الوحدة10 : التحكم في تطور المجموعات الكيمائية بتغير متفاعل

1. ذ.بوشعيب دواح الوحدة10 : التحكم في تطور المجموعات الكيمائية بتغير متفاعل 1- البحث عن تحسين مردود بتغيير متفاعل: كما سبق و تعرفنا على ذلك في الدرس السابق أن تفاعلات الأسترة و الحلمأة هي تفاعلات محدودة ، بطيئة ، رغم تسريعها بالرفع من درجة الحرارة أو إضافة حفاز أو إضافة متفاعل بوفرة. لتحسين مردود تفاعل الأسترة نبحث منع التفاعل في المنحى المعاكس و ذلك بتغيير متفاعل. بالنسبة لتفاعل الأسترة نعوض الحمض الكربوكسيلي بأندريد الحمض . بالنسبة لتفاعل الحلمأة نعوض الماء بأيونات ألهيدروكسيدHO- للحصول على أيونات الكربوكسيلات التي لا تتفاعل مع الكحول المتكون.

2. 2- أندريد الحمض. • 1.2- الجزيئة : المجموعة المميزة لأندريد الحمض هي : الصيغة العامة لأندريد الحمض هي:R–CO–O–CO–R' غالبا ما نجد Rو R’ متطابقان و الا نجد أندريد مركب ( خارج المقرر). التسمية :نعوض كلمة أندريد في اسم الحمض الكربوكسيلي المشتق منه. مثال:CH3–CO–O–CO–CH3 أندريد الإيثانويك. CH3–CO–O–CO–H أندريد الإيثانويك الميثانويك.

3. 2.2- تفاعلية الأندريد: • أندريدات الحمض تكون سائلة أو صلبة ، أكالة (Corrosifs et irritants) للجلدو العينين فيجب الحذر في استعمال هذا المتفاعل باستعمال وسائل الوقاية داخل المختبر. • يتفاعل أندريد الحمض مع الماء لينتج الحمض الذي اشقت منه حسب معادلة التفاعل التالية : • R–CO–O–CO–R' + H2O → R–CO–OH + HO–CO–R' أندريد ات الحمض أكثر تفاعلية من الأحماض الكربوكسيلية ، تتميز بتفاعلات تامة ، سريعة و ناشرة للحرارة.

4. 3- تصنيع إستر انطلاقا من أندريد الحمض و كحول • 1.3- معادلة التفاعل: • R–CO–O–CO–R + R'–OH → R–COO–R' + R–COOH هذا التفاعل هو تفاعل تام و سريع و محفز بأيونات الأوكسونيوم H3O+ ، و يكون فيه تقدم التفاعل النهائي قصويا. 2.3- تطبيقات لتحضير الأسبرين:Application à la synthèse de l'aspirine. الأسبرين هو حمض الأستيلسليسليك نحصل عليه بأسترة المجموعةC—OH للحمض السليسليك بواسطة أندريد الإيثانويك.

5. معادلة التفاعل : • 4- حلمأة قاعدية للإسترات: • 1.4- معادلة التفاعل: • R–CO–O–R' + HO- → R–CO–O- + R'–OH • نعوض الماء بأيونات الهيدروكسيد ، الوسط التفاعلي يصبح قاعدي و تتكون لدينا أيونات الكربوكسيلات و ليس الحمض الكربوكسيلي و بالتالي لا وجود للحلمأة . • التفاعل يسمى تصبن الإستر و هو تفاعل سريع و كلي.

