แอลกอฮอล์โพลีไฮดริกที่ง่ายที่สุดที่มี 3 กลุ่ม OH - กลีเซอรีน สูตรทั่วไปของสารประกอบประเภทนี้คือ CnH2n - 1 (OH) 3 เพื่อให้เข้าใจคุณสมบัติและการใช้กลีเซอรีนและสารที่คล้ายคลึงกันได้ดีขึ้น ให้พิจารณาสูตรสารต่างๆ ซึ่งแต่ละสูตรใช้ในบางสถานการณ์
การจำแนกและการตั้งชื่อกลีเซอรอล
ในเคมีอินทรีย์ แอลกอฮอล์คือสารอนุพันธ์จากไฮโดรคาร์บอน อะตอมไฮโดรเจนบางส่วนในโมเลกุลถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซีหนึ่งหมู่หรือมากกว่า แอลกอฮอล์แตกต่างกันในจำนวนของกลุ่ม OH (หนึ่ง, สอง-, polyatomic) ตัวแทนที่ต่ำกว่าของคลาสที่มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 1 ถึง 12 เป็นสารเหลวและยิ่งเป็นของแข็ง Alkantriols หรือกลีเซอรอลเป็นแอลกอฮอล์ไตรไฮดริกที่มีไฮดรอกซิลสามตัวจับกับอะตอมของคาร์บอนที่แตกต่างกันสามตัว สารประกอบที่เป็นของกลุ่มนี้แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริกเนื่องจากอิทธิพลร่วมกันของกลุ่มไฮดรอกซีและอนุมูล
ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของ alkanthriols คือ propanetriol-1,2,3 (คำพ้องความหมาย - กลีเซอรอล) สูตรของสาร - C3ซ8โอ้3... แนะนำระบบการตั้งชื่อกล่าวถึงชื่ออัลเคนที่เกี่ยวข้องกับคำว่า "triol" การใช้เลขอารบิกซึ่งกำหนดตำแหน่งของกลุ่ม OH การนับในโมเลกุลของกลีเซอรอลที่คล้ายคลึงกันนั้นมาจากไฮดรอกซิลใกล้กับปลายสายมากที่สุด ประเภทที่เป็นไปได้ของไอโซเมอร์: โครงสร้างของสายโซ่คาร์บอน, ตำแหน่งของกลุ่มไฮดรอกซี, ออปติคัล
การค้นพบกลีเซอรีน
ในปี ค.ศ. 1779 เภสัชกรชาวสวีเดน K. Scheele ได้รับสารน้ำเชื่อมชนิดใหม่ในระหว่างการสร้างไขมันส่วนเกิน 33 ปีต่อมา M. Chevreul ชาวฝรั่งเศสเรียกกลีเซอรีนเหลวรสหวาน
องค์ประกอบทางเคมีก่อตั้งโดย Peluz ในปี พ.ศ. 2379Berthelot (1854) และ Würz (1857) ซึ่งยังคงศึกษากลีเซอรีนต่อไป มีส่วนสำคัญในการศึกษาโครงสร้าง สูตรโมเลกุลและลักษณะของสารอนุมูลอิสระทำให้สามารถจำแนกกลีเซอรีนเป็นการจำกัดแอลกอฮอล์ได้
ความต้องการกลีเซอรีนเพิ่มขึ้นอย่างมากหลังปี ค.ศ. 1847 เมื่อมีการค้นพบกรดไนตริกเอสเทอร์ ในปี พ.ศ. 2418 วิศวกรชาวสวีเดน A. Nobel ได้รับวัตถุระเบิด - ไดนาไมต์ด้วยความช่วยเหลือของกลีเซอรีน
องค์ประกอบ โครงสร้าง และสูตรที่ง่ายที่สุดของกลีเซอรีน
