Struktur alkohol, sifat, tatanama dan kegunaan

The alkohol mereka adalah sebatian organik yang dicirikan oleh mempunyai kumpulan hidroksil (-OH) yang dikaitkan dengan karbon tepu; iaitu, karbon yang dikaitkan dengan empat atom dengan bon mudah (tanpa bon dua atau tiga).

Formula generik untuk sebatian keluarga yang luas dan serba boleh ini adalah ROH. Untuk dianggap sebagai alkohol dalam pengertian ketat kimia, kumpulan OH mestilah yang paling reaktif terhadap struktur molekul. Ini penting untuk dapat mengesahkan, di antara beberapa molekul dengan kumpulan OH, yang merupakan alkohol.

Salah satu alkohol yang paling penting dan yang paling terkenal dalam budaya popular ialah etil alkohol atau etanol, CH₃CH₂OH. Bergantung pada asalnya semula jadi mereka, dan dengan itu persekitaran kimia mereka, campuran mereka boleh menghasilkan spektrum perasa yang tidak terhad; sesetengahnya, yang menunjukkan perubahan positif pada langit-langit dengan terbang pada tahun-tahun ini.

Mereka adalah campuran sebatian organik dan bukan organik dengan etil alkohol, yang menimbulkan penggunaannya dalam peristiwa sosial dan agama sejak sebelum Kristus; seperti yang berlaku dengan wain anggur, atau dengan cermin berkhidmat untuk perayaan, selain tumbukan, gula-gula, panettones, dan sebagainya..

Kesenangan minuman ini, dengan kesederhanaan, adalah buah sinergi antara etil alkohol dan matriks kimia sekitarnya; tanpa ia, sebagai bahan tulen, ia menjadi sangat berbahaya dan mencetuskan beberapa kesan negatif untuk kesihatan.

Oleh sebab itu, pengambilan campuran berair CH₃CH₂OH, seperti yang dibeli di farmasi untuk tujuan antiseptik, merupakan risiko besar bagi tubuh.

Alcohols lain yang juga sangat popular ialah mentol dan gliserol. Yang terakhir, serta eritrol, dijumpai sebagai bahan tambahan dalam banyak makanan untuk mempermanis dan mengekalkannya semasa penyimpanan. Terdapat entiti kerajaan yang menentukan alkohol mana yang boleh digunakan atau dimakan tanpa kesan sampingan.

Meninggalkan penggunaan alkohol setiap hari, secara kimia mereka adalah bahan yang sangat serba boleh, sejak bermula dari mereka, sebatian organik lain boleh disintesis; setakat mana beberapa penulis berpendapat bahawa dengan sedozen mereka, anda boleh membuat semua sebatian yang diperlukan untuk tinggal di pulau padang pasir.

Indeks

• 1 Struktur alkohol
  • 1.1 watak Amphiphil
  • 1.2 Struktur R
• 2 Sifat fizikal dan kimia
  • 2.1 Titik didih
  • 2.2 Kapasiti pelarut
  • 2.3 Amphotericism
• 3 Nomenklatur
  • 3.1 Nama biasa
  • 3.2 sistem IUPAC
• 4 Sintesis
  • 4.1 Penghidratan alkenes
  • 4.2 Proses Oxo
  • 4.3 Penapaian karbohidrat
• 5 Kegunaan
  • 5.1 Minuman
  • 5.2 Bahan mentah kimia
  • 5.3 Pelarut
  • 5.4 Bahan api
  • 5.5 Antiseptik
  • 5.6 Penggunaan lain
• 6 Rujukan

Struktur alkohol

Alkohol mempunyai formula umum ROH. Kumpulan OH dikaitkan dengan kumpulan alkil R, yang strukturnya berbeza dari satu alkohol ke yang lain. Kesatuan antara R dan OH adalah melalui ikatan kovalen mudah, R-OH.

Imej berikut menunjukkan tiga struktur generik untuk alkohol, dengan mengingati bahawa atom karbon tepu; iaitu, membentuk empat pautan mudah.

Seperti yang diamati, R boleh menjadi struktur karbon selagi ia tidak mempunyai lebih banyak substituen reaktif daripada kumpulan OH.

