Χημικές ιδιότητες αλκοολών

Παράγωγα υδρογονανθράκων με ένα ή περισσότεραάτομα υδρογόνου στο μόριο, υποκατεστημένα με την ομάδα -ΟΗ (υδροξυλομάδα ή υδροξυομάδα), είναι αλκοόλες. Οι χημικές ιδιότητες προσδιορίζονται από την ρίζα υδρογονάνθρακα και την ομάδα υδροξυλίου. Οι αλκοόλες σχηματίζουν μια ξεχωριστή ομόλογη σειρά, όπου κάθε επόμενος αντιπρόσωπος διαφέρει από τον προηγούμενο όρο από την ομόλογη διαφορά που αντιστοιχεί = CH2. Όλες οι ουσίες αυτής της κατηγορίας μπορούν να αναπαρασταθούν από τον τύπο: R - OH. Για μονοατομικές τερματικές ενώσεις, ο γενικός χημικός τύπος είναι CnH2n + 1OH. Σύμφωνα με τη διεθνή ονοματολογία, οι ονομασίες μπορούν να προέρχονται από έναν υδρογονάνθρακα με την προσθήκη του τερματισμού -ol (μεθανόλη, αιθανόλη, προπανόλη, κλπ.).

Это очень разнообразный и обширный класс χημικές ενώσεις. Ανάλογα με τον αριθμό των ομάδων -ΟΗ σε ένα μόριο, υποδιαιρείται σε πολυατομικές ενώσεις ενός, δύο και τριών ατόμων και ούτω καθεξής. Οι χημικές ιδιότητες των αλκοολών επίσης εξαρτώνται από την περιεκτικότητα υδροξυομάδων στο μόριο. Αυτές οι ουσίες είναι ουδέτερες και δεν διαχωρίζονται σε ιόντα στο νερό, όπως ισχυρά οξέα ή ισχυρές βάσεις. Εντούτοις, μπορεί να παρουσιάζουν ασθενές όξινο (μείωση με αυξανόμενο μοριακό βάρος και διακλάδωση της υδρογονανθρακικής αλυσίδας στη σειρά αλκοολών) και βασικές (αυξανόμενες με αυξανόμενο μοριακό βάρος και διακλάδωση του μορίου) ιδιότητες.

Οι χημικές ιδιότητες των αλκοολών εξαρτώνται από τον τύπο καιη χωρική διάταξη των ατόμων: τα μόρια είναι με ισομερισμό μιας αλυσίδας και ισομερισμό της θέσης. Ανάλογα με τον μέγιστο αριθμό απλών δεσμών του ατόμου άνθρακα (που συνδέεται με την υδροξυομάδα) με άλλα άτομα άνθρακα (με 1, 2 ή 3), διακρίνονται πρωτεύουσες (κανονικές), δευτεροταγείς ή τριτοταγείς αλκοόλες. Στις πρωτοταγείς αλκοόλες, μια ομάδα υδροξυλίου συνδέεται με το πρωτογενές άτομο άνθρακα. Σε δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια - δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια, αντίστοιχα. Αρχίζοντας με την προπανόλη, εμφανίζονται ισομερή που διαφέρουν στη θέση της ομάδας υδροξυλίου: προπυλική αλκοόλη C3Η7-ΟΗ και ισοπροπυλική αλκοόλη CH3- (CHOH) -CH3.

Είναι απαραίτητο να αναφέρουμε αρκετές βασικές αντιδράσεις που χαρακτηρίζουν τις χημικές ιδιότητες των αλκοολών:

