Alkohole

monohydroksylowe

-Otrzymywanie alkoholi,

-Właściwości fizyczne,

-Właściwości chemiczne,

-Zastosowanie

Otrzymywanie alkoholi

• Katalityczne uwodnienie alkenów

– w obecności

H

+

(

H

2

SO

4

lub

H

3

PO

4

) w

podwyższonej temp. i

ciśnieniu

, reakcja przebiega

zgodnie z regułą

Markownikowa:

• CH

2

= CH

2

+

H – OH

 CH

3

– CH

2

–

OH

• Et

en

woda

etan

ol

• CH

2

= CH – CH

3

+

H – OH

 CH

3

– CH – CH

3

|

OH

• Prop

en

woda

propan-

2

-

ol

• CH

3

– CH = CH – CH

2

– CH

3

+

H – OH



mogą

powstać dwa różne alkohole II-rzędowe:

•

 CH

3

– CH(

OH

) – CH

2

– CH

2

– CH

3

(pentan-

2

-

ol

)

•

 CH

3

– CH

2

– CH(

OH

) – CH

2

– CH

3

(pentan-

3

-

ol

)

Otrzymywanie alkoholi

cd

• Hydroliza

mono

halogeno

alkanów

C

n

H

2n+1

-

X

(halodgenków alkili) – reakcja

halogeno

alkanów

z mocnymi zasadami w

środowisku wodnym:

• CH

3

– CH

2

– Cl + Na

–

OH



NaCl

+ CH

3

–

CH

2

-

OH

• Chloro

etan

etan

ol

• CH

3

– CH– CH

3

+

K

–

OH



KCl

+ CH

3

– CH –

CH

3

• |

|

•

Cl

OH

•

2

-

chloro

prapan

propan-

2

-

ol

Otrzymywanie alkoholi

cd

• Otrzymywanie metanolu z gazu syntetyzowego

(w obecności katalizatora, podwyższonej temp. i
ciśnienia):

• CO + 2H

2

 CH

3

–

OH

• Otrzymywanie etanolu dla celów konsumpcyjnych

i

farmaceutycznych

–

fermentacja alkoholowa cukrów

przy udziale biokatalizatorów (

zymazy

):

• C

6

H

12

O

6

 2CH

3

– CH

2

–

OH

+

2CO

2

• Glukoza

etan

ol

• C

12

H

22

O

11

+

H

2

O

 4CH

3

– CH

2

–

OH

+

4CO

2

• Sacharoza

etan

ol

• (C

6

H

10

O

5

)

n

+

nH

2

O

 2nCH

3

– CH

2

–

OH

+

2nCO

2

• Skrobia

etan

ol

Właściwości fizyczne

alkoholi

• O właściwościach fizycznych alkoholi

decyduje szkielet węglowy

oraz

silnie

spolaryzowana grypa hydroksylowa

związana

z szkieletem węglowym alkoholu, również

wiązanie O z grupy –OH

z

atomem C grupy

alkilowej jest spolaryzowane

• W budowie,

alkohole przypominają budowę

cząsteczki wody

( -H jest zastąpiony grupą

alkilową –R

)

δ+

H

δ+

H

δ+

H

δ+

CH

3

δ+

H

δ+

CH

2

– CH

3

2δ-

O

2δ -

O

2δ-

O

• Woda Metan

ol

Etan

ol

Właściwości fizyczne

alkoholi cd

• Dipolowa

(polarna) budowa wody i niższych

alkoholi powodują, że wykazuje pewne

właściwości są bardzo podobne:

• -

ulegają asocjacji

w wyniku powstawania

wiązań

wodorowych

między cząsteczkami –

powstają aglomeraty

o dużej masie cząsteczkowej,

mają wysokie

temp. wrzenia

(woda – 100

o

C, metanol –

65

o

C, etanol 78

o

C),

• -

woda i alkohole

mieszają się w dowolnych

stosunkach wagowych i objętościowych,

• W trakcie mieszania występuje

zjawisko

kontrakcji

–

zmniejszenia objętości cieczy

( w przypadku etanolu

ok. 3,7%), zjawisko to jest efektem

powstawania

krótszych wiązań wodorowych między

cząsteczkami wody i alkoholu,, stąd efekt

zmniejszenia objętości.

Właściwości fizyczne

alkoholi cd

Metanol

Etanol

Bezbarwna ciecz, o

charakterystycznym zapachu i

smaku, bardzo dobrze

rozpuszczalna w wodzie, o

gęstości mniejszej od gęstości

wody, stężony powoduje
koagulację białek, silna

trucizna - dawka 15cm

3

powoduje silne zatrucie,

utratę wzroku, może być

dawką śmiertelną.

