Definicja alkoholi:
Alkohole to pochodne węglowodorów, w których jeden lub więcej atomów wodoru zostało zastąpione grupami hydroksylowymi (OH).
Podział alkoholi:
1. Ze względu na budowę szkieletu węglowego:
- Alkohole nasycone
- Alkohole nienasycone
- Alkohole aromatyczne
2. Ze względu na ilość grup hydroksylowych:
- Alkohole jednowodorotlenowe
- Alkohole wielowodorowe
Alkohole jednowodorotlenowe:
Są to alkohole, które są pochodnymi węglowodorów posiadającymi jedną grupę hydroksylową (OH). Przykłady szeregu homologicznego alkoholi jednowodorotlenowych:
- Metanol: CH3-OH
- Etanol (etan-1-ol): CH3-CH2-OH
- Propanol (propan-1-ol): CH3-CH2-CH2-OH
Rzędowość alkoholi:
1. Alkohole pierwszorzędowe:
- Przykład: CH3-CH2-CH2-OH
- Grupa hydroksylowa (OH) jest związana z węglem, który bezpośrednio łączy się z dwoma atomami wodoru.
2. Alkohole drugorzędowe:
- Przykład: CH3-CH(OH)-CH3
- Grupa hydroksylowa (OH) jest związana z węglem, który bezpośrednio łączy się z dwoma innymi atomami węgla.
3. Alkohole trzeciorzędowe:
- Grupa hydroksylowa (OH) jest związana z węglem, który nie łączy się z żadnym atomem wodoru.
Otrzymywanie alkoholi:
1. Przez reakcję chlorowców:
- Reakcja chlorowca z wodą:
\[ \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{HCl} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \]
2. Przez reakcję addycji wody do podwójnego wiązania:
-
\[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \]
3. Hydrogenacja aldehydów:
\[ \text{CH}_3\text{CHO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \]
4. Przez hydrolizę estrów:
-
\[ \text{CH}_3\text{COO}\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \]
Metanol:
1. Otrzymywanie:
- W wyniku suchej destylacji drewna
- Przez redukcję tlenku węgla z wodorem w temperaturze 250°C z użyciem katalizatora:
\[ \text{CO} + 2\text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} \]
2. Właściwości fizykochemiczne:
- Ciecz bezbarwna o charakterystycznym zapachu
- Wrze w temperaturze 64,7°C
- Miesza się z wodą w każdym stosunku
- Silna trucizna
- Mimo obecności grupy hydroksylowej (OH) nie wykazuje zasadowości w roztworach wodnych
- Reaguje z metalami alkalicznymi
- Jest związkiem palnym, spala się do dwutlenku węgla i wody
3. Zastosowanie:
- Do produkcji tworzyw sztucznych
- Do produkcji barwników
- W ochronie roślin
- Jako rozpuszczalnik
Etanol:
1. Otrzymywanie:
- W wyniku fermentacji alkoholowej:
\[ \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \rightarrow 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2 \]
- Przez uwodornienie etenu:
\[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \]
- Przez działanie wodorotlenku potasowego na chlorek etylowy:
\[ \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{KOH} \rightarrow \text{KCl} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \]
2. Właściwości fizykochemiczne:
- Ciecz bezbarwna, lotna o charakterystycznym zapachu i ostrym smaku
- Wrze w temperaturze 78°C
- Miesza się z wodą w każdym stosunku
- Reaguje z kwasami:
\[\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{HCOOH} \rightarrow \text{HCOO}\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O}\]
- Reaguje z metalami:
\[ 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{Na} \rightarrow 2\text{C}_2\text{H}_5\text{ONa} + \text{H}_2 \]
- Łatwo ulega reakcjom utleniania:
\[ 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2 \]
- Wykazuje słaby charakter zasadowy
3. Zastosowanie:
- Do produkcji napojów alkoholowych
- W przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym
- Do produkcji octu
- Jako rozpuszczalnik farb i lakierów
- Jako dodatek do paliw
Alkohole polihydroksylowe:
Są to związki, których cząsteczki zawierają więcej niż jedną grupę hydroksylową (OH) związaną z różnymi atomami węgla.
1. Nazewnictwo:
- Nazwy tworzymy od nazwy węglowodoru macierzystego, dodając końcówkę "-ol" oraz liczebnik określający liczbę grup hydroksylowych (OH). Lokanty określające położenie grup hydroksylowych umieszczamy przed liczebnikiem.
2. Otrzymywanie:
- Glikol: Przez działanie wodorotlenku srebra na dwuchlorowco pochodne alkanów.
- Gliceryna: W wyniku reakcji hydrolizy tłuszczów.
3. Zastosowanie:
- Glikol: Do produkcji włókien sztucznych, laminatów, jako dodatek do farb oraz płynów niezamarzających do chłodnic samochodowych.
- Gliceryna: Do produkcji materiałów wybuchowych, w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, oraz do słodzenia w przemyśle spożywczym.
Fenole:
Są to hydroksylowe pochodne węglowodorów aromatycznych, zawierające grupy hydroksylowe (OH) związane z węglem pierścienia aromatycznego (np. fenol - benzen).
1. Podział fenoli:
- Fenole jednowodorotlenowe
- Fenole wielowodorotlenowe
2. Właściwości fenoli:
- Substancja krystaliczna, topniejąca w 43°C
- Bezbarwna, łatwo ulega procesowi utleniania, co zmienia jej barwę od różowej do brązowej
- Charaktery
zuje się specyficznym zapachem
- W zimnej wodzie nierozpuszczalna
- Jest substancją żrącą; w obecności tlenu pierścień aromatyczny rozpada się, tworząc związki alifatyczne
3. Właściwości chemiczne:
- Fenol jest słabym kwasem, reaguje z wodorotlenkami, tworząc fenolany.
4. Zastosowanie:
- Do produkcji tworzyw sztucznych
- Do produkcji barwników
- W przemyśle materiałów wybuchowych
- Do produkcji farb i lakierów
- Jako dodatek do płynów dezynfekujących (np. lizol, karbol)