Формула метилового спирта

Определение и формула метилового спирта

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Метиловый спирт (метанол, древесный спирт) — это одноатомный спирт, первый член своего гомологического ряда.

Формула – $CH_3OH$

Молярная масса равна $32,04$ г/моль.

Физические свойства – бесцветная жидкость со слабым спиртовым запахом.

Метанол чрезвычайно ядовит, кипит при температуре $64,5^{\circ} \text{C}$ .

Химические свойства метилового спирта

При взаимодействии метанола с щелочными металлами гидроксильный водород замещается металлом:
$2CH_3OH+2Na\rightarrow 2CH_3ONa+H_2$
Метанол реагирует с минеральными и карбоновыми кислотами. При этом образуются сложные эфиры:
$CH_3OH+HOSO_3H \rightleftarrows CH_3OSO_3H+H_2O$

$CH_3OH+CH_3COOH\rightleftarrows CH_3COOCH_3+H_2O$
Метанол может реагировать с галогенводородными кислотами, галогенидами фосфора:
$CH_3OH+HCl\rightleftarrows CH_3Cl+H_2O$

Получение

Метанол можно получать различными методами: сухой перегонкой древесины, разложением солей метановой кислоты при высокой температуре.

Промышленный способ основывается на взаимодействии монооксида углерода и водорода в присутствии медь-цинкового окисного катализатора:

$CO+2H_2 \rightarrow CH_3OH$

Применение

Древесный спирт находит широкое применение в органической химии, особенно в качестве растворителя.

Также используется в органическом синтезе при производстве формальдегида.

Применяется как источник энергии.

Ни в коем случае его нельзя применять во внутрь.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Рассчитайте теплоту испарения метанола при стандартных условиях.

Решение

Запишем уравнение данного процесса:

$CH_3OH_{liq.}\rightleftarrows CH_3OH_{gas.}$

Теплоту испарения рассчитаем по справочным данным (энтальпиям образования):

$\Delta H=\Delta H_{f,298}\left ( CH_3OH_{gas.} \right )-\Delta H_{f,298}\left ( CH_3OH_{liq.} \right)$

$=-201,2-\left ( -238,7 \right )=37,5$ кДж/моль

Ответ

$\Delta H=37,5$ кДж/моль

ПРИМЕР 2

Задание

Рассчитайте концентрацию ионов $CH_3O^-$ в одномолярном водном растворе метанола.

Решение

Из справочника возьмем константы диссоциации воды и спирта:

$K_{d}\left ( H_2O \right )=10^{-14}$

$K_{d}\left ( CH_3OH \right )=10^{-16}$

Из этих значений видно, что $K_{d}\left ( H_2O \right )\gg K_{d}\left ( CH_3OH \right )$

Это означает, что диссоциация спирта не влияет на равновесные концентрации $H^+$ и $OH^-$ , образованные из $H_2O$ .

В свою очередь диссоциация воды сильно влияет на равновесные концентрации $H^+$ и $CH_3O^-$ , образованные из спирта.

Сначала рассмотрим диссоциацию воды:

$H_2O\rightleftarrows H^+ +OH^-$

В состоянии равновесия $\left [ H^+ \right ]=\left [ OH^- \right ]=x$ моль/л, тогда

$K_d\left ( H_2O \right )=\left [ H^+ \right ]\cdot \left [ OH^- \right ]=x \cdot x=x^2=10^{-14}$

$x=\sqrt{K_d\left ( H_2O \right )}=\sqrt{10^{-14}}=10^{-7}$ моль/л

Теперь рассмотрим диссоциацию спирта с учетом диссоциации воды:

$CH_3OH\rightleftarrows CH_3O^-+H^+$

В состоянии равновесия: $\left [ CH_3OH \right ]=C-y, \left [ CH_3O^- \right ]=y, \left [ H^+ \right ]=y+x,$ тогда

$K_d\left ( CH_3OH \right )=\frac{\left [ CH_3O^- \right ]\cdot \left [ H^+ \right ]}{\left [ CH_3OH \right ]}=\frac{y \cdot \left ( y+x \right )}{C-y}=10^{-16}$