1. Όταν αλληλεπιδρούν με αλκαλικά μέταλλα ή τουςτα υδροξείδια (αντίδραση αποπρωτονίωσης) σχηματίζουν αλκοολικά άλατα (ένα άτομο υδρογόνου αντικαθίσταται από ένα άτομο μετάλλου), ανάλογα με την ρίζα υδρογονάνθρακα, οι μεθυλικοί εστέρες, οι αιθυλεστέρες, τα προπυλικά, κλπ., λαμβάνονται, για παράδειγμα, προπύλιο: 2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2.
2. Όταν αλληλεπιδρά με συμπυκνωμένοΤα οξέα αλογόνου σχηματίζουν παράγωγα αλογονούχου υδρογονάνθρακα: HBr + CH3CH2OH CH3CH2Br + Η2Ο. Αυτή η αντίδραση είναι αναστρέψιμη. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνει χώρα πυρηνόφιλη υποκατάσταση από το ιόν αλογόνου της ομάδας υδροξυλίου.
3. Οι αλκοόλες μπορούν να οξειδωθούν σε διοξείδιο του άνθρακα, μέχριαλδεϋδες ή σε κετόνες. Οι αλκοόλες καίγονται παρουσία οξυγόνου: 302 + C2H5OH → 2CO2 + 3H2O. Κάτω από τη δράση ενός ισχυρού οξειδωτικού παράγοντα (χρωμικό οξύ, υπερμαγγανικό κάλιο κλπ.), Οι πρωτοταγείς αλκοόλες μετατρέπονται σε αλδεΰδες: C2H5OH → CH3COH + H2O και δευτεροταγείς αλκοόλες - σε κετόνες: CH3- (CHOH) -CH3 → CH3- (CHO) -CH3 + H2O.
4. Η αντίδραση αφυδάτωσης προχωράει όταν θερμαίνεται παρουσία αφυδατικών ουσιών (χλωριούχος ψευδάργυρος, θειικό οξύ και ούτω καθεξής). Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται αλκένια: C2H5OH → CH2 = CH2 + Η2Ο.
5. Η αντίδραση εστεροποίησης προχωρά επίσης ότανθέρμανση παρουσία αφυδατικών ενώσεων, αλλά, σε αντίθεση με την προηγούμενη αντίδραση, σε χαμηλότερη θερμοκρασία και με το σχηματισμό αιθέρων: 2C2H5OH → C2H5-0-C2H5O. Με το θειικό οξύ, η αντίδραση συμβαίνει σε δύο στάδια. Αρχικά, σχηματίζεται εστέρας θειικού οξέος: C2H5OH + H2SO4 → C2H5O-SO2OH + H2O, στη συνέχεια όταν θερμαίνεται στους 140 ° C και σε περίσσεια αλκοόλης, σχηματίζεται διαιθυλεστέρας (συχνά αποκαλούμενος θειικός): C2H5OH + C2H5O-SO2OH → C2H5-0- C2H5O + H2SO4 .

Οι χημικές ιδιότητες των πολυυδρικών αλκοολών,οι αναλογίες με τις φυσικές τους ιδιότητες εξαρτώνται από τον τύπο ρίζας υδρογονάνθρακα που σχηματίζει το μόριο και, φυσικά, από τον αριθμό των υδροξυλομάδων σε αυτό. Για παράδειγμα, η αιθυλενογλυκόλη CH30H-CH3OH (σημείο ζέσεως 197 ° C), η οποία είναι αλκοόλη 2 ατόμων, είναι ένα άχρωμο υγρό (έχει γλυκιά γεύση), το οποίο είναι αναμίξιμο με Η2Ο και επίσης κατώτερες αλκοόλες σε οποιεσδήποτε αναλογίες. Η αιθυλενογλυκόλη, όπως τα υψηλότερα ομόλογα της, εισέρχεται σε όλες τις αντιδράσεις που είναι χαρακτηριστικές των μονοατομικών αλκοολών. Η γλυκερόλη CH2OH - CHOH - CH2OH (σημείο ζέσεως 290 ° C) είναι ο απλούστερος αντιπροσωπευτικός παράγοντας 3 ατομικών αλκοολών. Είναι ένα παχύ υγρό γλυκό-γευστικό υγρό που είναι βαρύτερο από το νερό, αλλά αναμειγνύεται με αυτό σε όλες τις αναλογίες. Διαλύεται σε αλκοόλη. Όλες οι αντιδράσεις μονοϋδρικών αλκοολών είναι επίσης χαρακτηριστικές της γλυκερόλης και των ομόλογών της.

Химические свойства спиртов определяют κατευθύνσεις της εφαρμογής τους. Χρησιμοποιούνται ως καύσιμα (βιοαιθανόλη ή βιοβουτανόλη και άλλα), ως διαλύτες σε διάφορες βιομηχανίες. ως πρώτες ύλες για την παραγωγή επιφανειοδραστικών ουσιών και απορρυπαντικών. για τη σύνθεση πολυμερών υλικών. Ορισμένα μέλη αυτής της κατηγορίας οργανικών ενώσεων χρησιμοποιούνται ευρέως ως λιπαντικά ή υδραυλικά υγρά, καθώς και για την παρασκευή φαρμάκων και βιολογικά δραστικών ουσιών.