Bagi kes alkohol utama, 1, kumpulan OH dikaitkan dengan karbon utama. Ini mudah disahkan dengan memerhatikan bahawa atom di tengah tetrahedron kiri dikaitkan dengan R dan dua H.

Alkohol sekunder, 2, disahkan dengan karbon pusat tetrahedron kini dikaitkan dengan dua kumpulan R dan satu H.

Dan akhirnya, anda mempunyai alkohol tersambung, ke-3, dengan karbon yang dikaitkan dengan tiga kumpulan R.

Watak Amphiphilic

Bergantung kepada jenis karbon yang dikaitkan dengan OH, ia mempunyai klasifikasi alkohol primer, sekunder dan tersier. Perbezaan struktur antara mereka sudah terperinci dalam tetrahedra. Tetapi, semua alkohol, tidak kira apa struktur mereka, berkongsi sesuatu yang sama: watak amphiphil.

Ia tidak perlu mendekati struktur untuk memerhatikannya, tetapi ia cukup dengan ROH formula kimianya. Kumpulan alkil terdiri hampir seluruh atom karbon, "mempersenjatai" kerangka hidrofobik; iaitu, ia berinteraksi sangat lemah dengan air.

Sebaliknya, kumpulan OH boleh membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, oleh itu menjadi hidrofilik; iaitu, suka atau mempunyai pertalian untuk air. Kemudian, alkohol mempunyai kerangka hidrofobik, yang dilampirkan kepada kumpulan hidrofilik. Mereka adalah apolar dan kutub pada masa yang sama, yang sama dengan mengatakan bahawa mereka adalah bahan amphipilik.

R-OH

(Hidrofobik) - (hidrofilik)

Seperti yang akan dijelaskan di bahagian seterusnya, sifat alkohol amphipilik yang mentakrifkan beberapa sifat kimia mereka.

Struktur R

Kumpulan alkil R boleh mempunyai sebarang struktur, tetapi ia adalah penting kerana ia membenarkan katalog alkohol.

Sebagai contoh, R boleh menjadi rantai terbuka, seperti halnya dengan etanol atau propanol; bercabang, seperti t-butil alkohol, (CH₃)₂CHCH₂OH; ia boleh menjadi kitaran, seperti dalam hal sikloheksanol; atau ia mungkin mempunyai cincin aromatik, seperti dalam benzil alkohol, (C₆H₅CH₂OH, atau dalam 3-Phenylpropanol, (C₆H₅CH₂CH₂CH₂OH.

Rantai R mungkin mempunyai substituen seperti halogen atau ikatan berganda, seperti untuk alkohol 2-kloroethanol dan 2-Buten-1-ol (CH₃CH₂= CHCH₂OH).

Memandangkan struktur R, maka klasifikasi alkohol menjadi kompleks. Oleh itu klasifikasi berdasarkan strukturnya (alkohol 1, 2 dan 3) adalah lebih mudah tetapi kurang spesifik, walaupun cukup untuk menjelaskan kereaktifan alkohol.

Sifat fizikal dan kimia

Titik didih

Salah satu sifat utama alkohol adalah bahawa ia dikaitkan melalui ikatan hidrogen.

Imej atas menunjukkan bagaimana dua molekul ROH membentuk ikatan hidrogen antara satu sama lain. Terima kasih kepada ini, alkohol biasanya cecair dengan mata didih yang tinggi.

Sebagai contoh, etil alkohol mempunyai titik mendidih sebanyak 78.5 ° C. Nilai ini meningkat apabila alkohol menjadi lebih berat; iaitu, kumpulan R mempunyai massa atau bilangan atom yang lebih besar. Oleh itu, n-butil alkohol, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, ia mempunyai titik mendidih sebanyak 97ºC, hampir tidak di bawah air.

Glycerol adalah salah satu daripada alkohol dengan titik didih tertinggi: 290ºC.

Mengapa? Kerana bukan sahaja jisim atau struktur pengaruh R, tetapi juga bilangan kumpulan OH. Glycerol mempunyai tiga OH dalam strukturnya: (HO) CH₂CH (OH) CH₂(OH) Ini menjadikan ia dapat membentuk banyak jambatan hidrogen dan mengekalkan molekulnya bersama-sama dengan kekuatan yang lebih besar.

