Organik maddeler, karbon içeren bir bileşik sınıfıdır (karbürler, karbonatlar, karbon oksitler ve siyanürler hariç). İsim " organik bileşikler"Kimyanın gelişiminin erken bir aşamasında ortaya çıktı ve bilim adamları kendi adlarına konuşuyorlar... Vikipedi

Organik bileşiklerin en önemli türlerinden biri. Azot içerirler. Moleküllerinde karbon-hidrojen ve nitrojen-karbon bağı bulunur. Yağ, nitrojen içeren bir heterohalka, piridin içerir. Azot proteinlerin, nükleik asitlerin ve... ... Vikipedi'nin bir parçasıdır

Organogermanyum bileşikleri, germanyum-karbon bağı içeren organometalik bileşiklerdir. Bazen germanyum içeren herhangi bir organik bileşiğe atıfta bulunurlar. İlk organogermanik bileşik, tetraetilgerman,... ... Vikipedi

Organosilikon bileşikleri, moleküllerinde doğrudan silikon-karbon bağı bulunan bileşiklerdir. Organosilikon bileşiklerine bazen silikonun Latince adı olan silisyumdan silikonlar denir. Organosilikon bileşikleri... ... Vikipedi

Organik bileşikler, organik maddeler sınıfı kimyasal bileşikler Karbon içerenler (karbürler, karbonik asit, karbonatlar, karbon oksitler ve siyanürler hariç). İçindekiler 1 Tarih 2 Sınıf... Vikipedi

Organometalik bileşikler (MOC'ler), moleküllerinde bir metal atomu ile bir karbon atomu/atomları arasında bir bağ bulunan organik bileşiklerdir. İçindekiler 1 Organometalik bileşik türleri 2 ... Wikipedia

Organohalojen bileşikler, en az bir C Hal karbon halojen bağı içeren organik maddelerdir. Halojenin doğasına bağlı olarak organohalojen bileşikleri şu şekilde ayrılır: Organoflorin bileşikleri; ... ... Vikipedi

Organometalik bileşikler (MOC'ler), moleküllerinde bir metal atomu ile bir karbon atomu/atomları arasında bir bağ bulunan organik bileşiklerdir. İçindekiler 1 Organometalik bileşik türleri 2 Hazırlama yöntemleri ... Wikipedia

Kalay-karbon bağı içeren organik bileşikler hem iki değerlikli hem de dört değerlikli kalay içerebilir. İçindekiler 1 Sentez yöntemleri 2 Türler 3 ... Vikipedi

- (heterosikller) karbonla birlikte diğer elementlerin atomlarını da içeren döngüler içeren organik bileşikler. Halkada heterosübstitüentlere (heteroatomlar) sahip karbosiklik bileşikler olarak düşünülebilirler. Çoğu... ... Vikipedi

METODOLOJİK GELİŞTİRME

Bir ders oturumu için

"Kimya" disiplininde

uzmanlık alanında 2. sınıf öğrencileri için 280705.65 –

« Yangın Güvenliği»

BÖLÜM IV

ORGANİK MADDELERİN FİZİKSEL VE ​​KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

KONU 4.16

DERS NO: 4.16.1-4.16.2

OKSİJEN İÇEREN ORGANİK BİLEŞİKLER

PMK toplantısında görüşüldü

“___”_________2015 tarihli Protokol No.____.

Vladivostok

I. Amaçlar ve hedefler

Eğitici: Oksijen içeren organik bileşiklerin tanımını vermek, öğrencilerin dikkatini bunların çeşitliliğine ve yaygınlığına çekmek. Oksijen içeren organik bileşiklerin fizikokimyasal ve yangın tehlikesi özelliklerinin kimyasal yapılarına bağımlılığını gösterin.

Eğitici:Öğrencilere pratik faaliyetlere hazırlanma sorumluluğunu aşılayın.

II. Çalışma süresinin hesaplanması

III. Edebiyat

1. Glinka N.L. Genel Kimya. – Üniversiteler için ders kitabı / Ed. yapay zeka Ermakova. – 30. baskı, revize edilmiş. – M.: Integral-Press, 2010. – 728 s.

2. Svidzinskaya G.B. Organik kimyada laboratuvar çalışması: Ders kitabı. – St. Petersburg: SPbI Devlet İtfaiye Teşkilatı Rusya EMERCOM, 2003. – 48 s.

IV. Eğitim ve materyal desteği

1. Teknik araçlar eğitim: TV, projektör, VCR, DVD oynatıcı, bilgisayar Teknolojisi, etkileşimli tahta.

2. Periyodik element tablosu D.I. Mendeleev, gösteri posterleri, diyagramlar.

V. Dersin metni

GİRİŞ BÖLÜMÜ (5 dk.)

Öğretmen dinleyicilerin (öğrencilerin) varlığını kontrol eder, konuyu, eğitim hedeflerini ve dersin sorularını duyurur.

ANA BÖLÜM (170 dk)

Soru No. 1. Oksijen içeren organik bileşiklerin sınıflandırılması (20 dk).

Tüm bu maddeler (çoğu organik madde gibi) Yangın güvenliği gerekliliklerine ilişkin teknik düzenlemeler 123-FZ Sayılı Federal Kanun Belirli bir konsantrasyonda patlayabilen, patlayıcı bir karışım (hava ve oksitleyicinin yanıcı gazlar veya yanıcı sıvı buharlarla karışımı) oluşturabilen maddeleri ifade eder. (Madde 2. Madde 4). Maddelerin ve malzemelerin yangın ve patlama tehlikesini belirleyen şey budur; yanıcı bir ortam oluşturma yetenekleri; fiziksel ve kimyasal özellikler ve (veya) yangın koşullarındaki davranış (S.29) .

Bu tip bileşiğin özellikleri fonksiyonel grupların varlığı ile belirlenir.

Fonksiyonel grup	İşlevsel grup adı	Bağlantı sınıfı	Bağlantı örnekleri
RÜYA	hidroksil	Alkoller	CH 3 – CH 2 – OH
C=O	karbonil	Aldehitler	CH 3 – C = O ç N
Ketonlar	CH 3 – C – CH 3 ll O
– C = O ç OH	karboksil	karboksilik asitler	CH 3 – C = O ç OH
C – O – C		eterler	CH 3 – O – CH 2 – CH 3
C – C = Ö ç O – C		esterler	C 2 H 5 – C = O ç O – CH 3
S – Ö – Ö – S		peroksit bileşikleri	CH 3 – O – O – CH 3

Oksijen içeren bileşiklerin tüm sınıflarının hidrokarbon oksidasyonunun ürünleri olarak değerlendirilebileceğini görmek kolaydır. Alkollerde, bir oksijen atomuyla birleşmek için dört karbon atomundan yalnızca biri kullanılır ve bu nedenle alkoller en az oksitlenen bileşiklerdir. Daha oksitlenmiş bileşikler aldehitler ve ketonlardır: karbon atomlarının oksijenle iki bağı vardır. En oksitlenmiş karboksilik asitler, Çünkü Moleküllerinde karbon atomu, bir oksijen atomuyla birleşmek için değerlerinden üçünü kullandı.

Oksidasyon işlemi karboksilik asitler üzerinde tamamlanarak oksitleyici maddelere dirençli organik maddelerin oluşumuna yol açar:

alkol D aldehit D karboksilik asit ® CO 2

2. Soru. Alkoller (40 dk)

Alkoller - Molekülleri hidrokarbon radikallerine bağlı bir veya daha fazla hidroksil grubu (-OH) içeren organik bileşikler.

Alkollerin sınıflandırılması

I. Hidroksil gruplarının sayısına bağlı olarak:

II. Hidrokarbon radikalinin doygunluğuna göre:

III. İlgili hidrokarbon radikalinin doğasına göre OH grubu:

Monohidrik alkoller

Doymuş monohidrik alkollerin genel formülü: C n H 2 n +1 OH.

İsimlendirme

Alkol sınıfı için iki olası isim kullanılmaktadır: "alkoller" (Latince "spiritus" - alkollü içkiden) ve "alkoller" (Arapça).

Uluslararası isimlendirmeye göre alkollerin adı, karşılık gelen hidrokarbonun adından bir sonek eklenerek oluşturulur. ol:

CH3OH metanol

C2H5OH etanol vb.

Ana karbon atomu zinciri, hidroksil grubunun bulunduğu en yakın uçtan itibaren numaralandırılır:

5 CH 3 – 4 CH – 3 CH 2 – 2 CH 2 – 1 CH2-OH

4-metilpentanol-2

Alkollerin izomerizmi

Alkollerin yapısı radikalin yapısına ve fonksiyonel grubun konumuna bağlıdır. Homolog alkol serilerinde iki tür izomerizm olabilir: karbon iskeletinin izomerizmi ve fonksiyonel grubun konumunun izomerizmi.

Ayrıca alkollerin üçüncü tip izomerizmi eterlerle sınıflar arası izomerizmdir.

Örneğin, pentanoller (genel formül C5H11OH), belirtilen 3 izomerizm tipinin tümü ile karakterize edilir:

1. İskelet izomerizmi

pentanol-1

CH3 – CH – CH2 – CH2 –OH

3-metilbutanol-1

CH3 – CH2 – CH – CH2 –OH

2-metilbutanol-1

CH 3 – CH – CH 2 – OH

2,2-dimetilpropanol-1

Yukarıdaki pentanol veya amil alkol izomerlerine kısaca "fusel yağları" adı verilir.