บันทึกที่ง่ายที่สุดขององค์ประกอบของสารเกิดขึ้นพร้อมกับสูตรที่แท้จริงของกลีเซอรีน - C ที่แท้จริงเชิงประจักษ์และเชิงประจักษ์3ซ8โอ้3... ห่วงโซ่คาร์บอนมี 3 อะตอม แต่ละอะตอมสิ่งเหล่านี้เชื่อมโยงกับกลุ่มไฮดรอกซี อะตอมที่ประกอบเป็นสสารถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ทางเคมี: C - คาร์บอน, O - ออกซิเจน, H - ไฮโดรเจน องค์ประกอบของกลีเซอรีนสะท้อนถึงสูตรต่างๆ (โมเลกุล โครงสร้าง) แบบจำลอง Ball-rod และ hemispherical ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาเรื่อง โครงสร้าง 2 มิติและ 3 มิติที่สร้างขึ้นโดยการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เป็นการแทนเชิงพื้นที่ของโมเลกุลกลีเซอรอล ช่วยให้คุณเห็นภาพองค์ประกอบ ตำแหน่งและระยะทาง มุมของพันธะระหว่างอะตอม
มวลโมเลกุลและโมลาร์ของกลีเซอรอล
ตามสูตร คุณสามารถหาโมเลกุลและโมลาร์มวล เปอร์เซ็นต์ของธาตุในสาร สำหรับการคำนวณ จำเป็นต้องใช้ค่ามวลอะตอมของธาตุที่ระบุในตารางธาตุ สูตรเชิงประจักษ์ของกลีเซอรีน: C3ซ5(โอ้)3... โดยการคูณมวลอะตอม (ใน amu.) ของแต่ละองค์ประกอบตามจำนวนอะตอมด้วยการเพิ่มค่าที่ได้รับในภายหลัง เราจะพบมวลโมเลกุล (Mr) และโมเลกุล (M) สำหรับการคำนวณประเภทนี้ จะสะดวกกว่าถ้าใช้สูตรรวมของกลีเซอรีน - C3ซ8โอ้3.
- อาร์ (H) = 1.00794; จำนวนอะตอมในโมเลกุลเท่ากับ 8
- อาร์ (C) = 12.0107; อะตอม - 3
- อาร์ (O) = 15.9994; อะตอม - 3
- นาย (C3H8โอ้3) = 12.0107 * 3 + 1.00794 * 8 + 15.9994 * 3 = 92.09382 กิน.
- เอ็ม (C3H8โอ้3) = 92.09382 ก. / โมล /
- เปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบในโมเลกุลของสาร: H - 8.756%, C - 39.125%, O - 52.119%
สูตรเหตุผลและโครงสร้างของกลีเซอรีน
องค์ประกอบของสารและโมเลกุลของมันสะท้อนสูตรที่มีเหตุผลและมวลรวม แต่ไม่ได้ให้แนวคิดเกี่ยวกับการจัดเรียงอะตอมที่แยกกลีเซอรีน สูตรโครงสร้างและแบบจำลองคอมพิวเตอร์เหมาะสำหรับการศึกษาโครงสร้างของโมเลกุล พันธะระหว่างอะตอม
- สูตร Rational Glycerin - C3ซ5(โอ้)3 ... จากองค์ประกอบของโมเลกุล กลุ่ม OH เชิงฟังก์ชันจะถูกแยกและอยู่ในวงเล็บ ทันทีหลังวงเล็บปิดคือจำนวนหมู่ไฮดรอกซีในโมเลกุล
- สูตรตรรกยะกึ่งขยาย - HOCH2CH (OH) CH2OH (กลีเซอรีน)
- สูตรโครงสร้างแสดงตำแหน่งของโมเลกุลแบบกราฟิก เส้นประระหว่างอะตอมเป็นสัญลักษณ์ของพันธะเคมี
- โครงสร้าง Lewis ประกอบด้วยจุดที่แสดงถึงเวเลนซ์อิเล็กตรอนและคู่ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ
ภาพโมเลกุลบางประเภทใช้พื้นที่มาก จึงมักใช้สูตรย่อ เช่น HOCH2—SNON — CH2OH เช่นเดียวกับโครงกระดูก:
สถานะของอะตอมในโมเลกุลกลีเซอรีน