6. 2.4- تطبيقات تحضير الصابون: • أ- الأجسام الدهنية: هي سائلة ( زيوت) أو صلبة ( شحوم، زبدة) / غير قابلة للذوبان في الماء و لها كثافة أصغر من كثافة الماء. • الأجسام الدهنية تتكون أساسا من ثلاثي غليسريد و هي ثلاثي إستر ناتجة عن تفاعل الأحماض الدهنية و الغليسرول ( البروبان -3،2، 1 ثلاثي أول). ب- الحمض الدهني : ذو سلسلة كربونية طويلة و غير متفرعة ، عدد ذرات السلسلة الكربونية ما بين 4 و 22 ذرة كربون ( العدد زوجي). ج- ثلاثي إستر الحمض الدهني :أو ثلاثي غليسريد ناج عن تفاعل أسترة المجموعات أول الغليسرول بواسطة حمض أو أحماض دهنية.

7. معادلة التفاعل : • أمثلة لبعض الأحماض الدهنية : حمض الأولييك C17H33COOH ، حمض اللوريك C11H23COOH • 3.4- تصبن ثلاثي إستر الحمض الدهني يتم تفاعل التصبن بتفاعل المجموعات المميزة الثلاث إستر الغليسريد مع أيونات الهيدروكسيد حيث يتكون الغليسرول و ثلات أيونات كربوكسلات الصوديوم أو البوتاسيوم تسمى الصابون.

8. معادلة تفاعل التصبن : خليط كربوكسلات الصوديومغليسرول ثلاثي إسترالحمضالدهني مثال : أكتب معادلة تفاعل تصبن الأوليين.

9. 4.4- مميزات الصابون. • أ- الصابون في الماء: • الصابون يذوب في الماء ،و قليل الذوبان في الماء المالح أو الماء الذي يحتوي على أيونات الكالسيومCa2+. • مميزاته لها علاقة ببنية أيونات الكربوكسلات : • أيون الكربوكسلات الصابون تتكون من سلسلة كربونية R طويلة تسمى الجزأ الهيدروفوبي ، غير قابل للذوبان في الماء و مجموعة –COO- الذي يوجد في رأس السلسلة و هو قابل للذوبان في الماءو يسمى الجزأ الهيدروفيلي و محب للماء.

10. كيفية تأثير الصابون حينما يكون الصابون مذاب بكمية قليلة في الماء: الجزء الهيدروفيلي يكون في الماء و الجزء الهيدروفوبي في الهواء.

11. حينما يكون الصابون ” أيونات الكربوكسيلات“ مذابة بكمية وافرة أيونات الكربوكسيلات تتشكل على شكل كرة تسمى الذرات الحكمية ” les micelles“ حيث الرؤوس الهيدروفيلية تتواجد على المحيط و السلسلات الكربونية الهيدروفوبية داخل الذرات الحكمية.

12. لإزالة لطخة أو بقعة دهنية ، تفتح الذرات الحكمية و تلتصق السلسلات الكربونية فوق اللطخة .تحيط الكربوكسلات باللطخة . الكل مرتبط بالماء بواسطة الجزء الهيدروفيلي. بتأثير ميكانيكي خلال الغسل من فصل اللطخة المحصورة داخل الذرات الحكمية عن الثوب.

13. 5- تأثير حفاز على تطور مجموعة كيميائية. • 1.5- تعريف الحفاز : الحفاز نوع كيميائي يزيد في سرعة التفاعل ، دون أن يظهر في معادلة التفاعل. • 2.5- أنواع الحفز: • عندما تكون الحالات الفيزيائية للمتفاعل و الحفاز مختلفة فإن الحفز يكون غير متجانس. • إذا كانت المتفاعلات و الحفاز كلها غازية أو في محلول مائي يكون الحفز متجانسا.تحفيز تفاعلي الأسترة و الحلمأة بحمض الكبرتيك هو حفز متجانس • إذا كان الحفاز المستعمل أنزيمان نتحدث عن الحفز الأنزيمي. حلمأة النشا سكر معقدإلى المالتوز سكر بسيط تم حفز هذا التفاعل بانزيم الأميلاز amylase : (C6H10O5)n + n H2O = n C12H22O11 إنتهى

14. ميكانزمات تفاعل الأسترة : تفاعل كحول ثالثي مع حمض كربوكسيلي.

15. ميكانيزم تفاعل التصبن