Sebaliknya, sesetengah alkohol adalah pepejal pada suhu bilik; sebagai gliserol yang sama pada suhu di bawah 18 ° C. Oleh itu, tuntutan bahawa semua alkohol adalah bahan cair tidak betul.

Kapasiti pelarut

Di rumah, sangat biasa digunakan untuk penggunaan isopropil alkohol untuk menghilangkan noda yang sukar untuk dikeluarkan di permukaan. Keupayaan pelarut ini, sangat berguna untuk sintesis kimia, adalah disebabkan oleh sifat amphipiliknya, sebelum ini dijelaskan.

Lemak dicirikan dengan hidrofobik: itulah sebabnya sukar untuk mengeluarkannya dengan air. Walau bagaimanapun, tidak seperti air, alkohol mempunyai bahagian hidrofobik dalam strukturnya.

Oleh itu, kumpulan alkilnya R berinteraksi dengan lemak, manakala kumpulan OH membentuk ikatan hidrogen dengan air, membantu menggantikannya.

Anfoterismo

Alkohol boleh bertindak balas sebagai asid dan asas; iaitu, mereka adalah bahan amphoteric. Ini ditunjukkan oleh dua persamaan kimia berikut:

ROH + H⁺  => ROH₂⁺

ROH + OH^-  => RO^-

RO^- adalah formula umum apa yang dikenali sebagai alkoksida.

Tatanama

Terdapat dua cara menamakan alkohol, yang kerumitannya bergantung pada struktur yang sama.

Nama biasa

Alkohol boleh dipanggil oleh nama biasa mereka. Apakah mereka? Untuk ini, nama kumpulan R mesti diketahui, yang berakhir -ico ditambah, dan didahului oleh perkataan 'alkohol'. Contohnya, CH₃CH₂CH₂OH adalah propil alkohol.

Contoh lain adalah:

-CH₃OH: metil alkohol

-(CH₃)₂CHCH₂OH: isobutyl alcohol

-(CH₃)₃COH: tert-butil alkohol

Sistem IUPAC

Bagi nama biasa, anda harus bermula dengan mengenal pasti R. Kelebihan sistem ini adalah bahawa ia lebih tepat berbanding yang lain.

R, sebagai rangka karbon, mungkin mempunyai cabang atau beberapa rantai; rantai terpanjang, iaitu dengan lebih banyak atom karbon, adalah yang akan diberi nama alkohol.

Untuk nama alkane rantaian terpanjang, 'l' akhir yang telah ditambah. Itulah sebabnya CH₃CH₂OH dipanggil etanol (CH₃CH₂- + OH).

Pada amnya, OH mestilah mempunyai penghitungan yang sedikit sebanyak mungkin. Sebagai contoh, BrCH₂CH₂CH₂(OH) CH₃ ia dipanggil 4-Bromo-2-butanol, dan bukan 1-Bromo-3-butanol.

Sintesis

Penghidratan alkenes

Proses retak minyak menghasilkan campuran alkena empat atau lima atom karbon, yang boleh dipisahkan dengan mudah.

Alkenes ini boleh diubah menjadi alkohol dengan penambahan langsung air atau oleh tindak balas alkena dengan asid sulfurik, diikuti dengan penambahan air yang memecahkan asid, menyebabkan alkohol.

Proses Oxo

Dengan kehadiran pemangkin yang sesuai, alkena bertindak balas dengan karbon monoksida dan hidrogen untuk menghasilkan aldehid. Aldehid boleh dikurangkan dengan mudah kepada alkohol dengan reaksi hidrogenasi pemangkin.

Selalunya terdapat penyegerakan proses okso yang pengurangan aldehid hampir serentak dengan pembentukannya.

Pemangkin yang paling biasa digunakan ialah oktokarbonyl dicobalt, yang diperolehi oleh reaksi antara kobalt dan karbon monoksida.

Penapaian karbohidrat

Penapaian karbohidrat oleh yis masih penting dalam penghasilan etanol dan alkohol yang lain. Gula berasal dari tebu atau kanji yang diperolehi dari biji-bijian yang berbeza. Atas sebab ini, etanol juga dipanggil "alkohol bijirin"

Kegunaan

Minuman

Walaupun bukan fungsi utama alkohol, kehadiran etanol dalam beberapa minuman adalah salah satu pengetahuan yang paling popular. Oleh itu, etanol, hasil penapaian tebu, anggur, epal, dan sebagainya, terdapat dalam pelbagai minuman untuk penggunaan sosial.

Bahan mentah kimia

-Methanol digunakan dalam pengeluaran formaldehid, melalui pengoksidaan pemangkinnya. Formaldehid digunakan dalam pembuatan plastik, cat, tekstil, bahan letupan, dan sebagainya..

-Butanol digunakan dalam pengeluaran butane etanoate, ester yang digunakan sebagai perasa dalam industri makanan dan dalam kuih-muih.

-Allyl alkohol digunakan dalam pengeluaran ester, termasuk diallyl phthalate dan diallyl isophthalate, yang berfungsi sebagai monomer.

-Phenol digunakan dalam pengeluaran resin, pembuatan nilon, deodoran, kosmetik, dan sebagainya..

-Alkohol dengan rantai lurus 11-16 atom karbon digunakan sebagai perantaraan untuk mendapatkan pelapis; contohnya, polivinil klorida.

-Alkohol lemak yang dipanggil digunakan sebagai perantaraan dalam sintesis detergen.

Pelarut

-Methanol digunakan sebagai cat nipis, seperti 1-butanol dan isobutil alkohol.

-Etil alkohol digunakan sebagai pelarut sebatian yang tidak larut dalam air, digunakan sebagai pelarut dalam cat, kosmetik, dan sebagainya..

-Alkohol lemak digunakan sebagai pelarut dalam industri tekstil, dalam pewarna, dalam detergen dan dalam cat. Isobutanol digunakan sebagai pelarut dalam bahan salutan, cat dan pelekat.

Bahan api

-Methanol digunakan sebagai bahan api dalam enjin pembakaran dalaman dan aditif petrol untuk meningkatkan pembakaran.

-Etil alkohol digunakan dalam kombinasi dengan bahan api fosil dalam kenderaan bermotor. Untuk tujuan itu, kawasan Brazil yang luas ditakdirkan untuk penanaman tebu untuk penghasilan etil alkohol. Alkohol ini mempunyai kelebihan menghasilkan hanya karbon dioksida dalam pembakarannya.

Apabila etil alkohol dibakar, ia menghasilkan api yang bersih dan tanpa asap, sebab itu ia digunakan sebagai bahan bakar dalam periuk medan.

-Alkohol gelled dihasilkan dengan menggabungkan metanol atau etanol dengan kalsium asetat. Alkohol ini digunakan sebagai sumber haba di dapur, dan kerana ia tumpah lebih selamat daripada alkohol cecair.

-Biobutanol yang dipanggil sebagai bahan api dalam pengangkutan, seperti isopropil alkohol yang boleh digunakan sebagai bahan bakar; walaupun penggunaannya tidak digalakkan.

Antiseptik

Isopropyl alcohol pada kepekatan 70% digunakan sebagai antiseptik luaran untuk penghapusan kuman dan keterlambatan pertumbuhan. Begitu juga, etil alkohol digunakan untuk tujuan ini.

Kegunaan lain

Sikloheksanol dan methylcyclohexanol digunakan dalam penamat tekstil, pemprosesan perabot dan pembuang noda.

Rujukan

1. Graham Solomons T.W, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia Organik. Amines (10^th edisi.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Kimia Organik (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
3. Morrison dan Boyd. (1987). Kimia organik (Edisi Kelima). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Dr. JA Colapret. (s.f.). Alkohol. Diperolehi daripada: colapret.cm.utexas.edu
5. Perkongsian Pendidikan Farmakologi Alkohol. (s.f.). Apa alkohol? Duke University. Diambil dari: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (s.f.). Jenis & penggunaan alkohol. Diperolehi daripada: livestrong.com
7. Wikipedia. (2018). Alkohol Diperolehi daripada: en.wikipedia.org