردود تحول كيميائي:بالنسبة للمتفاعل المحد ، كلما كانت كمية مادة المتفاعل الآخر زائدة ، كلما كان التقدم النهائي أكبر أي كمية مادة الأستر تكون أكبر. و هذا أيضا بالنسبة لتحول الحلمأة. تعريف المردود: يساوي المردود لتحول كيميائي النسبة: r = nexp/nth، حيث nexpتمثل كمية مادة الناتج المحصل عليه تجريبيا، و nth كمية مادة الأستر الممكن الحصول عليه اذا كان التحول كليا.

تحسين مردود التفاعل أسترة أو حلمأة يمكن بزيادة كمية أحد المتفاعلات بالنسبة للآخر. أوبإزالة أحد الناتجين خلال تكونه.