2. Hidroksil grubunun pozisyonunun izomerizmi

CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – OH

pentanol-1

CH 3 – CH – CH 2 – CH 2 – CH 2

pentanol-2

CH 3 – CH 2 – CH – CH 2 – CH 2

pentanol-3

3. Sınıflar arası izomerizm

C 2 H 5 – O – C 3 H 7

etilpropil eter

Alkol serisindeki izomerlerin sayısı hızla artıyor: 5 karbon atomlu bir alkolün 8 izomeri, 6 karbon atomlu - 17, 7 karbon atomlu - 39 ve 10 karbon atomlu - 507 izomeri vardır.

Alkol üretme yöntemleri

1. Sentez gazından metanol üretimi

400 0 C, ZnO, Cr203

CO + 2H 2 ¾¾¾¾¾® CH 3 OH

2. Halokarbonların hidrolizi (alkalilerin sulu çözeltilerinde):

CH3 – CH – CH3 + KOH sulu ® CH3 – CH – CH3 + KCl

2-kloropropan propanol-2

3. Alkenlerin hidrasyonu. Reaksiyon V.V.'nin kuralını takip eder. Markovnikova. Katalizör H2S04 ile seyreltilir.

CH 2 = CH 2 + HON ® CH 3 – CH 2 - OH

etilen etanol

CH 2 = CH – CH 3 + HOH ® CH 2 – CH – CH 3

propen propanol-2

4. Karbonil bileşiklerinin (aldehitler ve ketonlar) indirgenmesi.

Aldehitler indirgendiğinde birincil alkoller elde edilir:

CH3 – CH2 – C = O + H2® CH3 – CH2 – CH2 – OH

propanol-1 propanal

Ketonlar azaltıldığında ikincil alkoller elde edilir:

CH 3 – C – CH 3 + H 2 ® CH 3 – CH – CH 3

propanon (aseton) propanol-2

5. Şekerli maddelerin fermantasyonu yoluyla etanol üretimi:

enzimler enzimler

C 12 H 22 O 11 + H 2 O ¾¾¾® 2C 6 H 12 O 6 ¾¾¾® 4C 2 H 5 OH + 4CO 2

sakaroz glikoz etanol

enzimler enzimler

(C 6 H 10 O 5) n + H 2 O ¾¾¾® nC 6 H 12 O 6 ¾¾¾® C 2 H 5 OH + CO 2

selüloz glikoz etanol

Selülozun fermantasyonu ile elde edilen alkole hidrolitik alkol adı verilir ve sadece teknik amaçlarla kullanılır. büyük miktarda içerir zararlı kirlilikler: metanol, asetaldehit ve fusel yağları.

6. Esterlerin hidrolizi

H + veya OH –

CH 3 – C – O– CH 2 – CH 2 –CH 3 + H 2 O ¾¾® CH 3 – C – OH + OH – CH 2 – CH 2 –CH 3

asetik asit asetik propanol-1'in propil esteri

(propil etanoat) asit

7. Esterlerin indirgenmesi

CH 3 – C – O– CH 2 – CH 2 –CH 3 ¾¾® CH 3 – CH 2 – OH + OH – CH 2 – CH 2 –CH 3

asetik asit etanol propanol-1'in propil esteri

(propil etanoat)

Fiziki ozellikleri alkoller

1 ila 12 karbon atomu içeren doymuş alkoller sıvıdır; 13 ila 20 karbon atomu – yağlı (yağ benzeri) maddeler; 21'den fazla karbon atomu katıdır.

Düşük alkollerin (metanol, etanol ve propanol) kendine özgü bir alkol kokusu vardır; bütanol ve pentanol ise tatlı, boğucu bir kokuya sahiptir. 6'dan fazla karbon atomu içeren alkoller kokusuzdur.

Metil, etil ve propil alkoller suda iyi çözünür. Molekül ağırlığı arttıkça alkollerin sudaki çözünürlüğü azalır.

Aynı sayıda karbon atomu içeren hidrokarbonlarla karşılaştırıldığında alkollerin önemli ölçüde daha yüksek kaynama noktası (örneğin, tkaynama (CH4) = – 161 0 C ve tkaynama (CH3OH) = 64,7 0 C) şu şekilde ilişkilidir: alkollerin hidrojen bağları oluşturma yeteneği ve dolayısıyla moleküllerin birleşme yeteneği.

××× H – O ×××H – O ×××H – O ×××R – alkol radikali

Alkol suda çözündüğünde alkol ve su molekülleri arasında da hidrojen bağları oluşur. Bu işlem sonucunda enerji açığa çıkar ve hacim azalır. Yani 52 ml etanol ile 48 ml su karıştırıldığında ortaya çıkan çözeltinin toplam hacmi 100 ml değil sadece 96,3 ml olacaktır.

Yangın tehlikesi buharları oluşabilen saf alkoller (özellikle düşük olanlar) olarak temsil edilir patlayıcı karışımlar ve alkollerin sulu çözeltileri. Alkol konsantrasyonu %25 veya daha fazla olan su içindeki etanolün sulu çözeltileri yanıcı sıvılardır.

Kimyasal özellikler alkoller

Alkollerin kimyasal özellikleri, hidroksil grubunun reaktivitesi ve hidroksil grubuyla ilişkili radikalin yapısı tarafından belirlenir.

1. Hidroksil hidrojen R – O – H reaksiyonları

Alkol moleküllerindeki oksijen atomunun elektronegatifliği nedeniyle kısmi bir yük dağılımı vardır:

Hidrojenin belirli bir hareketliliği vardır ve ikame reaksiyonlarına girme yeteneğine sahiptir.

1.1. İle etkileşimi alkali metaller– alkolatların oluşumu:

2CH 3 – CH – CH 3 + 2Na® 2CH 3 – CH – CH 3 + H 2

propanol-2 sodyum izopropilat

(propanol-2'nin sodyum tuzu)

Alkol tuzları (alkolatlar) katıdır. Alkoller oluşumları sırasında çok zayıf asitler gibi davranırlar.

Alkolatlar kolayca hidrolize edilir:

C2H5OH + NOH® C2H5OH + NaOH

sodyum etoksit

1.2. Karboksilik asitlerle etkileşim (esterifikasyon reaksiyonu) - esterlerin oluşumu:

H 2 SO 4 kons.

CH 3 – CH – OH + HO – C – CH 3 ¾¾® CH 3 – CH – O – C – CH 3 + H 2 O

CH 3 O CH 3 O

asetik asit izopropil asetat

(izopropil eter

asetik asit)

1.3. İnorganik asitlerle etkileşim:

CH 3 – CH – OH + HO –SO 2 OH ® CH 3 – CH – O – SO 2 OH + H 2 O

sülfürik asit izopropil sülfürik asit

(izopropil eter

sülfürik asit)

1.4. Moleküller arası dehidrasyon – eter oluşumu:

H 2 SO 4 konsantrasyonu, t<140 0 C

CH 3 – CH – OH + HO – CH – CH 3 ¾¾¾® CH 3 – CH – O – CH – CH 3 + H 2 O

Kanal 3 Kanal 3 Kanal 3 Kanal 3

diizopropil eter

2. R – OH hidroksil grubunun reaksiyonları

2.1. Hidrojen halojenürlerle etkileşim:

H 2 SO 4 kons.

CH 3 – CH – CH 3 + HCl ¾¾® CH 3 – CH – CH 3 + H 2 O

2-kloropropan

2.2. Fosfor halojen türevleriyle etkileşim:

CH 3 – CH – CH 3 + PCl 5 ¾® CH 3 – CH – CH 3 + POCl 3 + HCl

2-kloropropan

2.3. Molekül içi dehidrasyon - alken üretimi:

H 2 SO 4 konsantrasyonu,t>140 0 C

CH 3 – CH – CH 2 ¾¾¾® CH 3 – CH = CH 2 + H 2 O

½ ½ propen

Asimetrik bir molekülün dehidrasyonu sırasında, hidrojenin eliminasyonu ağırlıklı olarak aşağıdakilerden meydana gelir: en az hidrojenlenmiş karbon atomu ( sabah kuralı Zaitseva).

3. Oksidasyon reaksiyonları.

3.1. Tam oksidasyon – yanma:

C3H7OH + 4.5O2® 3CO2 + 4H20

Kısmi (eksik) oksidasyon.

Oksitleyici maddeler, potasyum permanganat KMn04, potasyum bikromatın sülfürik asit K2Cr207 + H2S04, bakır veya platin katalizörlerle karışımı olabilir.

Birincil alkoller oksitlendiğinde aldehitler oluşur:

CH3 – CH2 – CH2 – OH + [O]® [CH3 – C – OH] ® CH3 – CH2 – C = O + H2O

propanol-1 propanal

Bu alkol vücuda girdiğinde metanolün oksidasyon reaksiyonu, sözde "öldürücü sentez" örneğidir. Metil alkolün kendisi nispeten zararsız madde ancak vücutta oksidasyon sonucu son derece toksik maddelere dönüşür: metanal (formaldehit) ve formik asit. Sonuç olarak 10 gr metanol yutulması görme kaybına, 30 gr ise ölüme yol açmaktadır.

