Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Физические и химические свойства спиртов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Спирты – соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп –ОН, связанных с углеводородным радикалом.

Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных спиртов CnH2n+1OH . В названии спиртов присутствует суффикс – ол.

В зависимости от числа гидроксильных групп спирты делят на одно- (CH3OH — метанол, C2H5OH — этанол), двух- (CH2 (OH)-CH2-OH — этиленгликоль) и трехатомные (CH2(OH)-CH(OH)-CH2-OH — глицерин). В зависимости от того, при каком углеродном атоме находится гидроксильная группа, различают первичные (R-CH2-OH), вторичные (R2CH-OH) и третичные спирты (R3C-OH).

Для предельных одноатомных спиртов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с бутанола), а также изомерия положения гидроксильной группы (начиная с пропанола) и межклассовая изомерия с простыми эфирами.

СН3-СН2-СН2-СН2-ОН (бутанол – 1)

СН3-СН(СН3)- СН2-ОН (2-метилпропанол – 1)

СН3-СН(ОН)-СН2-СН3 (бутанол – 2)

СН3-СН2-О-СН2-СН3 (диэтиловый эфир)

Химические свойства спиртов

1. Реакция, протекающие с разрывом связи О-Н:

— кислотные свойства спиртов выражены очень слабо. Спирты реагируют с щелочными металлами

2C2H5OH + 2K → 2C2H5OK + H2

но не реагируют с щелочами. В присутствии воды алкоголяты полностью гидролизуются:

C2H5OK + Н2О → C2H5OH + KOH

Это означает, что спирты – более слабые кислоты, чем вода

— образование сложных эфиров под действием минеральных и органических кислот:

CH3-CO-OH + H-OCH3 ↔ CH3COOCH3 + H2O

— окисление спиртов под действием дихромата или перманганата калия до карбонильных соединений. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые, в свою очередь, могут окисляться в карбоновые кислоты.

R-CH2-OH + [O] → R-CH = O + [O] → R-COOH

Вторичные спирты окисляются в кетоны:

R-CH(OH)-R’ + [O] → R-C(R’) = O

Третичные спирты более устойчивы к окислению.

2. Реакция с разрывом связи С-О.

— внутримолекулярная дегидратация с образованием алкенов (происходит при сильном нагревании спиртов с водоотнимающими веществами (концентрированная серная кислота)):

CH3-CH2-CH2-OH → CH3-CH = CH2 + H2O

— межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров (происходит при слабом нагревании спиртов с водоотнимающими веществами (концентрированная серная кислота)):

2C2H5OH → C2H5-O-C2H5 + H2O

— слабые основные свойства спиртов проявляются в обратимых реакциях с галогеноводородами:

C2H5OH + HBr →C2H5Br + H2O

Физические свойства спиртов

Низшие спирты (до С15) – жидкости, высшие – твердые вещества. Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в оде падает. Спирты имеют высокие температуры кипения и плавления за счет образования водородных связей.

Получение спиртов

Получение спиртов возможно с помощью биотехнологического (брожение) способа из древесины или сахара.

К лабораторным способам получения спиртов относятся:

— гидратация алкенов (реакция протекает при нагревании и в присутствии концентрированной серной кислоты)

СН2 = СН2 + Н2О → СН3ОН

— гидролиз алкилгалогенидов под действием водных растворов щелочей

СН3Br + NaOH → CH3OH + NaBr

СН3Br + Н2О → CH3OH + HBr

— восстановление карбонильных соединений

CH3-CH-O + 2[H] → CH3– CH2-OH

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Массовые доли углерода, водорода и кислорода в молекуле предельного одноатомного спирта 51,18, 13,04 и 31, 18%, соответственно. Выведите формулу спирта.
Решение Обозначим количество элементов, входящих в молекулу спирта индексами x, y, z. Тогда, формула спирта в общем виде будет выглядеть — СxHyOz.

Запишем соотношение:

x:y:z = ω(С)/Ar(C): ω(Н)/Ar(Н) : ω(О)/Ar(О);

x:y:z = 51,18/12: 13,04/1 : 31,18/16;

x:y:z = 4,208: 13,04 : 1,949.

Разделим получившиеся значения на наименьшее, т.е. на 1,949. Получим:

x:y:z = 2: 6 : 1.

Следовательно, формула спирта – С2H6O1. Или C2H5OH – это этанол.

Ответ Формула предельного одноатомного спирта — C2H5OH.
ПРИМЕР 2
Задание Какой объем кислорода потребуется для полного сгорания 31,25 мл этилового спирта (ρ = 0,8 г/мл)?
Решение Запишем уравнение реакции полного сгорания этанола:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2↑ + 3H2O.

Масса этанола будет равна:

m(C2H5OH) = V(C2H5OH) × ρ;

m(C2H5OH) = 31.25 × 0,8 = 25 г.

Молярная масса этанола, рассчитанная с использованием таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 46 г/моль. Тогда, количество вещества этанола будет равно:

n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH);

25 / 46 = 0,54 моль.

n(C2H5OH) = Согласно уравнению реакции n(C2H5OH): n(O2) = 1:3, следовательно n(O2) = 3×n(C2H5OH) = 1,62 моль. Тогда, объем кислорода будет равен:

V(O2) = n(O2)×Vm ;

V(O2) = 1,62×22,4 = 36,288 л.

Ответ Объем кислорода — 36,288 л.