Почему кислотные свойства фенола выражены сильнее чем у воды и спиртов?

6 ответов на вопрос “Почему кислотные свойства фенола выражены сильнее чем у воды и спиртов?”

  1. in_night_of blood Ответить

    Это используют для разделения смесей спиртов, фенолов и карбоновых кислот по схеме:

    Рисунок 6.
    Приведенный способ разделения не может быть применен, если все три исходных соединения растворяются в воде.
    Феноляты щелочных металлов аналогично солям сильных оснований и слабых кислот легко гидролизуются водой, и раствор проявляет сильнощелочную реакцию:

    Рисунок 7.

    Зависимость кислотности фенолов зависит от заместителя в ядре

    Кислотность фенолов зависит от природы заместителя в ядре. Электроноакцепторные заместители увеличивают кислотность, а электронодонорные – уменьшают. Влияние природы заместителя на фенолы противоположна его действия на основность ароматических аминов. Так, введение сильной акцепторной нитрогруппы изменяет значение показателя кислотности $pK_a$ фенолов следующим образом:

    Рисунок 8.
    Повышение кислотности объясняется способностью $NO_2$-группы участвовать в делокализации отрицательного заряда феноксидного аниона. При наличии в молекуле фенола трех нитрогрупп кислотные свойства, например, пикриновой кислоты достигают уровня минеральных.
    В таблице 1 приведены значение показателя кислотности $pK_a$ некоторых замещенных фенолов в воде при 25$^\circ$С с расположением заместителя в орто-, мета- и пара- положении.
    Значение $pK_a$ орто-, мета- и пара-замещенных фенолов в воде при 25$^\circ$С:

    Рисунок 9.
    В таблице 2 приведены значение показателя кислотности $pK_a$ некоторых замещенных фенолов в воде при 25$^\circ$С.
    Значение $pK_a$ замещенных фенолов в воде при 25$^\circ$С:

    Рисунок 10.

    Феноляты тяжелых металлов

    Фенолы способны образовывать феноляты не только со щелочными металлами, но и с солями тяжелых металлов. Так, с солями железа (III) они дают окрашенные в фиолетовый цвет комплексные соединения, поэтому соли $Fe$(III) выступают как реактивы на енольный (фенильный) гидроксил:

    Рисунок 11.

  2. Fodi Ответить

    1. Кислотные свойства у фенолов выражены сильнее, чем у спиртов. В результате сопряжения неподелённой пары электронов кислородного атома с p- электронной системой ароматического кольца, электронная плотность О-атома перемещается частично на связь С–О, увеличивая при этом электронную плотность в бензольном ядре (в особенности в орто- и пара-положениях). Электронная пара связи О–Н сильнее притягивается к атому кислорода, способствуя тем самым созданию большего положительного заряда на атоме водорода гидроксильной группы и, следовательно, отщеплению этого водорода в виде протона.
    Hd+ ®

    Фенолы, в отличие от спиртов, образуют феноляты не только при взаимодействии с активными металлами, но и с водными растворами щелочей.

    OH + 2Na ®

    ONa(фенолят натрия) + H2­

    OH + NaOH «

    ONa + H2O
    Образование фиолетового окрашивания при добавлении раствора FeCl3 служит качественной реакцией, идентифицирующей фенолы:


    OH + FeCl3 «

    O–Fe
    + 3 HCl

    Фенолы – очень слабые кислоты, поэтому феноляты легко гидролизуются и разрушаются не только сильными, но и очень слабыми кислотами:

    ONa + H2SO4 ®

    OH + NaHSO4

    ONa + CO2 + H2O ®

    OH + NaHCO3
    Фенолы образуют простые эфиры (синтез Вильямсона) и сложные эфиры

    O
    Na + Br-
    -CH2–CH3 ®

    O–CH2–CH3(этилфениловый эфир) + NaBr
    и сложные эфиры
    O II
    O II

    O
    H + Cl-
    -C–CH3(хлорангидрид укс.кислоты) ®

    O–
    C–CH3(фениловый эфир укс.кислоты) + HCl
    2. Реакции бензольного кольца. Гидроксильная группа у фенолов является очень сильным орто- и пара-ориентантом. Реакции замещения атомов водорода в бензольном кольце протекают в более мягких условиях, чем у бензола. При бромировании и нитровании могут быть получены 2,4,6-тризамещенные производные
    OH
    OH
    OH

    + 3H2O
    3HNO3 ¬––– H2SO4

    3Br2 –––®

    + 3HBr
    NO2
    Br
    2,4,6 – тринитро- фенол (пикриновая кислота)
    2,4,6–трибром- фенол
    3. Гидрирование.