Alkolün bakır (II) oksit ile reaksiyonu, alkoller için kalitatif bir reaksiyon olarak kullanılabilir, çünkü Reaksiyon sonucunda çözeltinin rengi değişir.

CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH + CuO ® CH 3 – CH 2 – C = O + Cu¯ + H 2 O

propanol-1 propanal

İkincil alkollerin kısmi oksidasyonu sonucunda ketonlar oluşur:

CH3 – CH – CH3 + [O]® CH3 – C – CH3 + H2O

propanol-2 propanon

Tersiyer alkoller bu koşullar altında oksitlenmez, ancak daha ağır koşullar altında oksitlendiğinde molekül bölünür ve bir karboksilik asit karışımı oluşur.

Alkol kullanımı

Alkoller mükemmel organik çözücüler olarak kullanılır.

Metanol büyük miktarlarda üretilir ve çeşitli ürünlerin üretimi için bir kaynak olarak boyaların, donmayan karışımların hazırlanmasında kullanılır. polimer malzemeler(formaldehit elde etme). Metanolün oldukça toksik olduğu unutulmamalıdır.

Etil alkol, 900 yılında Mısır'da saf haliyle izole edilen ilk organik maddedir.

Şu anda etanol yüksek tonajlı bir üründür kimyasal endüstri. Sentetik kauçuk, organik boyalar ve ilaç imalatında kullanılır. Ayrıca çevre dostu bir yakıt olarak etil alkol kullanılmaktadır. Etanol alkollü içeceklerin üretiminde kullanılmaktadır.

Etanol vücut üzerinde heyecan verici etkiye sahip bir ilaçtır; uzun süreli ve aşırı kullanımı alkolizme yol açar.

Bütil ve amil alkoller (pentanoller) endüstriyel olarak solvent olarak ve ayrıca esterlerin sentezi için kullanılır. Hepsinin önemli toksisitesi var.

Polihidrik alkoller

Polihidrik alkoller farklı karbon atomlarında iki veya daha fazla hidroksil grubu içerir.

CH 2 – CH 2 CH 2 – CH – CH 2 CH 2 – CH – CH – CH – CH 2

ç ç ç ç ç ç ç ç ç ç

OH OH OH OH OH OH OH OH

etandiol-1,2 propanetriol-1,2,3 pentanepentol-1,2,3,4,5

(etilen glikol) (gliserin) (ksilitol)

Polihidrik alkollerin fiziksel özellikleri

Etilen glikol (“glikoller”, dihidrik alkollerin genel adıdır) renksiz, viskoz bir sıvıdır, suda ve birçok organik çözücüde çözünür.

Gliserin en önemli trihidrik alkoldür; renksiz, kalın, suda yüksek oranda çözünür bir sıvıdır. Gliserin, İsveçli kimyager K Scheele tarafından keşfedildikten sonra 1779'dan beri bilinmektedir.

4 veya daha fazla karbon atomu içeren polihidrik alkoller katıdır.

Bir molekülde ne kadar çok hidroksil grubu varsa suda o kadar iyi çözünür ve kaynama noktası da o kadar yüksek olur. Ayrıca tatlı bir tat ortaya çıkar ve bir maddede ne kadar çok hidroksil grubu varsa o kadar tatlı olur.

Ksilitol ve sorbitol gibi maddeler şeker yerine kullanılır:

CH 2 – CH – CH – CH – CH 2 CH 2 – CH – CH – CH – CH – CH 2

ç ç ç ç ç ç ç ç ç ç ç

OH OH OH OH OH OH OH OH OH

ksilitol sorbitol

Hekzahidrik alkol “inositol”ün tadı da tatlıdır. İnositol baklagillerde, böbreklerde, karaciğerde ve kaslarda bulunur. İnositolün glikoz ile ortak bir formülü vardır:

AMA –NS CH – OH

HO – HC CH – OH C6H1206.

siklohekzanheksol

Polihidrik alkol üretme yöntemleri

1. Alkenlerin eksik oksidasyonu

Potasyum permanganat KMnO 4 çözeltisi ile kısmi oksidasyon.

1.1. Etilen oksidasyonu

CH 2 = CH 2 + [O]+ HON ® CH 2 – CH 2

etilen ½ ½

etandiol-1,2

(EtilenGlikol)

1.2. Propen oksidasyonu

CH 2 = CH – CH 3 + [O]+ HON ® CH 2 – CH – CH 2

propen ½ ½ ½

propantriol-1,2,3,

(gliserol)

2. Bitkisel ve hayvansal yağların sabunlaştırılması

Gliserin, sabun endüstrisinde yağlar işlenirken yan ürün olarak elde edilir.

CH – O – OS – C 17 H 35 + 3NaOH® CH – OH + 3 C 17 H 35 COONa

CH 2 – O – OS – C 17 H 35 CH 2 – OH

trigliserit gliserol sodyum stearat

stearik asit (sabun)

Polihidrik alkollerin kimyasal özellikleri

Polihidrik alkollerin kimyasal özellikleri birçok yönden monohidrik alkollerin özelliklerine benzer.

1. Aktif metallerle etkileşim

CH 2 – OH CH 2 – ONa

ç + 2Na®ç + H 2

CH 2 – OH CH 2 – ONa

etilen glikol etilen glikolün sodyum tuzu

2. Mineral asitlerle esterlerin oluşumu

CH 2 – OH + HO – NO 2 CH 2 – O– NO 2

CH – OH + HO – NO 2 ® CH – O – NO 2 + 3H 2 O

CH 2 – OH + HO – NO 2 CH 2 – O– NO 2

gliserol nitrojen trinitrogliserin

Trinitrogliserin en güçlü patlayıcılardan biridir; darbe, şok, patlama veya kendi kendine ayrışma sonucu patlar. Trinitrogliserin ile çalışırken güvenliği artırmak amacıyla pratik kullanım için, trinitrogliserin'e dönüştürülür. dinamit(trinitrogliserin - infüzör toprağı, odun unu vb. ile emprenye edilmiş gözenekli malzemeler).

3. Bakır (II) hidroksit ile etkileşim – gliserole kalitatif reaksiyon

CH 2 – OH CH 2 – O m H / O – CH 2

2 CH – OH + Cu(OH) 2 ® CH – O / H2O – CH

CH 2 – OH CH 2 – OH HO – CH 2

bakır digliserat

(parlak mavi renk)

4. Akrolein oluşturmak için gliserolün dehidrasyonu

C 3 H 8 O 3 ® CH 2 = CH – C = O + 2H 2 O

gliserin ç

akrolein (yağlar kavrulduğunda boğucu koku)

5. Oksidasyon reaksiyonları

Etilen glikol ve gliserin, güçlü oksitleyici maddelerle (potasyum permanganat KMnO 4, krom (VI) oksit CrO 3) etkileşime girdiğinde kendiliğinden yanmaya eğilimlidir.

5C 3 H 8 O 3 + 14KMnO 4 + 21H 2 SO 4 ® 15CO 2 + 14MnSO 4 + 7K 2 SO 4 + 41H 2 O

Polihidrik alkollerin uygulanması

Antifriz sıvılarının yapımında etilen glikol ve gliserin kullanılır. Böylece, %50'lik sulu bir gliserin çözeltisi yalnızca -34 0 C'de donar ve 6 kısım etilen glikol ve 1 kısım sudan oluşan bir çözelti -49 0 C sıcaklıkta donar.

Propilen glikol CH3 – CH(OH) – CH2 – CH2OH, su içermeyen köpükler üretmek için kullanılır (bu tür köpükler daha stabildir) ve aynı zamanda ayrılmaz parça bronzlaşma kremleri.

Etilen glikol lavsan lifi üretmek için, gliserin ise gliftal reçineler üretmek için kullanılır.

Gliserin parfüm, tıp ve gıda endüstrilerinde büyük miktarlarda kullanılmaktadır.

Fenoller

Fenoller- OH- hidroksil grubunun benzen halkasının karbon atomuna doğrudan bağlandığı aromatik hidrokarbon türevleri.

Hidroksil grubu aromatik bir radikale (fenil) bağlanır. Benzen halkasının p-elektronları, OH grubunun oksijen atomunun yalnız elektronlarını sistemlerine dahil eder, bunun sonucunda hidroksil grubunun hidrojeni, alifatik alkollere göre daha hareketli hale gelir.

Fiziki ozellikleri

En basit temsilcisi olan fenol, karakteristik bir kokuya sahip, renksiz kristal bir maddedir (erime noktası 42 0 C). Fenolün önemsiz adı karbolik asittir.

Monohidrik fenoller suda az çözünür; hidroksil gruplarının sayısı arttıkça sudaki çözünürlük artar. Fenol, 60 0 C sıcaklıkta suda sınırsız olarak çözünür.

Tüm fenoller oldukça toksiktir. Fenol ciltle teması halinde yanıklara neden olur.

