- Alkohola uzbūve
- Amphiphilic raksturs
- R struktūra
- Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Vārīšanās punkts
- Šķīdinātāja ietilpība
- Amfoterisms
- Nomenklatūra
- Parastais nosaukums
- IUPAC sistēma
- Sintēze
- Alkēnu hidratācija
- Oxo process
- Ogļhidrātu fermentācija
- Lietojumprogrammas
- Dzērieni
- Ķīmiskās izejvielas
- Šķīdinātāji
- Degviela
- Antiseptiķi
- Citi lietojumi
- Atsauces
The spirti ir organiski savienojumi raksturīga ar to, hidroksilgrupu (-OH) saistās piesātinātam oglekļa; tas ir, ogleklis, kas ir savienots ar četriem atomiem ar vienreizējām saitēm (bez divkāršām vai trīskāršām saitēm).
Šīs plašās un daudzpusīgās savienojumu grupas vispārējā formula ir ROH. Lai OH grupu uzskatītu par spirtu strikti ķīmiskā nozīmē, tai jābūt reaģējošākai molekulārajā struktūrā. Tas ir svarīgi, lai starp vairākām molekulām ar OH grupām varētu pateikt, kura no tām ir spirts.
Avots: alkoholiskie dzērieni. Piksija
Viens no piemītošo spirtu un vislabāk zināmais populārajā kultūrā ir etilspirts vai etanols, CH 3 CH 2 OH. Atkarībā no to dabiskās izcelsmes un līdz ar to ķīmiskās vides to maisījumiem var būt neierobežots garšu spektrs; daži, kas pat parāda pozitīvas izmaiņas aukslējās ar gadu bēgšanu.
Tie ir organisko un neorganisko savienojumu maisījumi ar etilspirtu, kas kopš tā laika pirms Kristus rada tā patēriņu sabiedriskos un reliģiskos pasākumos; piemēram, ar vīnogu vīnu vai ar glāzēm, kas tiek pasniegtas svētkiem, papildus perforatoriem, konfektēm, panetoniem utt.
Šo dzērienu baudīšana mērenībā ir etilspirta un tā aptverošās ķīmiskās matricas sinerģijas rezultāts; Bez tā kā tīra viela tā kļūst ārkārtīgi bīstama un izraisa virkni negatīvu seku veselībai.
Tas ir šī iemesla dēļ, ka patēriņš no ūdens maisījumu CH 3 CH 2 OH, piemēram, nopirkt aptiekās par antiseptisks mērķiem, veido lielu risku, lai organismā.
Citi spirti, kas arī ir ļoti populāri, ir mentols un glicerīns. Pēdējais, kā arī eritrools, ir atrodams kā piedeva daudzos pārtikas produktos, lai tos saldinātu un saglabātu uzglabāšanas laikā. Ir valdības struktūras, kuras diktē, kādus spirtus var lietot vai lietot bez blakusparādībām.
Atstājot alkohola ikdienas lietošanu, ķīmiski tās ir ļoti universālas vielas, jo, sākot ar tām, var sintezēt citus organiskos savienojumus; tādā mērā, ka daži autori domā, ka ar duci no tiem var radīt visus nepieciešamos savienojumus, lai dzīvotu tuksneša salā.
Alkohola uzbūve
Alkoholiem ir vispārīga ROH formula. OH grupa ir saistīta ar alkilgrupu R, kuras struktūra dažādos spirtos atšķiras. Saite starp R un OH notiek caur vienu kovalentu saiti, R-OH.
Šajā attēlā parādītas trīs vispārīgas spirtu struktūras, paturot prātā, ka oglekļa atoms ir piesātināts; tas ir, tas veido četras vienkāršas saites.
Avots: Alkoholu vispārējā struktūra. Secalinum, no Wikimedia Commons
Kā redzams, R var būt jebkurš oglekļa skelets, ja vien tajā nav aizvietotāju, kas ir vairāk reaģējoši nekā OH grupa.
Pirmā primārā spirta gadījumā OH grupa ir saistīta ar primāro oglekli. To var viegli pārbaudīt, atzīmējot, ka atoms kreisā tetraedra centrā ir saistīts ar vienu R un diviem H.
Sekundāro spirtu 2 ° pārbauda ar centra tetraedra oglekli, kas tagad ir savienots ar divām R grupām un vienu H.
Visbeidzot, ir trešais trešais spirts ar oglekli, kas savienots ar trim R grupām.
Amphiphilic raksturs
Atkarībā no oglekļa veida, kas saistīts ar OH, pastāv primāro, sekundāro un terciāro spirtu klasifikācija. Tetraedrātā starp tām jau ir sīki aprakstītas strukturālās atšķirības. Bet visiem spirtiem, neatkarīgi no to struktūras, ir kaut kas kopīgs: amfifilais raksturs.
Lai to pamanītu, jums nav jārisina adrese, tikai tā ROH ķīmiskā formula. Alkilgrupu gandrīz pilnībā veido oglekļa atomi, "saliekot" hidrofobu skeletu; tas ir, tas ļoti vāji mijiedarbojas ar ūdeni.
No otras puses, OH grupa var veidot ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, tāpēc ir hidrofīlas; tas ir, mīl vai ir radniecīgs ūdenim. Tātad spirtiem ir hidrofobs mugurkauls, kas pievienots hidrofīlai grupai. Tās ir vienlaicīgi apolāras un polāras, kas ir tas pats, kas teikt, ka tās ir amfifiliskas vielas.
R-OH
(Hidrofobiski) - (hidrofili)
Kā tiks paskaidrots nākamajā sadaļā, spirtu amfifilais raksturs nosaka dažas to ķīmiskās īpašības.
R struktūra
Alkilgrupai R var būt jebkura struktūra, un tomēr tā ir svarīga, jo tā ļauj katalogizēt spirtus.
Piemēram, R var būt atvērta ķēde, kā tas ir etanola vai propanola gadījumā; sazarota, piemēram, t-butilspirta, (CH 3 ) 2 CH 2 OH; tas var būt ciklisks, tāpat kā cikloheksanola gadījumā; vai tas var būt aromātisks gredzens, kas, tāpat kā benzilspirtu, (C 6 H 5 ) CH 2 OH, vai 3-Phenylpropanol, (C 6 H 5 ) CH 2 CH 2 CH 2 OH.
R ķēde pat var saturēt aizvietotājus, piemēram, halogēna atomiem vai dubultsaitēm, piemēram, attiecībā uz spirtu 2-chloroethanol un 2-buten-1-ols (CH 3 CH 2 = CH 2 OH).
Ņemot vērā R struktūru, spirtu klasifikācija kļūst sarežģīta. Šī iemesla dēļ klasifikācija pēc to struktūras (1., 2. un 3. spirts) ir vienkāršāka, bet mazāk specifiska, kaut arī ar to pietiek, lai izskaidrotu spirtu reaktivitāti.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Vārīšanās punkts
Avots: ūdeņraža tilti spirtos. Yikrazuul, no Wikimedia Commons
Viena no spirtu galvenajām īpašībām ir tā, ka tie asociējas caur ūdeņraža saitēm.
Iepriekš redzamajā attēlā jūs varat redzēt, kā divas ROH molekulas veido ūdeņraža saites viena ar otru. Pateicoties tam, spirti parasti ir šķidrumi ar augstu viršanas temperatūru.
Piemēram, etilspirta viršanas temperatūra ir 78,5 ° C. Šī vērtība palielinās, jo alkohols kļūst smagāks; tas ir, R grupai ir lielāka masa vai atomu skaits. Tādējādi, n-butilspirts, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH, has a viršanas temperatūru no 97ºC, kas ir nedaudz zemāks nekā ūdenim.
Glicerīns ir viens no spirtiem ar augstāko viršanas temperatūru: 290ºC.
Kāpēc? Tā kā ietekmē ne tikai R masu vai struktūru, bet arī OH grupu skaitu. Glicerīns ir trīs OH 's savā struktūrā: (HO) CH 2 CH (OH) CH 2 (OH). Tas padara to spējīgu veidot daudzas ūdeņraža saites un ciešāk turēt molekulas kopā.
No otras puses, daži spirti ir cietā stāvoklī istabas temperatūrā; kā tas pats glicerīns temperatūrā zem 18ºC. Tāpēc apgalvojums, ka visi spirti ir šķidras vielas, nav pareizs.
Šķīdinātāja ietilpība
Mājās ļoti bieži izopropilspirtu izmanto, lai notīrītu traipu, kuru ir grūti noņemt uz virsmas. Šī šķīdinātāja spēja, kas ir ļoti noderīga ķīmiskajā sintēzē, ir saistīta ar tā amfifilisko raksturu, kā iepriekš paskaidrots.
Taukiem ir raksturīga hidrofobija: tieši tāpēc tos ir grūti notīrīt ar ūdeni. Tomēr atšķirībā no ūdens, spirtu struktūrā ir hidrofobiska daļa.
Tādējādi tā alkilgrupa R mijiedarbojas ar taukiem, savukārt OH grupa veido ūdeņraža saites ar ūdeni, palīdzot tās izspiest.
Amfoterisms
Alkoholi var reaģēt kā skābes un bāzes; tas ir, tās ir amfoteriskas vielas. To attēlo divi šādi ķīmiskie vienādojumi:
ROH + H + => ROH 2 +
ROH + OH - => RO -
RO - ir vispārējā formula tā dēvētajam alkoksīdam.
Nomenklatūra
Ir divi spirtu nosaukšanas veidi, kuru sarežģītība būs atkarīga no to struktūras.
Parastais nosaukums
Alkoholus var saukt pēc vispārpieņemtajiem nosaukumiem. Kuri ir? Lai to izdarītu, ir jāzina R grupas nosaukums, kam pievienots galotne -ico, un pirms tā ir vārds “alkohols”. Piemēram, CH 3 CH 2 CH 2 OH ir propilspirts.
Citi piemēri:
-CH 3 OH: metilspirts,
- (CH 3 ) 2 CH 2 OH: isobutyl spirts
- (CH 3 ) 3 COH: terc-butilspirts
IUPAC sistēma
Runājot par vispārpieņemtajiem nosaukumiem, jums jāsāk ar R. identificēšanu. Šīs sistēmas priekšrocība ir tā, ka tā ir daudz precīzāka nekā otra.
R, kas ir oglekļa skelets, var būt ar zariem vai vairākām ķēdēm; garākā ķēde, tas ir, ar vairāk oglekļa atomiem, ir tā, kurai piešķirs spirta nosaukumu.
Garākās ķēdes alkāna nosaukumam pievieno galotni “l”. Tāpēc CH 3 CH 2 OH sauc par etanolu (CH 3 CH 2 - + OH).
Parasti OH jābūt uzskaitītam pēc iespējas zemāk. Piemēram, BrCH 2 CH 2 CH 2 (OH) CH 3 sauc par 4-brom-2-butanola, un nav 1-brom-3-butanola.
Sintēze
Alkēnu hidratācija
Naftas krekinga procesā iegūst četru vai piecu oglekļa atomu alkēnu maisījumu, ko var viegli atdalīt.
Šos alkēnus var pārveidot par spirtiem, tieši pievienojot ūdeni vai reaģējot ar alkānu ar sērskābi, pēc tam pievienojot ūdeni, kas šķeļ skābi, iegūstot spirtu.
Oxo process
Piemērota katalizatora klātbūtnē alkēni reaģē ar oglekļa monoksīdu un ūdeņradi, veidojot aldehīdus. Aldehīdus var viegli reducēt līdz spirtiem, katalītiski hidrogenējot.
Bieži notiek tāda okso procesa sinhronizācija, ka aldehīdu reducēšanās notiek gandrīz vienlaikus ar to veidošanos.
Visplašāk izmantotais katalizators ir dikobalta oktokarbonils, ko iegūst, reaģējot starp kobaltu un oglekļa monoksīdu.
Ogļhidrātu fermentācija
Etanola un citu spirtu ražošanā joprojām liela nozīme ir ogļhidrātu fermentācijai ar raugu. Cukuri nāk no cukurniedrēm vai cietes, kas iegūta no dažādiem graudiem. Šī iemesla dēļ etanolu sauc arī par "graudu spirtu"
Lietojumprogrammas
Dzērieni
Lai arī tā nav galvenā spirtu funkcija, etanola klātbūtne dažos dzērienos ir viena no populārākajām zināšanām. Tādējādi etanols, cukurniedru, vīnogu, ābolu utt. Fermentācijas produkts, atrodas daudzos sociālā patēriņa dzērienos.
Ķīmiskās izejvielas
-Metanols tiek izmantots formaldehīda ražošanā ar tā katalītiskās oksidācijas palīdzību. Formaldehīdu izmanto plastmasas, krāsu, tekstilizstrādājumu, sprāgstvielu uc ražošanā.
-Butanolu izmanto butāna etanoāta, estera, ko izmanto kā aromatizētāju pārtikas rūpniecībā un konditorejā, ražošanā.
-Allilspirtu izmanto esteru ražošanā, ieskaitot diallilftalātu un diallil-izoftalātu, kas kalpo par monomēriem.
-Fenolu izmanto sveķu ražošanā, neilona ražošanā, dezodorantu, kosmētikas ražošanā utt.
- Alkoholus ar taisnu ķēdi ar 11-16 oglekļa atomiem izmanto kā starpproduktus plastifikatoru iegūšanai. piemēram, polivinilhlorīds.
-Tā saucamos taukskābes spirtus izmanto kā starpproduktus mazgāšanas līdzekļu sintēzē.
Šķīdinātāji
-Metanolu izmanto kā krāsas šķīdinātāju, tāpat kā 1-butanolu un izobutilspirtu.
-Etilspirtu izmanto kā daudzu ūdenī nešķīstošu savienojumu šķīdinātājus, tos izmanto par šķīdinātāju krāsās, kosmētikā utt.
- Taukskābes spirtus izmanto kā šķīdinātājus tekstilrūpniecībā, krāsvielās, mazgāšanas līdzekļos un krāsās. Izobutanolu izmanto kā šķīdinātāju pārklājuma materiālos, krāsās un līmēs.
Degviela
-Metanolu izmanto kā degvielu iekšdedzes dzinējos un kā benzīna piedevu, lai uzlabotu degšanu.
- Mehāniskajos transportlīdzekļos etilspirtu lieto kopā ar fosilo degvielu. Šajā nolūkā plaši Brazīlijas reģioni ir paredzēti cukurniedru audzēšanai etilspirta ražošanai. Šim spirtam ir tāda priekšrocība, ka tā sadegšanas laikā veidojas tikai oglekļa dioksīds.
Sadedzinot etilspirtu, tas rada tīru un nesmēķējošu liesmu, tāpēc lauka virtuvēs to izmanto kā degvielu.
-Gelinātu spirtu iegūst, apvienojot metanolu vai etanolu ar kalcija acetātu. Šis spirts tiek izmantots kā siltuma avots lauka krāsnīs, un, tā kā tas izlīst, tas ir drošāks nekā šķidrie spirti.
-Transportā kā degvielu izmanto tā saukto biobutanolu, kā arī izopropilspirtu, ko var izmantot kā degvielu; lai gan tā lietošana nav ieteicama.
Antiseptiķi
Izopropilspirtu 70% koncentrācijā izmanto kā ārēju antiseptisku līdzekli, lai iznīcinātu baktērijas un kavētu to augšanu. Tāpat šajā nolūkā tiek izmantots etilspirts.
Citi lietojumi
Cikloheksanolu un metilcikloheksanolu izmanto tekstila apdarei, mēbeļu apstrādei un traipu tīrīšanas līdzekļiem.
Atsauces
- Grehems Solomons TW, Kreigs B. Frīls. (2011). Organiskā ķīmija. Amīni. (10 th izdevums.). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Organiskā ķīmija. (Sestais izdevums). Mc Graw Hill.
- Morisons un Boids. (1987). Organiskā ķīmija. (Piektais izdevums). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Dr JA Kolapret. (sf). Alkoholi. Atgūts no: colapret.cm.utexas.edu
- Alkohola farmakoloģijas izglītības partnerība. (sf). Kas ir alkohols? Hercoga universitāte. Atgūts no: sites.duke.edu
- Whittemore F. (nd). Alkohola veidi un lietošana. Atgūts no: livestrong.com
- Wikipedia. (2018). Alkohols. Atgūts no: en.wikipedia.org