1. Почему температура кипения спиртов намного выше, чем соответствующих углеводородов?
|
1. Почему нельзя физическими методами получить 100%-ный этанол из его водного раствора?
|
Химические свойства спиртов
Одноатомные спирты не обладают ни щелочными, ни кислотными свойствами. Водные растворы спиртов на индикаторы не действуют.
Рассмотрим химические свойства спиртов на примере этанола. В молекуле этилового спирта СН3
–СН2
–ОН имеется четыре типа химических связей, различающихся полярностью: 1) Н–О;
2) С–О; 3) С–Н; 4) С–С. В результате химических превращений разрываются наиболее полярные связи Н–О, С–О и С–Н. Неполярная связь С–С в реакциях спиртов не разрывается.
1. Разрыв связи Н–О в реакции с натрием:
2. Одновременный разрыв связей Н–О и С–Н, находящихся при спиртовом атоме углерода, под действием окислителя (CuO) с отщеплением молекулы Н2
О и образованием альдегида (СН3
СНО):
2. Разрыв связи
под действием нуклеофильных реагентов (ионов В–
или молекул с неравномерным распределением заряда в молекуле
) в кислой среде.
3. а) Действие кислот НСl или НВr с образованием галогеналканов:
б) Действие кислородсодержащих кислот – неорганических и органических – с образованием сложных эфиров (подробнее см. урок 29):
Модель нуклеофильного и электрофильного процессов
4. Внутримолекулярное отщепление Н и ОН от соседних атомов С в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании с образованием алкена:
5. Межмолекулярное отщепление Н и ОН от двух разных молекул спирта при умеренном нагревании в присутствии дегидратирующих агентов. Продукт реакции – простой эфир:
6. Спирты горят на воздухе с расщеплением всех связей и образованием углекислого газа и воды:
С2
Н5
ОН + 3О2
2СО2
+ 3Н2
О.
Задача. Составьте уравнения реакций пропанола-1 СН3
СН2
СН2
ОН со следующими реагентами: а) Na; б) CuO; в) HCl в присутствии H2
SO4
(конц.) при нагревании; г) H2
SO4
(конц.) при 160 °С (продукт – алкен); д) H2
SO4
(конц.) при 140 °С (продукт – простой эфир).
Решение
1. Составьте уравнения реакций пропанола-2 СН3
СН(ОН)СН3
со следующими реагентами:
а) Na; б) CuO; в) HCl в присутствии H2
SO4
(конц.) при нагревании; г) H2
SO4
(конц.) при 160 °С (продукт – алкен); д) H2
SO4
(конц.) при 140 °С (продукт – простой эфир).
2. Алюминий реагирует со спиртами подобно натрию. При этом происходит замещение гидроксильного водорода на металл и выделение свободного водорода Н2
. Реакция протекает при нагревании около температуры кипения спирта. Составьте уравнения реакций металлического алюминия со спиртами: а) метанолом; б) этанолом.
3. Почему температуры кипения спиртов выше, чем у соответствующих по молекулярной массе углеводородов (С2
Н5
ОН, Мr
= 46, tкип
= 78 °С; С3
Н8
, Мr
= 44, tкип
= –42 °С)?
4.Напишите схему реакций, с помощью которых пропанол-1 можно превратить в пропанол-2.
Из спиртов ROH получают соединения многих других классов: алкилгалогениды RHal, алкены R'СН=СН2
, простые эфиры RОR', сложные эфиры R'СООR, альдегиды R'СНО, карбоновые кислоты R'СООН и т.д. Спирты используют в качестве растворителей при синтезе новых соединений, производстве лаков и красок, фармацевтических препаратов, душистых веществ, парфюмерно-косметической продукции. Этанол используют как дезинфицирующее средство, горючее в двигателях. Он идет также на изготовление алкогольных напитков.
Применение этилового спирта
Для прочного усвоения знаний по химии надо овладеть умением составлять и решать цепочки химических превращений. Решить цепочку – это значит записать уравнения реакций, соответствующие каждой стрелке схемы. В результате удается из имеющихся в наличии веществ получать новые необходимые вещества. Для решения цепочек необходимо знать:
а) способы получения веществ и б) химические свойства веществ различных классов.
Пример цепочки химических превращений в производстве этанола
Задача. Составьте уравнения реакций для цепочки превращений:
Решение
Воспользуемся удобным способом, помогающим определять реагенты, требуемые для превращения одного вещества в другое: будем находить отличие в составе двух веществ, стоящих по разные стороны от стрелки, и из химической формулы с большим числом атомов вычитать формулу с меньшим числом атомов. Так, для первой стрелки схемы:
Следовательно, чтобы превратить спирт СН3
СН2
ОН в алкен СН2
=СН2
, надо отщепить молекулу воды от молекулы спирта:
Вторая реакция схемы состоит в присоединении водорода к алкену:
Третья стрелка схемы представляет реакцию замещения водорода в алкане СН3
–СН3
на хлор. Это достигается действием молекулярного хлора на алкан:
Четвертое превращение – замещение атома хлора в хлорэтане С2
Н5
Сl на гидроксильную группу ОН:
Пятая реакция заключается в отщеплении двух атомов водорода от молекулы спирта. На практике это означает окисление спирта кислородом [O] окислителя, т.е. связывание избыточных атомов Н в форме Н2
О:
ЛИТЕРАТУРА
1. О.В. Байдалина. О прикладном аспекте химических знании // Химия в школе, 2005, № 5, с. 45-47.
2. Ахметов Н.С. Методика преподавания темы «Закономерности протекания химических реакций» // Химия в школе. 2002, № 3, с. 15 – 18.
3. Ахметов Н.С. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1998 г.
4. Рудзитис Г.Е., Фельдман Р.Г. Учебник для 8 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992.
5. Материалы сайта www.1september.ru
6. О.С. Габриелян, Н.П. Воскобойникова, А. В. Ящукова. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2003 г.
7. Малинин К.М. Технология серной кислоты и серы. М., Л., 1994.
8. Васильев Б.Г., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. М., 1985.
9. Отвагина М.И., Явор В.И., Сретенская Н.С., Шарифов М.Ю. Промышленность минеральных удобрений и серной кислоты. М., НИИТЭХИМ. 1972. Выпуск № 4.
10. Резницкий И.Г. Возможности использования нитрозного способа для переработки газов автогенных процессов на серную кислоту / Цветные металлы. 1991. № 4.
11. Березина Л.Т., Борисова С.И. Утилизация фосфогипсов - важнейшая экологическая проблема // Химическая промышленность. 1999 г. № 12.
12. Громов А.П. Экологические аспекты производства серной кислоты // Экология и промышленность России. 2001, № 12.
13. Лидин Р.А. Химия: Руководство к экзаменам / Р. А. Лидин, В. Б. Маргулис. – М.: ООО Издательство «АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2003. с. 64 – 70.
14. Единый государственный экзамен 2002: Контрольные измерительные материалы: Химия / А.А. Каверина, Д.Ю. Добротин, М.Г. Снастина и др.; М.: Просвещение, 2002. – с. 39 – 51.
15. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Е.А. Алферова, Н.С. Ахметов, Н.В. Богомолова и др. М.: Дрофа, 1999. с. 430-438
содержание ..
705
706
707 ..
|
|