1. الوحدة10 : التحكم في تطور المجموعات الكيمائية بتغير متفاعل
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) للجلد و 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
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. مثال : أكتب معادلة تفاعل تصبن الأوليين.
معادلة تفاعل التصبن :
خليط كربوكسلات الصوديوم غليسرول ثلاثي إسترالحمض الدهني
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 معقد إلى 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