Задание № 1. Общая характеристика класса «Спирты»
Спирты - это органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (-OH), связанных с насыщенным атомом углерода. Общая формула одноатомных спиртов: CₙH₂ₙ₊₁OH.
1. Понятие о предельных одноатомных спиртах:
- Определение: Предельные одноатомные спирты - это спирты, в молекулах которых гидроксильная группа связана с насыщенным (sp³-гибридизированным) атомом углерода, и содержащие только одну гидроксильную группу.
- Общая формула: CₙH₂ₙ₊₁OH, где n ≥ 1.
2. Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов (первые 10 представителей):
- Метанол (CH₃OH)
- Этанол (C₂H₅OH)
- Пропанол (C₃H₇OH)
- Бутанол (C₄H₉OH)
- Пентанол (C₅H₁₁OH)
- Гексанол (C₆H₁₃OH)
- Гептанол (C₇H₁₅OH)
- Октанол (C₈H₁₇OH)
- Нонанол (C₉H₁₉OH)
- Деканол (C₁₀H₂₁OH)
Задание № 2. Конспект на тему «Этанол»
План характеристики органического соединения (Этанол):
1. Нахождение в природе:
- Этанол может образовываться в природе в результате брожения сахаров и крахмала под воздействием микроорганизмов (дрожжей).
- Встречается в небольших количествах во фруктах и овощах.
2. Физические свойства:
- Бесцветная жидкость с характерным спиртовым запахом.
- Легко воспламеняется, горит голубым пламенем.
- Смешивается с водой в любых соотношениях.
- Температура кипения: 78.37 °C.
- Плотность: 0.789 г/см³ (при 20 °C).
3. Строение молекулы:
C₂H₅OH. Молекула этанола состоит из этильной группы (C₂H₅) и гидроксильной группы (-OH). Атом кислорода гидроксильной группы связан с атомом углерода этильной группы и атомом водорода.
4. Химические свойства:
- Реакции с активными металлами с образованием алкоголятов и выделением водорода:
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂
- Реакция дегидратации (внутримолекулярная при t > 140 °C) с образованием этилена:
C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O
- Реакция этерификации с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров:
C₂H₅OH + CH₃COOH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O
- Окисление до уксусного альдегида (этаналя) или уксусной кислоты:
2C₂H₅OH + O₂ → 2CH₃CHO + 2H₂O
C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
5. Получение:
- Брожение глюкозы (из крахмала или сахара) под действием дрожжей:
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
- Гидратация этилена (в присутствии катализатора):
C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH
6. Применение:
- В качестве растворителя в промышленности и лабораториях.
- В производстве алкогольных напитков.
- В медицине как антисептик.
- В качестве топлива или добавки к топливу.
- В производстве химических веществ (уксусная кислота, диэтиловый эфир и др.).
Задание № 3
2. Какие виды изомерии характерны для предельных одноатомных спиртов?
Для предельных одноатомных спиртов характерны следующие виды изомерии:
- Изомерия положения гидроксильной группы (-OH).
- Изомерия углеродного скелета.
3. Напишите формулы возможных изомерных спиртов состава C₄H₁₀O. Дайте им название.
Для спирта состава C₄H₁₀O возможны следующие изомеры:
- Бутанол-1 (н-бутиловый спирт): CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH
- Бутанол-2 (втор-бутиловый спирт): CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₃
- 2-метилпропанол-1 (изобутиловый спирт): (CH₃)₂CH-CH₂-OH
- 2-метилпропанол-2 (трет-бутиловый спирт): (CH₃)₃C-OH
4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) этан → этилен → этиловый спирт → уксусный альдегид
- Дегидрирование этана до этилена:
C₂H₆ → C₂H₄ + H₂ (t°, кат.)
- Гидратация этилена до этилового спирта:
C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH (H⁺, t°)
- Окисление этилового спирта до уксусного альдегида:
C₂H₅OH + [O] → CH₃CHO + H₂O (t°, кат.)
б) метан → хлорметан → метиловый спирт → муравьиный альдегид
- Хлорирование метана до хлорметана:
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (hv)
- Гидролиз хлорметана до метилового спирта:
CH₃Cl + H₂O → CH₃OH + HCl
- Окисление метилового спирта до муравьиного альдегида:
CH₃OH + [O] → HCHO + H₂O (t°, кат.)
в) этиловый спирт → этилен → этиленгликоль
- Дегидратация этилового спирта до этилена:
C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O (t°, кат.)
- Окисление этилена до этиленгликоля (реакция Вагнера):
C₂H₄ + [O] + H₂O → HOCH₂CH₂OH (KMnO₄, H₂O)
Ответ: решение выше
Молодец! Ты отлично справился с заданиями по теме спиртов. Продолжай в том же духе, и у тебя все получится!