Fenol üretme yöntemleri

1. Kömür katranından ekstraksiyon

Bu en önemlisi teknik yöntem fenol elde etmek. Koklaştırma sırasında elde edilen kömür katranı fraksiyonlarının kömür nötralizasyon için alkalilerle ve daha sonra asitlerle işlenir.

2. Benzen halojen türevlerinden hazırlama

C6H5Cl + NaOH kons. aq. çözüm ® C 6 H 5 OH + NaCl

klorobenzenfenol

Fenollerin kimyasal özellikleri

1. Hidroksil hidrojen C6H5 – O – H içeren reaksiyonlar

1.1. Aktif metallerle etkileşim

2C 6 H 5 OH + 2Na® 2C 6 H 5 ONa + H 2

fenol fenolat

Sodyum tuzu)

1.2. Alkalilerle etkileşim

Fenol, monohidrik alkollerden daha güçlü bir asittir ve bu nedenle, ikincisinden farklı olarak fenol, alkali çözeltilerle reaksiyona girer:

C 6 H 5 OH + NaOH ® C 6 H 5 ONa + H 2 O

fenol fenolat

Fenol, karbonik asit H2C03'ten (yaklaşık 300 kat) veya hidrosülfit asit H2S'den daha zayıf bir asittir, bu nedenle fenolatlar zayıf asitler tarafından ayrıştırılır:

C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 ® C 6 H 5 OH + NaHCO 3

1.3. Eterlerin ve esterlerin oluşumu

H 2 SO 4 kons.

C 6 H 5 OH + HO – C 2 H 5 ¾¾¾®C 6 H 5 O – C 2 H 5 + H 2 O

2. Benzen halkasını içeren reaksiyonlar

Fenol ısıtma olmadan Ve katalizörler olmadan Hidrojen atomlarının ikame reaksiyonlarına kuvvetli bir şekilde girer ve neredeyse her zaman üçlü ikame edilmiş türevler oluşur.

2.1. Bromlu su ile etkileşim - fenole kalitatif reaksiyon

2.2. Nitrik asit ile etkileşim

Pikrik asit sarı kristalli bir maddedir. Dikkatlice ısıtıldığında 122 0 C sıcaklıkta erir, hızlı ısıtıldığında ise patlar. Pikrik asit tuzları (pikratlar) çarpma ve sürtünme sonucu patlar.

3. Formaldehit ile polikondensasyon reaksiyonu

Fenolün formaldehit ile reçineli ürünlerin oluşumu ile etkileşimi 1872'de Bayer tarafından incelenmiştir. Bu reaksiyon çok daha sonra geniş pratik uygulama alanı buldu - 20. yüzyılın 20'li ve 30'lu yıllarında, birçok ülkede bakalitler fenol ve formaldehitten hazırlanmaya başladığında.

4. Demir klorür ile renk reaksiyonu

Tüm fenoller ferrik klorür FeCl3 ile etkileşime girdiğinde renkli bileşikler oluşturur; monohidrik fenoller menekşe rengi verir veya mavi renkli. Bu reaksiyon fenole karşı kalitatif bir reaksiyon görevi görebilir.

Fenollerin uygulanması

Fenoller, fenolleri ve türevlerini dezenfektan ve antiseptik olarak kullanarak tıpta kullanılan birçok mikroorganizmayı öldürür. Fenol (karbolik asit), 1867'de Lister tarafından cerrahiye tanıtılan ilk antiseptikti. Fenollerin antiseptik özellikleri proteinleri pıhtılaştırma yeteneklerine dayanmaktadır.

“Fenol katsayısı”, belirli bir maddenin antiseptik etkisinin, birim başına alınan fenolün etkisinden kaç kat daha fazla (veya daha az) olduğunu gösteren bir sayıdır. Benzen homologları - kresoller - fenolün kendisinden daha güçlü bir bakteri yok edici etkiye sahiptir.

Fenol, fenol-formaldehit reçineleri, boyalar, pikrik asit üretmek için kullanılır ve ayrıca salisilatlar, aspirin ve diğerleri gibi ilaçlar da ondan elde edilir.

Diatomik fenollerin en iyi bilinen türevlerinden biri adrenalindir. Adrenalin, adrenal bezlerde üretilen ve kasılma özelliğine sahip bir hormondur. kan damarları. Genellikle hemostatik bir ajan olarak kullanılır

3. Soru. Alkol eterleri (20 dk)

Eterler iki hidrokarbon radikalinin bir oksijen atomu ile bağlandığı organik bileşiklerdir. Eterler, alkol hidroksildeki hidrojen atomunun bir radikalle değiştirilmesinin ürünleri olarak düşünülebilir:

R – O – H ® R – O – R /

Eterlerin genel formülü C n H 2 n +2 O.

Bir eter molekülündeki radikaller, örneğin CH3 – O – CH3 eterde aynı veya örneğin CH3 – O – C3H7 eterde farklı olabilir. Farklı radikallere sahip bir etere karışık denir.

Eterlerin isimlendirilmesi

Esterler genellikle kendilerinin parçası olan radikallere göre adlandırılır (rasyonel isimlendirme).

Uluslararası terminolojiye göre eterler, hidrojen atomunun değiştirildiği hidrokarbon türevleri olarak tanımlanır. alkoksi grubu(RO –), örneğin metoksi grubu CH3O –, etoksi grubu C2H5O –, vb.

Eter izomerizmi

1. Eterlerin izomerizmi, oksijenle ilişkili radikallerin izomerizmi ile belirlenir.

CH3 – O – CH2 – CH2 – CH3 metilpropil eter

C 2 H 5 – O – C 2 H 5 dietil eter

CH3 - O – CH – CH3 metil izopropil eter

2. Eterlerin sınıflar arası izomerleri monohidrik alkollerdir.

CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – OH

butanol-1

Eterlerin fiziksel özellikleri

Dimetil ve metil etil eterler normal koşullar altında gaz halindeki maddelerdir.

Dietil eterden başlayarak, bu sınıftaki maddeler renksiz, oldukça hareketli, karakteristik bir kokuya sahip sıvılardır.

Eterler sudan daha hafiftir ve suda neredeyse çözünmezler. Moleküller arasında hidrojen bağlarının bulunmaması nedeniyle eterler, karşılık gelen alkollerden daha düşük bir sıcaklıkta kaynar.

Eterler organik çözücülerde kolayca çözünür ve birçok maddeyi kendiliğinden çözer.

Bu sınıfın en yaygın bileşiği dietil eter C 2 H 5 – O – C 2 H 5, ilk olarak 16. yüzyılda Cordus tarafından elde edildi. Genellikle “sülfürik eter” olarak adlandırılır. 18. yüzyılda alınan bu isim, eter üretme yöntemiyle ilişkilidir: etil alkolün sülfürik asit ile etkileşimi.

Dietil eter, güçlü karakteristik bir kokuya sahip, renksiz, çok hareketli bir sıvıdır. Bu madde son derece patlayıcıdır ve yangın tehlikesi taşır. Dietil eterin kaynama noktası 34.6 0 C, donma noktası 117 0 C'dir. Eter suda çok az çözünür (1 hacim eter 10 hacim suda çözünür). Eter sudan daha hafiftir (yoğunluk 714 g/l). Dietil eter elektrifikasyona eğilimlidir: eterin aktarımı sırasında statik elektrik deşarjları meydana gelebilir ve eterin tutuşmasına neden olabilir. Dietil eter buharı havadan 2,5 kat daha ağırdır ve onunla patlayıcı karışımlar oluşturur. Alev yayılımının konsantrasyon limitleri (CPL) %1,7 – 49.

Eter buharları yanma özelliğini korurken önemli mesafelere yayılabilir. Eter ile çalışırken temel önlemler – bu, elektrikli ocaklar da dahil olmak üzere açık ateşten ve yüksek derecede ısıtılmış cihaz ve yüzeylerden uzaklaştırılmasıdır.

Eterin parlama noktası 45 0 C, kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 164 0 C'dir. Yandığında eter mavimsi bir alevle yanarak büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Eterin alevi hızla artar çünkü üst katman hızla kaynama noktasına kadar ısınır. Yanarken eter derinlemesine ısınır. Isıtılan tabakanın büyüme hızı 45 cm/saat, serbest yüzeyden yanma hızı ise 30 cm/saattir.

Dietil eter, güçlü oksitleyici maddelerle (KMnO 4, CrO 3, halojenler) temas ettiğinde kendiliğinden tutuşur. Ayrıca dietil eter atmosferik oksijenle temas ettiğinde son derece patlayıcı maddeler olan peroksit bileşikleri oluşturabilir.

Eterleri hazırlama yöntemleri

1. Alkollerin moleküller arası dehidrasyonu

H 2 SO 4 kons.

C 2 H 5 – OH + HO – C 2 H 5 ¾¾¾® C 2 H 5 – O – C 2 H 5 + H 2 O

etanol dietil eter

Eterlerin kimyasal özellikleri

1. Eterler, kimyasal reaksiyonlara yatkın olmayan oldukça atıl maddelerdir. Ancak konsantre asitlere maruz kaldıklarında ayrışırlar.