Bezbarwna ciecz, o

charakterystycznym zapachu i

smaku, bardzo dobrze

rozpuszczalna w wodzie, o

gęstości mniejszej od gęstości

wody stężony powoduje
koagulację białek,

nadużywany powoduje

uzależnienie, marskość

wątroby, w dużych dawkach

może być przyczyną śmierci

Heptanol i wyższe alkohole

Dekanol i wyższe alkohole

Wraz ze wzrostem licz at. C w

grupie alkilowej alkohole

przechodzą do oleistych

cieczy, wzrasta ich gęstość i

temp. wrzenia, zmniejsza się

ich rozpuszczalność w wodzie

Ciała stałe, od 12 at. C w

cząsteczce praktycznie

nierozpuszczalne w wodzie

Zmniejszają się rozpuszczalność jest wynikiem zmniejszania

się oddziaływania grupy –OH, a wzrostem oddziaływania grupy

alkilowej

Właściwości chemiczne

alkoholi

• Wodne roztwory

alkoholi wykazują

odczyn

obojętny

, co świadczy że

nie ulegają dysocjacji

elektrolitycznej

(jonowej)

• Reagują z aktywnymi metalami

:

litowcami

i

berylowcami

( Mg

• i Ca na gorąco), z

wypieraniem wodoru

z

grupy

hydroksylowej

, czyli

wykazują bardzo słabe

właściwości kwasowe

– powstają

związki typu soli

–

alkoholany

:

• 2CH

3

–

OH

+

2Na

 2CH

3

–

O

Na

+ H

2

(matan

ol

an

sodu

)

• 2CH

3

– CH

2

–

OH

+

Ca

 (CH

3

– CH

2

–

O

)

2

Ca

+ H

2

(etan

ol

an

wapnia

).

• W powyższych reakcjach bierze udział z grupy

-

OH

• Wodne roztwory alkoholanów wykazują

odczyn

zasadowy

, co świadczy, że

ulegają hydrolizie

anionowej

:

• CH

3

–

O

Na

+

H

2

O

 CH

3

-

OH

+

Na

+

+

OH

-

• (CH

3

– CH

2

-

O

)

2

Ca

+

2H

2

O

 CH

3

-CH

2

–

OH

+

2Ca

2

+

+

2OH

-

Właściwości chemiczne

alkoholi cd

• Reakcje alkoholi z udziałem całej grupy

–OH

z

gazowymi halogenowodorami:

HCl

(g)

, HBr

(g)

,

HI

(g)

:

• CH

3

– CH

2

–

OH

+

H-Cl

(g)

 CH

3

– CH

2

–

Cl

+

H

2

O

(

chloro

etan,

gaz pali się zielonym płomieniem

)

• CH

3

– CH(

OH

) – CH

3

+

H-I

(g)

 CH

3

– CH

I

– CH

3

+

H

2

O

(

2

-

jodo

propan)

• Reakcje spalania

: alkohole są związkami

palnymi, opary alkoholi niższych z powietrzem

tworzą mieszaninę wybuchową,

etanol w

powietrzu atmosferycznym pali

się

bladoniebieskim

płomieniem

, w zależności od

dostępu tlenu spalenie może być: całkowite,

półspalanie, niecałkowite.

• Katalityczne utlenienia

:

alkohole I-rzędowe

utleniają się

do

aldehydów

,

natomiast alkohole II-rzędowe

utleniaja się

do

ketonów

Właściwości chemiczne

alkoholi cd

• Reakcja eliminacji

(

dehydratacji,

odwodnienia

)

w

podwyższonej temp. w obecności Al

2

O

3

,

produktem są

odpowiednie alkeny,

reakcja

przebiega zgodnie z regułą Zajcewa :

• CH

2

– CH

2

 CH

2

= CH

2

+

H

2

O

(et

en

)

| |

H OH

• CH

3

– CH – CH

2

 CH

3

– CH = CH

2

+

H

2

O

(prop

en

)

| |

H OH

Właściwości chemiczne

alkoholi cd

• Reakcje estryfikacji:

alkohole

ulegają estryfikacji z

kwasami karboksylowymi

(

w obecności H

+

)

-

powstają

estry kwasów organicznych

oraz

z kwasami

nieorganicznymi

(H

3

PO

4

, H

2

SO

4

, HNO

3

)

powstają

estry kwasów nieorganicznych

• CH

3

– CH

2

– O

H

+

HO

-

C

–

CH

3

 CH

3

– CH

2

–

O

–

C

–

CH

3

+

H

2

O

||

||

O

O

• etan

ol

kwas etanowy (octowy

)

etanian

(octan)

etylu

• CH

3

– O

H

+

HO

–

NO

2

 CH

3

–

O

–

NO

2

+

H

2

O

• Metan

ol

kwas azotowy(V) azotan(V)

metylu

• CH

3

– O

H

+

HO

–

SO

2

–

OH

+

H

O – CH

3

 CH

3

– O -

SO

2

– O –

CH

3

+

2H

2

O

• Metan

ol

kwas siarkowy(VI)

metan

ol

siarczan(VI)

di

metylu

Zastosowanie alkoholi

• Etanol

– produkcja substancji zapachowych

(estrów), leków, produkcja kwasu octowego,
produkcja napojów alkoholowych, stosowany
jest jako rozpuszczalnik
w przemyśle farmaceutycznym,
kosmetycznym, produkcja barwników,
lakierów, jest środkiem konserwującym,
paliwo w kuchenkach turystycznych.

• Metanol

– produkcja aldehydu mrówkowego

(metanalu), tworzyw sztucznych, włókien
poliestrowych, leków, barwników, paliwo
płynne, dodatek do benzyny.

• Wyższe alkohole (3 – 5 at. C)

-

stosowane są

do produkcji rozpuszczalników, aldehydów,
ketonów i estrów.