Właściwości fizyczne alkoholi

Właściwości alkoholi wynikają z obecności grupy -OH i tworzenia wiązań wodorowych między cząsteczkami. Wpływa to na:

• Wzrost temperatur wrzenia i topnienia
• Wzrost gęstości
• Polarność cząsteczek
• Rozpuszczalność w wodzie $maleje wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej$

Definicja: Kontrakcja to zmniejszenie objętości roztworu alkoholu z wodą wskutek tworzenia wiązań wodorowych

Metanol, etanol i niższe alkohole są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego maleje rozpuszczalność i rośnie temperatura wrzenia alkoholi.

Vocabulary: Wiązanie wodorowe - oddziaływanie między atomem wodoru a silnie elektroujemnym atomem $np. tlenu$

Reakcje utleniania alkoholi

Utlenianie alkoholi zależy od ich rzędowości:

1. Alkohole I-rzędowe utleniają się do aldehydów i kwasów karboksylowych
2. Alkohole II-rzędowe utleniają się do ketonów
3. Alkohole III-rzędowe nie ulegają utlenieniu

Przykład: Utlenianie alkoholi CuO: CH₃CH₂OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O

Próba Lucasa pozwala określić aktywność alkoholi o różnej rzędowości. Aktywność rośnie w szeregu: I-rzędowe < II-rzędowe < III-rzędowe.

Highlight: Utlenianie alkoholi do kwasów karboksylowych wymaga silnych utleniaczy jak KMnO₄ lub K₂Cr₂O₇

Właściwości i otrzymywanie alkoholi monohydroksylowych

Właściwości chemiczne alkoholi monohydroksylowych:

• Autodysocjacja w bezwodnych roztworach
• Spalanie $np. etanol spala się niebieskim płomieniem$
• Obojętny odczyn wodnych roztworów

Otrzymywanie alkoholi monohydroksylowych:

1. Addycja wody do alkenów
2. Reakcja halogenków alkilowych z NaOH
3. Redukcja tlenku węgla$II$ z wodorem
4. Fermentacja alkoholowa glukozy

Przykład: CH₂=CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH $addycja wody do etenu$

Highlight: Zastosowanie etanolu obejmuje produkcję napojów alkoholowych, rozpuszczalników i paliw

Reakcje alkoholi monohydroksylowych

Reakcje alkoholi monohydroksylowych obejmują:

1. Reakcje z metalami aktywnymi $Na, K$ - tworzenie alkoholanów
2. Reakcje z fluorowcowodorami - tworzenie halogenków alkilowych
3. Eliminacja wody - tworzenie alkenów
4. Estryfikacja z kwasami karboksylowymi
5. Utlenianie

Przykład: 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ $reakcja z sodem$

Highlight: Reaktywność alkoholi w reakcji z metalem aktywnym: CH₃OH > I-rzędowe > II-rzędowe > III-rzędowe

Alkohole reagują z kwasami nieorganicznymi, tworząc estry, np. azotan$V$ etylu czy siarczan$VI$ dimetylu.

Reakcje utleniania i estryfikacji alkoholi

Utlenianie alkoholi za pomocą K₂Cr₂O₇ w środowisku kwaśnym:

CH₃CH₂OH + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → CH₃CHO + Cr₂$SO₄$₃ + K₂SO₄ + H₂O

Highlight: Zmiana barwy z pomarańczowej na zieloną i charakterystyczny zapach wskazują na utlenienie alkoholu

Estryfikacja to reakcja alkoholu z kwasem karboksylowym:

R-COOH + R'-OH ⇄ R-COO-R' + H₂O

Przykład: CH₃COOH + CH₃CH₂OH ⇄ CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O $tworzenie octanu etylu$

Vocabulary: Estryfikacja - reakcja tworzenia estru z alkoholu i kwasu karboksylowego

Alkohole polihydroksylowe

Alkohole polihydroksylowe to związki zawierające więcej niż jedną grupę hydroksylową w cząsteczce.

Przykład: CH₂-CH₂ | | OH OH

C₂H₄$OH$₂ - glikol etylenowy $etano-1,2-diol$

Highlight: Właściwości chemiczne alkoholi polihydroksylowych różnią się od monohydroksylowych ze względu na obecność wielu grup -OH

Vocabulary: Glikol - alkohol zawierający dwie grupy hydroksylowe

Alkohole polihydroksylowe mają szereg zastosowań, np. glicerol w przemyśle kosmetycznym czy glikol etylenowy jako składnik płynów przeciwzamarzających.

Page 7: Polyhydroxyl Alcohols

The page introduces polyhydroxyl alcohols and their characteristics.

Definition: Polyhydroxyl alcohols contain multiple hydroxyl groups

Example: Ethylene glycol $C₂H₄(OH$₂) is used in engine coolants

Highlight: Glycerol is a non-toxic, viscous liquid highly soluble in water

Budowa i klasyfikacja alkoholi

Alkohole to pochodne węglowodorów zawierające grupę hydroksylową -OH. Ich ogólny wzór to R-OH, gdzie R oznacza grupę węglowodorową.

Klasyfikacja alkoholi obejmuje podział ze względu na:

• Rodzaj grupy węglowodorowej: alifatyczne, cykliczne, aromatyczne
• Liczbę grup -OH: monohydroksylowe, polihydroksylowe
• Rzędowość atomu węgla z grupą -OH: I-, II-, III-rzędowe

Przykład: Propan-1-ol $CH₃-CH₂-CH₂-OH$ to alkohol I-rzędowy

W nazewnictwie alkoholi nienasyconych grupa -OH ma pierwszeństwo przed wiązaniem wielokrotnym.

Highlight: Właściwości chemiczne alkoholi zależą od ich budowy i rzędowości