C 2 H 5 – O – C 2 H 5 + HI kons. ® C 2 H 5 OH + C 2 H 5 I

dietil etanol iyodoetan

2. Oksidasyon reaksiyonları

2.1.Tam oksidasyon - yanma:

C 4 H 10 O + 6 (O 2 + 3,76N 2) ® 4CO 2 + 5H 2 O + 6 × 3,76N 2

2.2. Eksik oksidasyon

Özellikle ışık altında dururken, oksijenin etkisi altındaki eter oksitlenir ve ayrışır, toksik ve patlayıcı ürünler - peroksit bileşikleri ve bunların daha fazla ayrışmasının ürünleri oluşur.

O – C – CH 3

C 2 H 5 – O – C 2 H 5 + 3[O] ® ½

O – C – CH 3

hidroksietil peroksit

Eterlerin uygulanması

Dietil eter iyidir organik çözücü. Çeşitli çıkarmak için kullanılır yararlı maddeler bitkilerden, kumaş temizliğinde, barut ve suni elyaf üretiminde.

Tıpta eter genel anestezi için kullanılır. Eter ilk kez 1842 yılında Amerikalı doktor Jackson tarafından yapılan cerrahi operasyon sırasında bu amaçla kullanıldı. Rus cerrah N.I. bu yöntemin tanıtılması için tutkuyla mücadele etti. Pirogov.

4. Soru. Karbonil bileşikleri (30 dk)

Aldehitler ve ketonlar- Molekülleri bir veya daha fazla C = O karbonil grubu içeren hidrokarbon türevleri.

Aldehitler	Ketonlar
Aldehitler bir radikale ve bir hidrojen atomuna bağlı bir karbonil grubu içerir - C = O ½ H	Ketonlar iki radikale bağlı bir karbonil grubu içerir – C – II O
Karbonil bileşiklerinin genel formülü CnH2nO'dur
Karbonil bileşiklerinin isimlendirilmesi
"Aldehitler" adı, bu bileşiklerin hazırlanmasına yönelik genel yöntemden gelir: alkolün dehidrojenasyonu, yani. ondan hidrojeni uzaklaştırmak. IUPAC isimlendirmesine göre aldehitlerin adı, karşılık gelen hidrokarbonların adlarından türetilir ve onlara "al" son eki eklenir. Zincir numaralandırması aldehit grubundan başlar.	IUPAC isimlendirmesine göre ketonların adı, karşılık gelen hidrokarbonların adlarından türetilir ve onlara "on" son eki eklenir. Numaralandırma, zincirin karbonile en yakın ucundan itibaren yapılır. Keton serisinin ilk temsilcisi 3 karbon atomu içerir.
H – C = O metanal ½ (formaldehit, H formaldehit) CH 3 – C = O etanal ½ (asetik aldehit, H asetaldehit) 5 4 3 2 1 CH 3 – CH – CH 2 – CH 2 – C = O ½ ½ CH 3H 4-metilpentanal	CH3 – C – CH3 propanon II (aseton) O 6 5 4 3 2 1 CH3 – CH2 – CH – CH2 – C – CH3 ½ II CH3O 4-metilheksanon-2
Doymamış bileşiklerin izomerizmi
1. Karbon zinciri izomerizmi
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C = O ½ heksanal H CH 3 – CH – CH – C = O ½ ½ ½ CH3 CH3H 2,3-dimetilbutanal	CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C – CH3ll heptanon-2 O CH3 – CH2 – CH – C – CH3 ½ II C2H50 3-etilpentanon-2
	2. Karbonil grubunun pozisyonunun izomerizmi
	CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – C – CH 3 ll heptanon-2 O CH 3 – CH 2 – CH 2 – C – CH 2 – CH 2 – CH 3 ll heptanon-4 O
3. Aldehitler ve ketonlar sınıflar arası izomerlerdir
Karbonil bileşiklerinin fiziksel özellikleri
Normal koşullar altında formaldehit (metanal), suda oldukça çözünür, keskin, hoş olmayan "keskin" bir kokuya sahip bir gazdır. Formaldehitin sudaki %40'lık çözeltisine formalin adı verilir. Asetaldehit (etanal) uçucu, yanıcı bir sıvıdır. Kaynama noktası 20,2 0 C, parlama noktası -33 0 C'dir. Yüksek konsantrasyonlarda hoş olmayan, boğucu bir kokuya sahiptir; küçük konsantrasyonlarda hoş bir elma kokusuna sahiptir (küçük miktarlarda içerir). Asetaldehit su, alkol ve diğer birçok organik çözücüde oldukça çözünür.	En basit keton olan propanon (aseton) yanıcı bir sıvıdır. Sonraki temsilciler de sıvıdır. Daha yüksek alifatik (> 10 C atomu) ve aromatik ketonlar katılardır. Aseton var düşük sıcaklık kaynama noktası 56.1 0 C ve parlama noktası -20 0 C. En basit ketonlar suyla karıştırılır. Asetonun sulu çözeltileri de tehlikelidir. Dolayısıyla sudaki %10'luk bir çözeltinin parlama noktası 11 0 C'dir. Tüm ketonlar alkol ve eterde yüksek oranda çözünür. En basit ketonların karakteristik bir kokusu vardır; orta homologların naneyi anımsatan oldukça hoş bir kokusu vardır.
Karbonil bileşiklerini üretme yöntemleri
1. Alkollerin kısmi (eksik) oksidasyonunun reaksiyonları
Birincil alkoller oksidasyon sonrasında aldehitleri verir: CH3 – CH2 – CH2 – OH + [O]® H2O + propanol-1 + CH3 – CH2 – C = O propanal ½ H	Oksidasyon sonucunda ikincil alkoller ketonlar oluşturur: CH3 – CH – CH2 –CH3 + [O]® H2O + ½ OH + CH3 – C – CH2 – CH3 butanol-2 II O butanon-2
2. Alkinlerin hidrasyonu (Kucherov reaksiyonu)
Aldehit yalnızca asetilenin hidrasyonuyla elde edilir; diğer tüm durumlarda ketonlar oluşur. Hg 2+ CH ° CH + HON ® CH 3 – C = O + H 2 O asetilen ½ H etanal	Hg 2+ CH° C – CH2 – CH3 + NOH® H2O + butin-1 + CH3 – C – CH2 – CH3llO butanon-2
3. Dihalojen türevlerinin hidrolizi. (Halojen atomları aynı karbon atomunda bulunur.) Reaksiyon sulu bir alkali çözeltisinde gerçekleşir.
Cl ½ CH3 – CH2 – CH + 2KOH sulu ® Cl 1,1-dikloropropan ® 2KCl + CH3 – CH2 – C = O + H2O ½ H propanal	Cl ½ CH3 – CH2 – C – CH3 + 2KOH sulu ® ½ Cl 2,2-diklorobütan ® 2KCl + CH3 – CH2 – C – CH3 + H2OllO bütanon-2
4. Karboksilik asitlerin azaltılması
CH 3 – CH 2 – C = O + H 2 ® ½ OH propanoik asit ® H 2 O + CH 3 – CH 2 – C = O ½ H propanal
Karbonil bileşiklerinin kimyasal özellikleri
Aldehitler kimyasal olarak ketonlardan daha aktiftir ve daha reaktiftir. Bir karbonil grubuyla ilişkili radikaller, pozitif indüktif etki olarak adlandırılan etkiye sahiptir: radikalin diğer gruplarla elektron bağ yoğunluğunu arttırırlar; sanki karbonil karbon atomunun pozitif yükünü söndürüyorlar. Sonuç olarak karbonil bileşikleri kimyasal aktivitelerindeki azalmaya göre şu seride düzenlenebilmektedir: H – C d + – H > H 3 C ® C d + – H > H 3 C ® C d + CH 3 II II II O d - O d - O d - (formüllerdeki düz oklar, karbonil grubunun pozitif yüklü karbon atomunun söndürülmesini sağlayan elektronların kaymasını gösterir).
1. Çift bağ bölünmesi bölgesindeki katılma reaksiyonları >C = O. İndirgenme reaksiyonları.
CH 3 – CH 2 – C = O + H 2 ® ½ N propanal ® CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH (propanol-1)	CH3 – CH2 – C – CH3 + H2® II O bütanon-2 ® CH3 – CH2 – CH – CH3 ½ OH bütanol-2
2. Oksidasyon reaksiyonları
2.1. Tam oksidasyon - yanma
C 3 H 6 O + 4 O 2 ® 3 CO 2 + 3 H 2 O	C 4 H 8 O + 5,5 O 2 ® 4CO 2 + 4H 2 O
2.2. Kısmi (eksik) oksidasyon
Gümüş oksit (“gümüş ayna reaksiyonu”) ve bakır (II) hidroksit ile oksidasyon reaksiyonları aldehitlere verilen kalitatif reaksiyonlardır. NH 3, t CH 3 – CH 2 – C = O + Ag 2 O ¾¾® ½ N propanal ¾¾®2Ag¯ + CH 3 – CH 2 – C = O ½ OH propanoik asit Bu durumda gümüş çökeltisi çöker. CH 3 – CH 2 – C = O + 2Cu(OH) 2 ® ½ H propanal ® Cu 2 O + CH 3 – CH 2 – C = O + H 2 O ½ OH propanoik asit Bakır hidroksitin mavi çökeltisi, azot oksit bakırın kırmızı çökeltisi	Ketonların oksidasyonu yalnızca güçlü oksitleyici maddelerle (krom karışımı, KMnO 4) çok zordur, bu da bir asit karışımının oluşmasına neden olur: t CH3 – CH2 – C – CH3 + [O] ® II O bütanon- 2 ® 2CH3 – C = O ½ OH asetik (etanoik) asit veya ® CH 3 – CH 2 – C = O + H – C = O ½ ½ OH OH propanoik formik asit (metanoik asit)
Güçlü oksitleyici maddelerle (KMnO 4, CrO 3, HNO 3 kons., H 2 SO 4 kons.) temas ettiğinde aldehitler ve ketonlar kendiliğinden tutuşur.
3. Radikallerdeki dönüşümlerin neden olduğu reaksiyonlar. Radikallerdeki hidrojenin halojenlerle değiştirilmesi
CH 3 – C = O + Cl 2 ® HCl + CH 2 Cl – C = O ½ ½ H Н etanal kloroasetik aldehit Metanal klorlandığında zehirli gaz fosgen oluşur: H – C = O + 2Сl 2 ®Cl – C = O + 2НCl ½½ HCl fosgen	CH 3 – C – CH 3 + Br 2 ® HBr + CH 3 – C – CH 2 Br II II O O aseton bromoaseton Bromoaseton ve kloroaseton gözyaşına karşı kimyasal savaş maddeleridir ( gözyaşı dökücüler).
Karbonil bileşiklerinin uygulanması
Formaldehit endüstride fenol-formaldehit ve üre polimerlerinin, organik boyaların, yapıştırıcıların, verniklerin üretiminde ve deri endüstrisinde kullanılır. Tıbbi uygulamada sulu bir çözelti (formalin) formundaki formaldehit kullanılır. Asetaldehit, asetik asit, polimer malzemeler, ilaçlar ve esterlerin üretimi için başlangıç ​​malzemesidir.	Aseton bir dizi organik maddeyi (örneğin vernikler, nitroselüloz vb.) çok iyi çözer ve bu nedenle büyük miktarlarda çözücü olarak kullanılır (dumansız toz, suni ipek, boya, film üretimi). Aseton, sentetik kauçuk üretimi için hammadde görevi görür. Ekstraksiyon için saf aseton kullanılır Gıda Ürünleri, vitaminler ve ilaçlar ve ayrıca asetilenin depolanması ve taşınması için bir çözücü olarak.

5. Soru. Karboksilik asitler (30 dk)

Karboksilik asitler bir veya daha fazla karboksil grubu içeren hidrokarbonların türevleri olarak adlandırılır - C = O.

Karboksil grubu, karbonil ve hidroksil gruplarının bir kombinasyonudur: – C = O + – C – ® – C = O.

karbon sıfır + hidro ksil® karboksil.

Karboksilik asitler aldehitlerin oksidasyonunun ürünleridir ve bunlar da alkollerin oksidasyonunun ürünleridir. Asitlerde oksidasyon işlemi (karbon iskeletinin korunmasıyla) aşağıdaki seride tamamlanır:

hidrokarbon ® alkol ® aldehit ® karboksilik asit.

İlgili bilgi.

Alkoller– fonksiyonel bir grup içeren hidrokarbon türevleri O(hidroksil). Bir OH grubu içeren alkollere denir tek atomlu, ve birkaç OH grubuna sahip alkoller - çok atomlu.

Bazı yaygın alkollerin isimleri tabloda verilmiştir. 9.

Alkoller yapılarına göre sınıflandırılır birincil ikincil Ve üçüncül, OH grubunun hangi karbon atomunun (birincil, ikincil veya üçüncül) bulunduğuna bağlı olarak:

Monohidrik alkoller, suda çözünebilen renksiz sıvılardır (Cl2H25OH'ye kadar). En basit alkol metanol CH3OH son derece zehirlidir. Artışla molar kütle Alkollerin kaynama noktası artar.

Sıvı monohidrik alkollerin ROH molekülleri hidrojen bağları yoluyla ilişkilidir:

(bu bağlar saf sudaki hidrojen bağlarına benzer).

ROH molekülleri suda çözündüğünde su molekülleriyle hidrojen bağları oluşturur:

ROH alkollerinin sulu çözeltileri nötrdür; başka bir deyişle, alkoller pratik olarak sulu bir çözelti içinde asidik veya bazik olarak ayrışmazlar.

Monohidrik alkollerin kimyasal özellikleri, içlerindeki OH fonksiyonel grubunun varlığına bağlıdır.

Alkollerdeki OH grubunun hidrojeni bir metal ile değiştirilebilir:

Etanolatlar ve diğer alkollerin türevleri (alkoller) kolayca hidrolize edilir:

Alkollerdeki OH grubu Cl veya Br ile değiştirilebilir:

Alkoller su giderici maddelere, örneğin konsantre H2S04'e maruz bırakıldığında, moleküller arası dehidrasyon:

Reaksiyon ürünü - dietil eter(C 2 H 5) 2 O - sınıfa aittir eterler.

Daha ağır koşullarda dehidrasyon meydana gelir. moleküliçi ve karşılık gelen alken oluşur:

Polihidrik alkoller Di ve trihidrik alkollerin en basit temsilcilerinin örneğine bakalım:

Oda sıcaklığında kaynama noktaları sırasıyla 198 ve 290 °C olan renksiz viskoz sıvılardır ve suyla süresiz olarak karışabilirler. Etilen glikol zehirlidir.

Polihidrik alkollerin kimyasal özellikleri ROH alkollerinkine benzer. Böylece etilen glikolde bir veya iki OH grubu halojenle değiştirilebilir:

Polihidrik alkollerin asidik özellikleri, (monohidrik alkollerden farklı olarak), OH grubunun hidrojeninin, yalnızca metallerin değil aynı zamanda metal hidroksitlerin etkisi altında bir metal ile değiştirilmesiyle ortaya çıkar:

(Bakır glikolat formülündeki oklar, verici-alıcı mekanizmasına göre bakır - oksijen kovalent bağlarının oluşumunu gösterir).

Gliserol, bakır (II) hidroksit ile benzer şekilde reaksiyona girer:

Parlak mavi bir renge sahip olan bakır (II) glikolat ve gliserat, yüksek kaliteye izin verir. bulmak polihidrik alkoller.

Fiş monohidrik alkoller endüstri– katalizörlerin (H2SO4, Al2O3) varlığında alkenlerin hidrasyonu ve simetrik olmayan alkenlere su eklenmesi Markovnikov kuralına göre gerçekleşir:

(ikincil alkol üretme yöntemi) veya bir kobalt katalizörü varlığında alkenlere CO ve H2 eklenmesi (işlem denir) hidroforgilasyon):

(elde etme yöntemi birincil alkol).

İÇİNDE laboratuvarlar(ve bazen endüstri) alkoller, halojenlenmiş hidrokarbonların ısıtıldığında suyla veya sulu bir alkali çözeltiyle reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:

Etanol C 2 H 5 OH ayrıca şu durumlarda oluşur: alkol fermantasyonu glikoz gibi şekerli maddeler:

Etilen glikol iki aşamalı bir süreçte üretilir:

A) etilen oksidasyonu:

B) etilen oksit hidrasyonu:

Gliserol daha önce yağların sabunlaştırılmasıyla elde ediliyordu (bkz. 20.3), modern üç aşamalı yöntem propenin kademeli oksidasyonudur (yalnızca işlem şeması verilmiştir):

Alkoller organik sentezlerde hammadde olarak, solvent olarak (vernikler, boyalar vb. için), ayrıca kağıt, baskı, parfüm, ilaç ve gıda endüstrilerinde kullanılır.

Eterler- iki hidrokarbon radikali arasında köprü oluşturan bir oksijen atomu - O- içeren bir organik bileşik sınıfı: R - O-R". En ünlü ve yaygın olarak kullanılan eter, dietil eter C 2 H 5 -O – C 2 H 5. Karakteristik ("eterik") bir kokuya sahip, renksiz, oldukça hareketli bir sıvı; laboratuvar uygulamasında buna basitçe eter denir. Suyla hemen hemen karışmaz, kaynama noktası = 34,51 °C. Eter buharı havada tutuşur. Dietil eter, etanolün moleküller arası dehidrasyonuyla elde edilir (yukarıya bakın), ana kullanım alanı bir çözücüdür.

Fenoller OH grubunun doğrudan benzen halkasına bağlandığı alkollerdir. En basit temsilci fenol C6H5-OH. Güçlü bir kokuya sahip beyaz (ışıkta pembeye dönen) kristaller, t pl = 41 °C. Cilt yanıklarına neden olur ve zehirlidir.

Fenol, asiklik alkollerden önemli ölçüde daha yüksek asitlik ile karakterize edilir. Sonuç olarak sulu bir çözeltideki fenol, sodyum hidroksit ile kolayca reaksiyona girer:

Bu nedenle fenolün önemsiz adı - Karbolik asit.

Fenoldeki OH grubunun hiçbir zaman başka bir grup veya atomla değiştirilmediğine dikkat edin. daha mobil benzen halkasının hidrojen atomları. Böylece fenol, su ve nitrik asitteki brom ile kolayca reaksiyona girerek sırasıyla 2,4,6-tribromofenol (I) ve 2,4,6-trinitrofenol oluşturur. (II, geleneksel isim - pikrik asit):

Fenol endüstri Klorobenzenin bir sodyum hidroksit çözeltisi ile basınç altında 250 °C'de ısıtılmasıyla elde edilir:

Fenol, plastik ve reçine üretiminde hammadde, boya, vernik ve ilaç endüstrilerinde ara ürün olarak ve dezenfektan olarak kullanılmaktadır.

10.2. Aldehitler ve ketonlar

Aldehitler ve ketonlar– bunlar fonksiyonel bir karbonil grubu içeren hidrokarbon türevleridir CO. Aldehitlerde karbonil grubu bir hidrojen atomu ve bir radikalle, ketonlarda ise iki radikalle ilişkilidir.

Genel formüller:

Bu sınıflara ait ortak maddelerin adları tabloda verilmiştir. 10.

Metanal, keskin, boğucu bir kokuya sahip, suda oldukça çözünür (%40'lık bir çözeltinin geleneksel adıdır) renksiz bir gazdır. formalin), zehirli. Homolog aldehit serisinin sonraki üyeleri sıvılar ve katılardır.

En basit keton, daha iyi bilinen propanon-2'dir. aseton, oda sıcaklığında – meyvemsi kokulu renksiz sıvı, kaynama noktası = 56,24 °C. Suyla iyice karışır.

Aldehitlerin ve ketonların kimyasal özellikleri, CO karbonil grubunun varlığına bağlıdır; katılma, oksidasyon ve yoğunlaşma reaksiyonlarına kolaylıkla girerler.

Sonuç olarak katılım hidrojene aldehitler oluşur birincil alkoller:

Hidrojen ile indirgendiğinde ketonlar oluşur ikincil alkoller:

Reaksiyon katılım Reaksiyon ürünü suda az çözünür olduğundan, aldehitlerin izolasyonu ve saflaştırılması için sodyum hidrosülfit kullanılır:

(bu tür ürünler seyreltik asitlerin etkisiyle aldehitlere dönüştürülür).

Oksidasyon aldehitler atmosferik oksijenin etkisi altında kolayca geçer (ürünler karşılık gelen karboksilik asitlerdir). Ketonlar oksidasyona karşı nispeten dirençlidir.

Aldehitler reaksiyonlara katılabilir yoğunlaşma. Böylece formaldehitin fenol ile yoğunlaşması iki aşamada gerçekleşir. İlk önce aynı anda hem fenol hem de alkol olan bir ara ürün oluşur:

Ara ürün daha sonra ürünü üretmek için başka bir fenol molekülüyle reaksiyona girer. çoklu yoğunlaşma -fenol formaldehit reçinesi:

Kalitatif reaksiyon aldehit grubu üzerinde - “gümüş ayna” reaksiyonu, yani C(H)O grubunun amonyak hidrat varlığında gümüş (I) oksit ile oksidasyonu:

Cu(OH)2 ile reaksiyon benzer şekilde ilerler, ısıtıldığında kırmızı bir bakır (I) oksit Cu20 çökeltisi belirir.

Fiş: Aldehitler ve ketonlar için genel yöntem – dehidrojenasyon Alkollerin (oksidasyonu). Hidrojen giderirken öncelik alkoller elde edilir aldehitler ve ikincil alkollerin dehidrojenasyonu sırasında – ketonlar. Tipik olarak dehidrojenasyon, ince kırılmış bakır üzerinde ısıtılarak (300 °C) meydana gelir:

Birincil alkollerin oksidasyonu sırasında güçlü oksitleyici maddeler (asitli ortamda potasyum permanganat, potasyum dikromat), aldehit üretme aşamasında işlemin durdurulmasını zorlaştırır; aldehitler kolayca karşılık gelen asitlere oksitlenir:

Daha uygun bir oksitleyici madde bakır(II) oksittir:

Asetaldehit endüstri Kucherov reaksiyonuyla elde edilir (bkz. 19.3).

En yaygın kullanılan aldehitler metanal ve etanaldir. Metanal plastik (fenoplast), patlayıcı, vernik, boya ve ilaç üretiminde kullanılır. Etanal– asetik asit ve bütadien sentezinde (sentetik kauçuk üretimi) en önemli ara üründür. En basit keton olan aseton, çeşitli vernikler, selüloz asetatlar için çözücü olarak ve film ve patlayıcı üretiminde kullanılır.

10.3. Karboksilik asitler. Esterler. Yağlar

Karboksilik asitler, COOH fonksiyonel grubunu içeren hidrokarbon türevleridir ( karboksil).

Formüller Ve başlıklar Bazı yaygın karboksilik asitler tabloda verilmiştir. on bir.

Asitlerin geleneksel isimleri HCOOH ( formik), CH3COOH (sirke), C6H5COOH (benzoik) ve (COOH)2 (oksalik) sistematik isimleri yerine bunların kullanılması tavsiye edilir.

Formüller Ve başlıklar asit kalıntıları tabloda verilmiştir. 12.

Bu karboksilik asitlerin tuzlarını (ve bunların esterlerini, aşağıya bakınız) adlandırmak için genellikle geleneksel isimler kullanılır, örneğin:

Düşük karboksilik asitler keskin bir kokuya sahip renksiz sıvılardır. Molar kütle arttıkça kaynama noktası artar.

Doğada bulunan karboksilik asitler:

En basit karboksilik asitler suda çözünür ve sulu bir çözeltide hidrojen katyonları oluşturmak üzere geri dönüşümlü olarak ayrışır:

ve asitlerin genel özelliklerini sergilerler:

Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi büyük pratik öneme sahiptir (daha fazla ayrıntı için aşağıya bakın):

HCOOH asidinin aldehitler gibi bir "gümüş ayna" reaksiyonunda reaksiyona girdiğine dikkat edin:

ve su giderici reaktiflerin etkisi altında ayrışır:

Fiş:

Aldehit oksidasyonu:

Hidrokarbonların oksidasyonu:

Ek olarak formik asit aşağıdaki şemaya göre elde edilir:

ve asetik asit - reaksiyona göre:

Uygula formik asit yün boyamada mordan, meyve sularında koruyucu, ağartıcı, dezenfektan olarak kullanılır. Asetik asit boyaların, ilaçların, asetat elyafının, yanmaz filmin ve organik camın endüstriyel sentezinde hammadde olarak kullanılır. Yüksek karboksilik asitlerin sodyum ve potasyum tuzları sabunun ana bileşenleridir.

Esterler– karboksilik asitlerin alkollerle değişim etkileşiminin ürünleri. Bu etkileşime reaksiyon denir esterleşme:

Esterifikasyon reaksiyonunun mekanizması, 18 O izotopu ile etiketlenmiş bir alkol kullanılarak oluşturulmuştur; reaksiyondan sonra bu oksijen bileşimde sona erdi eter(su değil):

Bu nedenle, bir inorganik asidin bir alkali (H + + OH - = H 2 O) ile nötralizasyon reaksiyonunun aksine, esterleşme reaksiyonunda bir karboksilik asit her zaman bir grup verir O, alkol – atom N(su oluşur). Esterifikasyon reaksiyonu tersine çevrilebilir; daha iyi akıyor asidikçevre, ters reaksiyon ( hidroliz, sabunlaşma)– alkali bir ortamda.

Formüller Ve başlıklar yaygın esterler tabloda verilmiştir. 13.

Esterler, meyvemsi bir kokuya sahip, renksiz, düşük kaynama noktalı, yanıcı sıvıları içerir; örneğin:

Esterler, gıda endüstrisinde vernikler, boyalar ve selüloz nitratlar için çözücüler ve meyve aromalarının taşıyıcıları olarak kullanılır.

Trihidrik alkol - gliserol ve daha yüksek karboksilik asitlerin esterleri (içinde Genel görünüm RCOOH), örneğin formüller ve adlarla:

isimleri var yağ Bir yağ örneği, gliserol ve bu asitlerin karışık bir esteri olabilir:

Oleik asit kalıntılarının (veya diğer doymamış asitlerin) içeriği ne kadar yüksek olursa, yağın erime noktası o kadar düşük olur. Oda sıcaklığında sıvı halde bulunan yağlara denir yağlar. Hidrojenasyon, yani çift bağa hidrojen eklenmesiyle yağlar katı yağlara dönüştürülür (örneğin, sebze yağı– margarine). Esterleşme reaksiyonu (yağ oluşumu) tersine çevrilebilir:

Doğrudan reaksiyon daha iyi sonuç verir asidikçevre, yağın ters reaksiyonu - hidrolizi veya sabunlaşması - alkalinçevre; Sindirim sırasında yağlar, enzimlerin yardımıyla sabunlaştırılır (parçalanır).

10.4. Karbonhidratlar

Karbonhidratlar (Sahra) karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan en önemli doğal bileşiklerdir. Karbonhidratlar monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olarak üçe ayrılır. Monosakkaritler hidrolize uğramazlar ve geri kalan karbonhidratlar, asitlerin varlığında kaynatıldığında monosakkaritlere parçalanır.

