Ester

Ester – maklumat am

Ester merupakan salah satu kumpulan sebatian terpenting dalam kimia organik . Terutamanya, ia adalah hasil tindak balas asid karboksilik (tetapi juga asid tak organik) dengan alkohol . Formula am untuk ester ialah R ₁ COOR ₂ (di mana R ialah kumpulan alkil). Nama-nama ester dicipta berdasarkan nama asid yang sesuai dari mana ia diperolehi atau nama-nama residu asid dan radikal yang merupakan sebahagian daripada ester, contohnya asid formik etil ester atau etil format. Ciri cirinya ialah baunya, sering digambarkan sebagai buah. Ester diperoleh dalam tindak balas pengesteran. Ia melibatkan asid monokarboksilik (hanya mempunyai satu kumpulan -COOH dalam molekul), di mana atom hidrogen digantikan dengan radikal alkil. Ester juga mengalami tindak balas hidrolisis, iaitu perpecahan di bawah pengaruh molekul air, akibatnya asid karboksilik dan alkohol disusun semula. Hidrolisis ester adalah agak mudah dan ia boleh dipercepatkan dengan pengenalan ion hidrogen atau hidroksida ke dalam sistem. Satu lagi tindak balas ciri ialah saponifikasi ester. Dengan merawatnya dengan natrium hidroksida , garam natrium asid dan alkohol yang sepadan diperolehi. Dalam kimia, garam asid karboksilik tinggi yang diperoleh dengan cara ini dipanggil sabun.

Tindak balas pengesteran

Tindak balas antara asid karboksilik (atau bukan organik) dan alkohol dipanggil pengesteran. Proses ini menghasilkan pembentukan ester yang sesuai. Atom hidrogen daripada kumpulan karboksil dan kumpulan hidroksil bergabung untuk membentuk molekul air. Pada suhu rendah, tindak balas pengesteran berjalan dengan sangat perlahan dan tidak pernah selesai, walaupun selepas tempoh yang lama. Selepas tindak balas sejumlah besar asid dan alkohol, keadaan keseimbangan diwujudkan (kadar pembentukan produk adalah sama dengan kadar penguraian dan penukaran semula kepada molekul substrat). Oleh itu, ia adalah proses yang boleh diterbalikkan. Kelajuan tindak balas ini mencapai keadaan keseimbangan kimia bergantung terutamanya pada kekuatan asid yang terlibat, serta pada suhu di mana keseluruhan proses berlaku. Asid sulfurik (VI) sering digunakan sebagai pemangkin untuk pengesteran. Asid adalah penderma ion hidrogen dan agen pengikat untuk air yang terbentuk. Terima kasih kepada ini, adalah mungkin untuk mengalihkan keadaan keseimbangan kimia yang memihak kepada pembentukan produk.

Sifat-sifat ester

Sifat fizikal dan kimia ester asid organik:

• Ester asid karboksilik rendah adalah cecair yang sangat mudah meruap. Mereka kurang larut dalam air dan mempunyai ketumpatan yang lebih rendah berbanding dengan air.
• Takat didih ester adalah lebih rendah berbanding dengan sebatian organik lain kerana kekurangan ikatan hidrogen antara molekul. Ester rantai pendek, contohnya etil asetat, yang larut dengan baik dalam air kerana kehadiran ikatan hidrogen, adalah pengecualian
• Apabila rantai karbon dalam molekul ester berkembang, ketumpatan dan takat didihnya meningkat, dan keadaan fizikalnya berubah daripada cecair berminyak kepada pepejal.
• Semua ester tidak berwarna.
• Sebahagian besar ester mempunyai ciri, bau buah, contohnya etil asetat seperti buah pir, dan 3-metilbutil asetat seperti pisang. Sebatian yang diperoleh daripada asid karboksilik yang lebih tinggi adalah tidak berbau.
• Ester adalah pelarut yang baik untuk pelbagai sebatian organik.

Ester asid tak organik

Tindak balas pengesteran asid tak organik dengan alkohol membawa kepada pembentukan ester tak organik.

Ester hidrasid

Hidrasid, seperti asid hidroklorik (HCl) atau asid hidrobromik (HBr), bertindak balas dengan alkohol, contohnya etanol , yang membawa kepada pembentukan molekul ester yang sesuai (etil klorida, etil bromida) dan molekul air. Tindak balas meneruskan dengan kuat ke arah pembentukan produk kerana kemeruapan tinggi ester hidrasid (mereka cepat tersejat daripada persekitaran tindak balas).

Ester asid sulfurik

Ester asid sulfurik (VI) amat penting dalam kimia. Asid pekat digunakan untuk tindak balas pengesteran. Yang paling mudah dalam kumpulan sebatian ini ialah metil ester asid sulfurik. Ia mudah dihidrolisis dan bertindak balas dengan alkali . Penyulingan sebatian ini di bawah tekanan yang dikurangkan membawa kepada pembentukan ester dimetil asid sulfurik yang sangat beracun. Ester H ₂ SO ₄ dan alkohol yang lebih tinggi digunakan sebagai surfaktan.

Ester asid nitrik

Sebatian ini unik, terutamanya kerana sifat letupannya. Gliserol trinitrat, iaitu nitrogliserin yang popular, diperoleh melalui tindak balas gliserin (polihidroksi alkohol) dengan campuran asid nitrik dan sulfurik. Ia adalah cecair tidak berwarna dan berminyak. Ia meletup walaupun di bawah pengaruh kejutan atau hentaman yang lemah. Campuran nitrogliserin dan bumi diatom membentuk dinamit. Etil dan amil nitrit digunakan dalam perubatan.

Lemak

Lemak mempunyai kepentingan praktikal yang besar dalam kimia. Dari sudut pandangan kimia, ia adalah ester (asal semula jadi). Ia terbentuk akibat tindak balas gliserin (alkohol polihidroksil, mengandungi tiga kumpulan hidroksil dalam molekul) dengan asid lemak yang lebih tinggi. Ester sering dikenali sebagai gliserida. Struktur kimia mereka adalah pelbagai. Secara semula jadi, terdapat gliserida homogen, iaitu yang di mana ketiga-tiga kumpulan hidroksil telah diesterifikasi dengan asid yang sama, atau gliserida campuran, di mana sisa-sisa asid berasal daripada dua, dan kadang-kadang juga tiga asid lemak. Lemak termasuk asid tepu (cth asid palmitik dan stearik) dan asid tak tepu (cth asid oleik). Biasanya lemak dikelaskan sebagai lemak haiwan dan lemak tumbuhan. Lemak haiwan diperbuat daripada sisa asid lemak tepu, yang menjadikannya pepejal. Kumpulan ini termasuk suet, minyak hati ikan kod (pengecualian: keadaan cair), lemak babi, mentega, dll. Sebaliknya, molekul lemak tumbuhan mengandungi sisa asid tak tepu, itulah sebabnya ia biasanya cair. Contoh lemak tumbuhan ialah minyak zaitun, minyak biji sesawi, minyak biji rami, dsb. Lemak, seperti ester lain, mengalami hidrolisis. Di bawah pengaruh cahaya, kelembapan, bakteria dan enzim, mereka menjadi tengik. Mereka tidak larut dalam air, tetapi mereka larut dengan baik dalam pelarut organik. Lemak cecair asid tak tepu yang lebih tinggi boleh ditukar kepada lemak tepu dalam proses pengerasan lemak. Ia adalah tindak balas penghidrogenan yang berlaku dengan kehadiran nikel sebagai pemangkin. Gliserida juga mengalami hidrolisis, akibatnya ia terurai menjadi gliserin dan asid lemak yang sepadan.