Obraz2 (51)

100

mie tlenu i dodatniego przy atomie wodoru. Polaryzacja powoduje wystąpienie sil przyciągających, które przejawiają się wtedy, gdy atom wodoru z grupy O-H w cząsteczce alkoholu znajdzie się w pobliżu atomu tlenu należącego do drugiej cząsteczki. W takim ujęciu wiązanie wodorowe jest szczególnym przypadkiem przyciągania elektrostatycznego, jakie musi wystąpić między różnoimiennymi końcami elektrycznych dipoli Jest to rzeczywiście szczególny przypadek, bo wiązania wodorowe są o wiele silniejsze od oddziaływań między innymi dipolami. Energia dysocjacji wiązań powstających przez umieszczenie atomu wodoru między atomami tlenu wynosi ok. 20 kJ/mol. Energią dysocjacji nazywamy energię potrzebną do rozerwania wiązania.

Siła wiązań wodorowych zależy od stopnia polaryzacji wiązań. Mało polarne wiązania, takie jak C-H, S-H i wiele innych, nie są zdolne do tworzenia wiązań wodorowych. Silne wiązania wodorowe powstają tylko wtedy, gdy atom wodoru znajduje się między atomami tlenu lub między atomami azotu oraz tlenu i azotu.

^■(01------

jO—H—O.    O-H—N —

I    ^

—N—H-N'

I    i

układy atomów, między którymi powstają wiązania wodorowe

Metanol, etanol i oba propanole mieszają się z wodą w każdym stosunku, ale rozpuszczalność butanolu w wodzie wynosi tylko ok. 8 g/dcm³. Dalszy wzrost długości łańcucha węglowego powoduje znaczne zmniejszenie rozpuszczalności, praktycznie do zera przy łańcuchu zbudowanym z 10 atomów węgla.

O rozpuszczalności alkoholi decyduje liczba wiązań wodorowych, jakie powstają bądź ulegają rozerwaniu gdy cząsteczka alkoholu znajduje się w wodzie. Zjawiskiem powiększającym rozpuszczalność jest hydratacja grup OH. czyli ich otaczanie przez cząsteczki wody dzięki tworzeniu wiązań wodorowych. Hydratacja sprzyja rozpuszczaniu, bo obniża energię układu wo-da-alkohoi. Rozpuszczenie alkoholu wymaga jednak, żeby w wodzie znalazł się również łańcuch węglowodorowy, który nie jest zdolny do tworzenia wiązań wodorowych. Co więcej, cząsteczki wody muszą zrobić miejsce dla wchodzącego łańcucha węglowodorowego, czyli muszą się rozstąpić, a to

pociąga za sobą rozerwanie istniejących między nimi wiązań wodorowych. Proces ten wymaga wkładu energii, a więc przeciwdziała rozpuszczaniu. Przy dłuższych łańcuchach strata energii przez rozpad wiązań wodorowych między cząsteczkami wody jest większa od zysku związanego z hydratacją grupy OH i alkohol staje się nierozpuszczalny.

Grupy atomów, które w wodzie ulegają hydratacji, nazywamy grupami hydrofitowymi a te, które hydratacji nie ulegają nazywamy grupami hydrofobowymi.

Związki, których cząsteczki zawierają fragmenty hydrofitowe i hydrofobowe nazywamy związkami amfi-filowymi.

Do związków amfifilowych wrócimy jeszcze przy omawianiu tak pozornie odległych od siebie spraw, jak czyszczące działanie mydła i budowa błon wewnątrzkomórkowych.

6.3. Kwasowe i zasadowe własności alkoholi Alkohole są bardzo słabymi kwasami

O kwasowych własnościach alkoholi świadczy powstawanie soli w reakcjach z aktywnymi metalami, takimi jak sód, magnez tub glin. Sole alkoholi są nazywane alkoholanami. Np. po dodaniu sodu do etanolu następuje burzliwa reakcja z wydzieleniem wodoru i powstaje etanolan sodu:

2 CH3CH2OH + 2 Na-► CHjCH₂ONa + Ha

etanolan sodu

Otrzymywanie alkoholanów nie nastręcza trudności, ale wymaga bezwodnych alkoholi, ponieważ alkoholany nie mogą istnieć w obecności wody z powodu szybkiej i całkowitej hydrolizy:

CHjCHaONa + H₂0 -► CHjCHjOH + NaOH

Całkowita hydroliza alkoholanów dowodzi, że alkohole są bardzo słabymi kwasami. Metanol i etanol są pod względem kwasowości porównywalne