алкогольні напої

Хімія

2022

Пояснюємо, що таке спирти, їх класифікацію, номенклатуру та властивості. Також приклади та значення в галузі.

Спирти мають одну або кілька гідроксильних груп, приєднаних до атома вуглецю.

Що таке спирти?

Алкоголь - це правда хімічні сполуки органічні, які мають у своїй структурі одну або кілька гідроксильних хімічних груп (-ОН) ковалентно пов'язані досі атом насиченого вуглецю (тобто з одинарними зв’язками лише з сусідніми атомами), утворюючи карбінольну групу (-C-OH).

Спирти є сполуки дуже поширений органічний природа, які грають важливі ролі в організми живих організмів, особливо в органічному синтезі.

Його назва походить від араб аль-кукхул, що буквально перекладається як «дух» або «дистильована рідина». Це тому, що стародавні мусульманські алхіміки називали спирти «духом» і далі вдосконалювали методи дистиляція у 9 столітті. Пізніші дослідження дозволили дізнатися хімічну природу цих сполук, особливо внесок Лавуазьє щодо бродіння з дріжджі пива.

Алкоголь може бути токсичним і навіть смертельним для людського організму, якщо його вживати у великих дозах. Крім того, при споживанні людина, можуть діяти як депресанти Центральна нервова система, викликають стан сп'яніння і провокують більш розгальмовану поведінку, ніж звичайне.

З іншого боку, спирти мають антибактеріальні та антисептичні властивості, що дозволяють їх використовувати в хімічна промисловість і в медицині.

Види спиртів

Спирти можна класифікувати за кількістю гідроксильних груп, які вони містять у своїй структурі:

Моноспирти або спирти. Вони містять одну гідроксильну групу. Наприклад:

Поліспирти або поліоли. Вони містять більше однієї гідроксильної групи. Наприклад:

Іншим способом класифікації спиртів є положення вуглецю, до якого приєднана гідроксильна група, також враховуючи кількість атомів вуглецю, до якої також приєднаний цей вуглець:

  • Первинні спирти. Гідроксильна група (-ОН) розташована на вуглецю, пов'язаному в свою чергу з іншим одиничним атомом вуглецю. Наприклад:

  • Вторинні спирти. Гідроксильна група (-ОН) розташована на вуглецю, пов’язаному в свою чергу з двома іншими різними атомами вуглецю. Наприклад:

  • Третинні спирти. Гідроксильна група (-ОН) розташована на вуглецю, пов’язаному в свою чергу з трьома іншими різними атомами вуглецю. Наприклад:

Номенклатура спиртів

Як і інші органічні сполуки, спирти мають різні назви, які ми пояснимо нижче:

  • Традиційний метод (несистемний). Звертається увага, перш за все, на вуглецевий ланцюг, до якого приєднується гідроксил (зазвичай алкан), щоб урятувати термін, яким він названий, додайте перед словом «спирт», а потім додайте суфікс -ilic замість -ano. Наприклад:
    • Якщо це метановий ланцюг, він буде називатися метиловий спирт.
    • Якщо це етановий ланцюг, він буде називатися етиловий спирт.
    • Якщо це пропановий ланцюг, він буде називатися пропіловий спирт.
  • Метод IUPAC. Як і попередній метод, увагу буде приділено вуглеводневі попередник, щоб врятувати його назву та просто додати закінчення -ol замість -ano. Наприклад:
    • Якщо це метановий ланцюг, він буде називатися метанол.
    • Якщо це етановий ланцюг, він буде називатися етанол.
    • Якщо це пропановий ланцюг, він буде називатися пропанол.

Зрештою, необхідно буде якимось чином вказати розташування гідроксильної групи в ланцюзі, для чого на початку назви використовується число. Важливо зазначити, що найдовший вуглеводневий ланцюг завжди вибирається в якості основного ланцюга, а положення гідроксильної групи слід вибирати з використанням найменшої можливої ​​нумерації. Наприклад: 2-бутанол.