ไฮดรอกซิลเป็นอนุภาคที่มีขั้วนอกเหนือจากออกซิเจนมีอิเล็กตรอนคู่เดียว การมีอยู่ของหมู่ไฮดรอกซีสามกลุ่มนำไปสู่การโพลาไรซ์เพิ่มเติมของพันธะ OH ประจุบางส่วน “+” ปรากฏบนอะตอมของคาร์บอน ซึ่งอำนวยความสะดวกในการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกของไฮดรอกซิล คุณสมบัติขององค์ประกอบและโครงสร้างซึ่งสะท้อนโดยสูตรโครงสร้างของกลีเซอรีนนั้นได้รับการยืนยันในคุณสมบัติของสาร สารประกอบนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยสะพานไฮโดรเจนจำนวนมาก - พันธะเพิ่มเติมที่อ่อนแอ กลีเซอรีนมีคุณสมบัติเป็นกรดที่เด่นชัดกว่าเอธานอลและโพรพานอล อนุพันธ์ที่สำคัญที่สุด ได้แก่ กลีเซอรอลไตรโอเลต สูตร:
- ที่ง่ายที่สุด - C57H104โอ้6;
- เหตุผลกึ่งขยาย - (С17H33ศอ.)3C3H5;
- มีเหตุผลด้วยองค์ประกอบโครงสร้างและโครงกระดูก -
ลักษณะกลีเซอรีน
ที่อุณหภูมิห้อง propanetriol-1,2,3 -ของเหลวไม่มีสีหรือสีเหลืองซีดไม่มีกลิ่นมีรสหวาน กลีเซอรีนชุบแข็งที่อุณหภูมิต่ำ ละลายที่อุณหภูมิ 17.8 องศาเซลเซียส การเดือดของสารตามด้วยการระเหยเริ่มต้นที่ 290 ° C กลีเซอรีนหนักกว่าน้ำเล็กน้อยเมื่อคำนวณความหนาแน่นที่ 20 ° C ให้ค่า 1.2604 g / cm3
คุณสมบัติของโพรเพนทริออล-1,2,3
สูตรเคมีของกลีเซอรีนไม่ให้แนวคิดเกี่ยวกับลักษณะแอมโฟเทอริกของสารประกอบ คุณสมบัติความเป็นกรดและพื้นฐานของสารที่อ่อนแอนั้นสัมพันธ์กับลักษณะเฉพาะของอิทธิพลของอะตอมในโมเลกุล, โพลาไรซ์ในกลุ่ม O — H ในที่ที่มีด่าง กลีเซอรีนจะทำปฏิกิริยากับคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ ส่งผลให้เกิดคอมเพล็กซ์สีฟ้า (หนึ่งในปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ) ด้วยกรด ปฏิกิริยาของกลีเซอรีนจะจบลงด้วยการก่อตัวของเอสเทอร์ ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์ไตรไฮดริกกับกรดไนตริกต่อหน้า H2CO4 (conc.) นำไปสู่การก่อตัวของไนโตรกลีเซอรีน
ที่บ้านจากไขมันและน้ำมันที่ใช้กลีเซอรีน เอทิลแอลกอฮอล์ และส่วนผสมอื่นๆ จะได้รับสบู่ กระบวนการทำอาหารต้องใช้ความร้อนมวลอย่างระมัดระวังในอ่างน้ำ ทัศนคติที่สร้างสรรค์ต่อการเลือกส่วนประกอบและรูปแบบสำหรับผลิตภัณฑ์ทำสบู่สำเร็จรูป
กลีเซอรีนและอนุพันธ์ของมันถูกใช้ในเคลือบฟันสี ยาหลายชนิด อุปกรณ์อาบน้ำ ประกอบด้วยสารหวานในอาหารหลากหลายประเภท รวมทั้งขนมอบ ชื่อสากลสำหรับสารให้ความหวานและสารแต่งกลิ่นรสสำหรับผลิตภัณฑ์ขนมคือ E422 นอกจากแอลกอฮอล์และเอสเทอร์ของกรดไขมันอื่นๆ แล้ว กลีเซอรีนยังถูกมองว่าสามารถทดแทนเชื้อเพลิงที่ได้จากปิโตรเลียมได้อีกด้วย วิธีที่ประหยัดในการใช้ไบโอดีเซลสายพันธุ์ใหม่ในการเติมเชื้อเพลิงรถยนต์จะปฏิวัติอุตสาหกรรมการขนส่งทั่วโลก สถานการณ์ทางนิเวศวิทยาจะดีขึ้นอย่างมาก และการพึ่งพาเศรษฐกิจโลกในการผลิตน้ำมันและก๊าซจะลดลง