  3. Akula Ответить

    Согласно протолитической теории Бренстеда-Лоури, кислотами являются вещества, способные отдавать протон (Н+), – доноры протона. Основания – это вещества, способные присоединять протон, – акцепторы протона. Кислотно-основное взаимодействие двух молекул заключается в переносе протона от кислоты к основанию с образованием сопряженного основания и сопряженной кислоты. Чем сильнее кислота или основание, тем слабее сопряженные им основание и кислота. И наоборот. В рамках теории Бренстеда-Лоури любую кислотно-основную реакцию можно описать следующим уравнением:

    Гидроксилпроизводные углеводородов (спирты и фенолы) содержат группу ОН, которая может являться как донором, так и акцептором протона.
    Кислотные свойства гидроксилпроизводного, т. е. легкость разрыва связи О-Н, будут определяться полярностью и энергией диссоциации этой связи. Чем выше полярность связи О-Н и чем ниже ее энергия диссоциации, тем легче идет разрыв связи, тем выше кислотность.
    Электроноакцепторные заместители (ЭА), связанные с ОН-груп­пой, повышают полярность связи О-Н, снижают энергию ее диссоциации и в целом повышают кислотность соединения. Электронодонорные заместители (ЭД), наоборот, снижают полярность, увеличивают энергию диссоциации связи О-Н и снижают кислотные свойства соединения.
    Основные свойства гидроксилсодержащих соединений обусловлены наличием неподеленной электронной пары на атоме кислорода. Чем выше электронная плотность на атоме кислорода, тем легче присоединяется протон, тем выше основность соединения. Поэтому электронодонорные заместители, увеличивающие электронную плотность на О, повышают основные свойства соединения, а электроноакцепторные понижают.
    Исходя из вышесказанного, представим ряд кислотно-основных свойств гидроксилпроизводных:

    Реакции, иллюстрирующие кислотные свойства
    Спиртов и фенолов
    Спирты являются более слабыми кислотами, чем вода, и обнаружить их кислотность в водных растворах невозможно, рН водного раствора спиртов равно 7. Подтвердить кислотность спиртов можно только в реакциях с активными металлами или очень сильными основаниями в отсутствие воды:

    Реакции с активными металлами и их амидами являются качественными на ОН-группу, так как сопровождаются бурным выделением газов.
    У многоатомных спиртов кислотность по сравнению с одноатомными возрастает, особенно в случае вицинальных диолов и полиолов. В отличие от одноатомных спиртов, они могут проявлять кислотные свойства не только в реакциях с активными металлами и сильными основаниями, но и в реакциях с гидроксидами тяжелых металлов. В частности, с медь(II)-гидроксидом в щелочной среде вицинальные многоатомные спирты образуют растворимую в воде комплексную соль, окрашенную в темно-синий цвет. Это качественная реакция на вицинальную диольную группу:

    Фенолы. Благодаря наличию в молекулах фенолов +М-эффекта, электронная плотность на атоме кислорода понижается, полярность связи О-Н увеличивается и снижается энергия ее диссоциации. Поэтому фенолы, в отличие от спиртов, являются достаточно сильными кислотами и способны образовывать соли даже с водными растворами щелочей:
    .
    При наличии в бензольном кольце двух и более электроноакцепторных заместителей кислотность фенольного гидроксила увеличивается настолько, что становятся возможными реакции с солями угольной кислоты:

    Кислотные свойства фенолов проявляются также в реакции с железо(III)-хлоридом. При взаимодействии с ионами Fe3+ образуется комплексная соль фенола, окрашенная в интесивный фиолетовый цвет. Поэтому реакция фенолов с FeCl3 является качественной и используется для обнаружения фенольного гидроксила.

    Основность – это способность присоединять протон или кислоты Льюиса. В ряду гидроксилпроизводных наиболее выраженными основными свойствами обладают третичные спирты. Однако вследствие высокой электроотрицательности атома кислорода и, соответственно, низкой поляризуемости его электронов спирты могут реагировать при охлаждении только с сильными минеральными кислотами с образованием оксониевых солей. Основными свойствами обладают и диалкиловые эфиры, которые тоже образуют оксониевые соли с концентрированными кислотами. Растворение в холодных концентрированных кислотах с образованием однофазной системы (оксониевых солей) является качественной реакцией на спирты и диалкиловые эфиры. У фенолов вследствие сопряжения неподеленной электронной пары кислорода с бензольным кольцом (+М-эффект) основные свойства выражены очень слабо. Поэтому фенолы оксониевых солей не образуют и не присоединяют кислоты Льюиса.


    Решение
    1. Располагаем пентан-2,3-диол; метанол; 2,4-дибромфенол; 2-метил­фенол в порядке возрастания их кислотных свойств.

    2. Приводим уравнения реакций, которые иллюстрируют кислот­ные свойства данных веществ:

    Для наиболее сильного основа­нияприводим уравнение реакции образования оксониевой соли с H2SO4.
    Самым сильным основанием в этом ряду будет самая слабая кислота – метанол.

    Пример решения задачи 23
    Для решения данного задания необходимо изучить основные химические свойства спиртов, фенолов и простых эфиров.
    ⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒
    Рекомендуемые страницы:
    Воспользуйтесь поиском по сайту:
    ©2015- 2019 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.

Добавить комментарий для in_night_of blood Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *