Alkohole: metanol, etanol i glicerol - Chemia Nowej Ery 8

1.Pochodne węglowodorów

Związki chemiczne, których cząsteczki są zbudowane z grupy alkilowej (alkilu) i grupy funkcyjnej.

2.Grupa funkcyjna

Grupa atomów, która nadaje związkowi organicznemu charakterystyczne właściwości, np. grupa hydroksylowa $\ce{-OH}$ w alkoholach.

3.Grupa alkilowa (alkil)

Grupa atomów, która powstaje przez odłączenie atomu wodoru od cząsteczki alkanu, np. z metanu $\ce{CH4}$ powstaje grupa metylowa $\ce{-CH3}$.

4.Nazwy i wzory grup alkilowych (do 4 atomów węgla)

Grupa metylowa (metyl) $\ce{-CH3}$, grupa etylowa (etyl) $\ce{-C2H5}$, grupa propylowa (propyl) $\ce{-C3H7}$, grupa butylowa (butyl) $\ce{-C4H9}$. Pochodzą kolejno od metanu, etanu, propanu i butanu.

5.Alkohole

Pochodne węglowodorów, które zawierają w cząsteczkach grupę hydroksylową $\ce{-OH}$.

6.Grupa hydroksylowa

Grupa funkcyjna alkoholi $\ce{-OH}$, zbudowana z atomu tlenu i atomu wodoru.

7.Nazwy systematyczne alkoholi

Tworzy się je od nazwy węglowodoru, dodając końcówkę -ol, np. metan → metanol, etan → etanol. Gdy alkohol ma 3 lub więcej atomów węgla i jedną grupę funkcyjną, w nazwie pojawia się numer jej położenia: propan-1-ol, butan-1-ol.

8.Nazwy zwyczajowe alkoholi

Składają się z dwóch wyrazów: słowa „alkohol” i nazwy grupy alkilowej z końcówką -owy, np. butan-1-ol to alkohol butylowy, metanol to alkohol metylowy.

9.Szereg homologiczny alkoholi (do 4 atomów węgla)

Metanol $\ce{CH4O}$, etanol $\ce{C2H6O}$, propan-1-ol $\ce{C3H8O}$, butan-1-ol $\ce{C4H10O}$. Każdy kolejny alkohol ma w cząsteczce o jeden atom węgla i dwa atomy wodoru więcej od poprzedniego.

10.Wzór ogólny alkoholi

$\ce{R-OH}$ lub $\ce{C_{n}H_{2n+1}-OH}$, gdzie R to grupa alkilowa, $\ce{-OH}$ to grupa hydroksylowa, a n to liczba atomów węgla w cząsteczce (liczba naturalna, $n \geq 1$). Podstawiając n, otrzymasz wzór dowolnego alkoholu z szeregu.

11.Jaki to alkohol?

Propan-1-ol (alkohol propylowy): wzór sumaryczny $\ce{C3H8O}$, półstrukturalny $\ce{CH3-CH2-CH2-OH}$, grupowy $\ce{CH3(CH2)2OH}$. Trzeci alkohol w szeregu homologicznym.

12.Butan-1-ol

Alkohol butylowy, czwarty w szeregu homologicznym alkoholi. Wzór sumaryczny $\ce{C4H10O}$, półstrukturalny $\ce{CH3-CH2-CH2-CH2-OH}$, grupowy $\ce{CH3(CH2)3OH}$.

13.Metanol

Alkohol metylowy, pierwszy związek chemiczny w szeregu homologicznym alkoholi. Wzór sumaryczny $\ce{CH4O}$, grupowy $\ce{CH3OH}$, półstrukturalny $\ce{CH3-OH}$. Zawiera grupę metylową $\ce{-CH3}$.

14.Właściwości metanolu

Fizyczne: bezbarwna, lotna ciecz (szybko odparowuje), bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, ma charakterystyczny zapach. Chemiczne: jest silnie trujący i ulega reakcjom spalania - pali się jasnoniebieskim płomieniem.

15.Trujące działanie metanolu

Wdychanie par metanolu lub spożycie nawet niewielkiej jego ilości może spowodować utratę wzroku, a nawet śmierć. Na opakowaniu są piktogramy: substancja toksyczna, łatwopalna i stwarzająca poważne zagrożenie dla zdrowia.

16.Zastosowania metanolu

M.in. produkcja tworzyw sztucznych i formaliny (konserwuje preparaty biologiczne), rozpuszczalnik farb, lakierów i tłuszczów, środek skażający, np. w detergentach, paliwo w motocyklach żużlowych.

17.Etanol

Alkohol etylowy, drugi związek chemiczny w szeregu homologicznym alkoholi. Wzór sumaryczny $\ce{C2H6O}$, grupowy $\ce{CH3CH2OH}$, półstrukturalny $\ce{CH3-CH2-OH}$. Zawiera grupę etylową $\ce{-C2H5}$.

18.Badanie właściwości etanolu - obserwacje

Etanol zapala się od łuczywa. Ostrożnie wlany do wody tworzy górną warstwę, a po wstrząśnięciu miesza się z wodą i poziom cieczy się obniża. Papierek uniwersalny nie zmienia barwy, etanol odparowuje z bibuły szybciej niż woda, a białko jaja zmienia wygląd.

19.Właściwości fizyczne etanolu

Bezbarwna, lotna ciecz o charakterystycznym zapachu, ma gęstość mniejszą od gęstości wody i bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie.

20.Właściwości chemiczne etanolu

Ma odczyn obojętny (nie ulega dysocjacji elektrolitycznej), ulega reakcjom spalania (jednym z produktów jest tlenek węgla(IV)) i ścina białko, czyli niszczy jego strukturę.

21.Odczyn roztworu etanolu

Obojętny - uniwersalny papierek wskaźnikowy nie zmienia w nim barwy. Etanol nie ulega dysocjacji elektrolitycznej, więc mimo grupy $\ce{-OH}$ nie tworzy jonów wodorotlenkowych i nie jest wodorotlenkiem.

22.Kontrakcja

Zmniejszenie objętości roztworu otrzymanego przez zmieszanie dwóch cieczy. Objętość wymieszanych cieczy, np. wody i etanolu, jest mniejsza od sumy ich objętości przed zmieszaniem.

23.Wykrywanie etanolu (reakcja charakterystyczna)

Do etanolu dodaje się roztwór dichromianu(VI) potasu $\ce{K2Cr2O7}$ i kroplę stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI), a probówkę ogrzewa w gorącej wodzie. Barwa roztworu zmienia się z pomarańczowej na zieloną.

24.Wpływ etanolu na organizm

Nawet niewielka ilość etanolu może uszkodzić układ nerwowy oraz narządy wewnętrzne, np. żołądek i wątrobę. Przetwarzanie etanolu zwiększa zużycie tlenu, co powoduje niedotlenienie komórek wątroby i innych narządów i zaburza pracę całego organizmu.

25.Alkohol a młodzież

Każda ilość etanolu działa toksycznie na rozwijający się organizm, dlatego dzieciom i młodzieży zabrania się picia alkoholu. Nadmierne spożywanie etanolu prowadzi do alkoholizmu, czyli uzależnienia od alkoholu.

26.Dawka śmiertelna etanolu

Dla zdrowego dorosłego człowieka wynosi około 4 ‰ (0,4%) alkoholu we krwi.

27.Zastosowania etanolu

M.in. produkcja farb, lakierów, perfum, octu, wódek i likierów, leków (np. kropli nasercowych i żołądkowych), synteza związków organicznych, preparaty do dezynfekcji (działa bakteriobójczo), dodatek do benzyny.

28.Spirytus

Wodny roztwór etanolu o stężeniu 95%. Do dezynfekcji używa się roztworu alkoholu o stężeniu 60-80%.

29.Alkohole monohydroksylowe

Alkohole zawierające w cząsteczce jedną grupę hydroksylową $\ce{-OH}$, np. metanol i etanol.

30.Alkohole polihydroksylowe

Alkohole zawierające w cząsteczce co najmniej dwie grupy hydroksylowe $\ce{-OH}$, z których każda jest połączona z innym atomem węgla, np. glicerol.

31.Podział alkoholi według liczby grup -OH

Alkohole monohydroksylowe - jedna grupa $\ce{-OH}$ w cząsteczce (np. metanol, etanol). Alkohole polihydroksylowe - co najmniej dwie grupy $\ce{-OH}$, każda przy innym atomie węgla (np. glicerol).

32.Glicerol

Nazwa zwyczajowa alkoholu trihydroksylowego o wzorze $\ce{C3H5(OH)3}$ (potocznie gliceryna). Jest pochodną propanu, w którym trzy atomy wodoru zastąpiono grupami hydroksylowymi: $\ce{CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH)}$.

33.Nazwa systematyczna glicerolu

Propano-1,2,3-triol: „propano” - pochodzi od propanu, „1,2,3” - numery atomów węgla, do których przyłączone są grupy hydroksylowe, „tri” - trzy grupy, „-ol” - związek jest alkoholem.

34.Właściwości glicerolu

Bezbarwna, bezwonna, gęsta ciecz o gęstości większej od gęstości wody. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, jest higroskopijny i palny - spala się żółtym, kopcącym płomieniem.

35.Higroskopijność glicerolu

Glicerol wiąże wodę i zatrzymuje ją, np. w skórze, dlatego dodaje się go do kremów i balsamów nawilżających.

36.Zastosowania glicerolu

Jest nietoksyczny, więc służy m.in. do konserwacji żywności i słodzenia suszonych owoców. Stosuje się go w kremach, syropach przeciwkaszlowych, płynach hamulcowych i chłodniczych, farbach drukarskich, w garbarstwie do zmiękczania skóry.

37.Niższe i wyższe alkohole

Niższe alkohole (1-3 atomy węgla w cząsteczce) to lotne ciecze, które bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie. Wyższe alkohole mają 4 lub więcej atomów węgla - te o kilku-kilkunastu atomach węgla (np. butan-1-ol) to ciecze oleiste, trudno rozpuszczalne w wodzie. Obie grupy mają charakterystyczny zapach.

38.Zmiana właściwości alkoholi w szeregu homologicznym

Im więcej atomów węgla w cząsteczce alkoholu, tym dłuższy łańcuch węglowy i tym mniejsza reaktywność alkoholu. Rozpuszczalność w wodzie maleje, a lotne ciecze przechodzą w oleiste. Wszystkie alkohole są łatwopalne.

39.Alkohole w perfumach

Alkohole o 2-5 atomach węgla w cząsteczce są świetnymi rozpuszczalnikami substancji zapachowych i mają dużą lotność, dlatego używa się ich do produkcji perfum i wód toaletowych.