Фізичні властивості спиртів

Алкоголь, як правило рідини безбарвні, які мають характерний запах, хоча також у меншій кількості вони можуть існувати в твердий стан. Вони розчинні у воді, оскільки гідроксильна група (-OH) має певну схожість з молекулою води (H2O), що дозволяє їм утворювати водневі зв’язки. У цьому сенсі найбільш водорозчинними є спирти з найменшою молекулярною масою, тобто з меншою і простішою структурою. Зі збільшенням кількості атомів вуглецю та складністю вуглецевого ланцюга спирти менш розчинні у воді.

The щільність спиртів більше відповідно до збільшення кількості атомів вуглецю та гілок їх вуглеводневого ланцюга. З іншого боку, утворення водневих зв'язків впливає не тільки на розчинність, а й на їх точки плавлення Ю кипіння. Чим більше вуглеводневий ланцюг, тим більше в ньому гідроксильних груп і чим більше розгалужень, тим вище значення цих двох властивостей.

Хімічні властивості спиртів

Спирти мають дипольний характер, схожий на характер Вода, завдяки своїй гідроксильній групі. Це робить їх полярними речовинами (з позитивним і негативним полюсом).

Через це спирти можуть вести себе так кислоти або як основи залежно від того, з яким реагентом вони реагують. Наприклад, якщо спирт вступає в реакцію з сильною основою, гідроксильна група депротонується, а кисень зберігає свій негативний заряд, діючи як кислота.

Навпаки, якщо спирт стикається з дуже сильною кислотою, електронні пари кисню змушують гідроксильну групу протонувати, набувати позитивного заряду і вести себе як слабка основа.

З іншого боку, спирти можуть брати участь у таких хімічних реакціях:

  • Галогенування Спирти реагують з галогенідами водню з утворенням алкілгалогенідів і води. Третинні спирти реагують легше, ніж первинні та вторинні спирти. Деякі приклади цих реакцій:

  • Окислення.Спирти окислюються шляхом взаємодії з певними окисними сполуками, утворюючи різні продукти залежно від типу спирту, який окислюється (первинний, вторинний або третинний). Наприклад:
    • Первинні спирти. Вони виникають, якщо при окисненні втрачають атом водню, який приєднаний до вуглецю, який, у свою чергу, приєднується до гідроксильної групи, утворюють альдегіди. З іншого боку, якщо вони втрачають два атоми водню з цього вуглецю, вони утворюють карбонові кислоти.
    • Вторинні спирти. Окислюючись, вони втрачають єдиний зв’язаний з вуглецем атом водню, який має гідроксильну групу, і утворюють кетони.
    • Третинні спирти. Вони стійкі до окисленняТобто вони не окислюються, якщо до них не висуваються дуже специфічні умови.
  • Дегідрування Алкоголи (тільки первинні та вторинні) при високому впливі температури а в присутності деяких каталізаторів вони втрачають водень з утворенням альдегідів і кетонів.
  • Зневоднення Він складається з додавання мінеральної кислоти до спирту для вилучення гідроксильної групи та отримання відповідного алкену шляхом процесів елімінації.

Значення спиртів

Спирт використовується для виробництва біопалива разом з іншими органічними речовинами.

Спирти є речовинами великої хімічної цінності. Що сирий матеріал, використовуються для отримання інших органічних сполук у лабораторіях. Також як компонент повсякденних промислових продуктів, таких як дезінфікуючі засоби, очисники, розчинники, парфумерна основа.

Їх також використовують у виробництві палива, особливо в харчовій промисловості біопаливо, альтернатива тим з викопне походження. Їх зазвичай можна побачити в лікарнях, в аптечках або тому подібне.

З іншого боку, деякі спирти призначені для споживання людиною (особливо етанол), що входять до складу численних спиртних напоїв різного ступеня очищення та інтенсивності.

Приклади спиртів

Деякі приклади спиртів, які широко вживаються на щоденній основі:

  • метанол або метиловий спирт (CH3OH)
  • етанол або етиловий спирт (C2H5OH)
  • 1-пропанол, пропанол або пропіловий спирт (C3H7OH)
  • ізобутанол (C4H9OH)
!-- GDPR -->