Monosakkaritler(ve diğer tüm karbonhidratlar) çok işlevli bileşiklerdir. Monosakkarit molekülü fonksiyonel gruplar içerir farklı şekiller: gruplar O(alkol fonksiyonu) ve gruplar CO(aldehit veya keton fonksiyonu). Bu nedenle ayrım yapıyorlar aldozlar(aldehit alkoller, alkol aldehitler) ve ketozis(keton alkoller, alkol ketonlar).

Aldozların en önemli temsilcisi glikoz:

ve ketozisin temsilcisi fruktoz:

Glikoz (üzüm şekeri) ve fruktoz (meyve şekeri) yapısal izomerlerdir, bunların Moleküler formül C6H1206.

Glikoz fruktozdan, herhangi bir aldehitin ketondan ayrılmasıyla aynı şekilde - Ag20'nin amonyak çözeltisindeki "gümüş ayna" reaksiyonuyla ayırt edilebilir:

Glikoz ve fruktozun (örneğin asetik asit ile) esterifikasyonu, beş OH grubunun tamamının esterlerinin oluşumuna yol açar (OCOCH3 ile değiştirilir).

Ancak aldehitlere özgü reaksiyonların tümü glikozla meydana gelmez; örneğin sodyum hidrosülfit içeren ekleme reaksiyonu meydana gelmez. Bunun nedeni, glikoz molekülünün üç izomerik formda bulunabilmesidir; bunlardan iki formu (? ve?) döngüsel. Çözeltide, her üç form da dengededir ve yukarıdaki açık (aldehit) form, en küçük miktar:

Siklik glikoz formları bir aldehit grubu içermez. Birbirlerinden yalnızca H atomunun ve C1 karbon atomundaki (halkadaki oksijenin yanında) OH grubunun uzaysal düzenlemesinde farklılık gösterirler:

Disakkaritler Moleküller arası dehidrasyon yoluyla iki molekül monosakkaritten oluşur. Bu yüzden, sakaroz(sıradan şeker) C 12 H 22 O 11, suyun eliminasyonundan dolayı glikoz ve fruktoz kalıntılarının kombinasyonunun ürünüdür:

Asidik bir ortamda hidrolize edildiğinde sakkaroz tekrar monosakkaritlere dönüşür:

Ortaya çıkan karışım şekeri ters çevir- balda bulunur. 200 °C'de su kaybeden sakaroz kahverengi bir kütleye dönüşür (karamel).

Polisakkaritler – nişasta Ve selüloz (lif) – polikondensasyon ürünleri (moleküller arası dehidrasyon), sırasıyla glikozun a- ve a-formları, genel formülleri (C6H1005) n. Nişastanın polimerizasyon derecesi 1000-6000, selülozunki ise 10.000-14.000'dir Selüloz, doğadaki en yaygın organik maddedir (ahşapta selülozun kütle oranı% 75'e ulaşır). Nişasta (daha kolay) ve selüloz (daha zor) hidrolize tabi tutulur (koşullar: H2S04 veya HCl, > 100 °C); nihai ürün glikozdur.

Asetik asitli selüloz esterleri büyük pratik öneme sahiptir:

Yapay asetat elyaf ve film filmlerinin üretiminde kullanılırlar.

A, B bölümleri için görev örnekleri

1-2. Formülle bağlantı kurmak için

doğru isim

1) 2-metilpropanol-2

2) 2,2-dimetiletanol

3) propil etil eter

4) etilpropil eter

3-4. Formülle bağlantı kurmak için

doğru isim

1) 1,1-dimetilpropanoik asit

2) 3-metilbütanoik asit

3) 2-metilpropanal

4) dimetiletanal

5. CH 3 COOCH 2 CH 3 maddesinin doğru adı:

1) metil asetat

2) etil asetat

3) metil format

4) etil format

6. Bileşiklerin molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur

3) asetik asit

4) asetaldehit

7. C4H8O2 bileşimi için, ester sınıfından yapısal izomerlerin adları şunlardır:

1) propil format

2) dietil eter

3) etil asetat

4) metil propiyonat

8-11. Adıyla birlikte bileşik formül

8. sakaroz

9. nişasta

10. fruktoz

11. lif

kompozisyonu karşılıyor

1) C6H12O6

2) (C 6 H 10 O 5) n

3) Cl 2 H 22 On

12. Doymuş monohidrik alkoller için karakteristik reaksiyonlar

1) hidroliz

2) nemlendirme

3) esterleşme

4) dehidrasyon

13. Sudaki fenol ile bromin arasındaki reaksiyonun son ürününün molekülü şunları içerir: toplam sayısı tüm elementlerin atomları eşit

14-17. Reaksiyon denkleminde

14. Etanolün bakır (II) oksit ile oksidasyonu

15. fenolün bromlanması

16. Etanolün moleküller arası dehidrasyonu

17. Fenolün nitrasyonu

katsayıların toplamı eşittir

18. Esterleşme reaksiyonunda OH grubu molekülden ayrılır.

2) aldehit

4) asitler

19. Klorofilin yardımıyla yeşil bitkiler oluşur

1) oksijen

3) glikoz

20-21. Glikoz karakteristiğinin kimyasal özellikleri

20. alkoller

21. aldehitler

tepkide görünmek

1) alkol fermantasyonu

2) “gümüş ayna”

3) esterleşme

4) nötrleştirme

22-24. H 2 SO 4 karbonhidratların varlığında su ile ısıtıldığında

22. nişasta

23. selüloz

24. sakaroz

hidroliz tamamlandıktan sonra elde ederiz

2) fruktoz

3) glukonik asit

4) glikoz

25. Etanol üretme yöntemleri

1) etenin hidrasyonu

2) glikoz fermantasyonu

3) etanal kurtarma

4) etanal oksidasyon

26. Etilen glikol üretme yöntemleri

1) eten oksidasyonu

2) etenin hidrasyonu

3) alkalinin 1,2-C 2 H 4 Cl 2 üzerindeki etkisi

4) etinin hidrasyonu

27. Elde etme yöntemleri formik asit- Bu

1) metan oksidasyonu

2) fenolün oksidasyonu

3) metanolün oksidasyonu

4) CH3OH'nin CO ile reaksiyonu

28. Bileşikler asetik asidi sentezlemek için kullanılır

1) C2H5OH

29. Üretimde metanol kullanılıyor

1) plastik

2) kauçuklar

3) benzin

4) katı ve sıvı yağlar

30. Fenol'ü (butanol-1 ile karışım halinde) tanımak için kullanın

1) gösterge ve alkali çözelti

2) bromlu su

3) bakır(II) hidroksit

4) gümüş oksitin amonyak çözeltisi (I)

31. Aynı reaktif, çözeltilerindeki gliserol, asetik asit, asetaldehit ve glikozu tanımak için uygundur.

3) H 2 SO 4 (kons.)

4) Ag20 (NH3 çözeltisinde)

32. Organik bir madde, "gümüş ayna" reaksiyonuna giren ve indirgeme üzerine etanolü oluşturan asetilenin hidrasyonunun bir ürünüdür.

1) asetaldehit

2) asetik asit

33. CO 2 + H 2 O > fotosentez A > fermantasyon – CO 2 B > HCOOH B reaksiyon şemasındaki A, B ve C ürünleri

- buna göre

2) glikoz

3) propanoik asit

4) etil format

34. Fenol aşağıdaki süreçlere katılacaktır:

1) dehidrasyon

2) bromlama

3) izomerizasyon

4) nötrleştirme

5) nitrasyon

6) “gümüş ayna”

35. Olası reaksiyonlar:

1) katı yağ + hidrojen >...

2) formik asit + formaldehit >...

3) metanol + bakır (II) oksit >...

4) sakaroz + su (konsantre H2SO4) >...

5) metanal + Ag 2 O (NH3 çözeltisinde) >...

6) etilen glikol + NaOH (çözelti) >...

36. Fenol-formaldehit reçinesinin endüstriyel sentezi için bir dizi reaktif almalısınız

1) C6H6, HC(H)O

2) C6H6, CH3C(H)O

3) C6H5OH, HC(H)O

4) C6H5OH, CH3C(H)O

Alkenlerin hidrasyonu

Güçlü mineral asitlerin varlığında alkenler, alkolleri oluşturmak için hidrasyon reaksiyonlarına girer:

Simetrik olmayan alkenler durumunda, ekleme Markovnikov kuralına göre gerçekleşir - bir su molekülünün hidrojen atomu daha fazla hidrojenlenmiş bir karbon atomuna ve hidroksi grubu daha az hidrojenlenmiş bir karbon atomuna çift bağla bağlanır:

Aldehitlerin ve ketonların hidrojenasyonu (indirgenmesi)

Aldehitlerin ısıtıldığında metal katalizörler (Pt, Pd veya Ni) üzerinde hidrojenasyonu birincil alkollerin oluşumuna yol açar:

Benzer koşullar altında ketonlardan ikincil alkoller elde edilir:

Esterlerin hidrolizi

Güçlü mineral asitlerin esterlerine maruz kaldıklarında hidrolize uğrayarak alkol ve karboksilik asit oluştururlar:

Esterlerin alkalilerin varlığında hidrolizine sabunlaşma denir. Bu süreç geri döndürülemez ve bir alkol ve karboksilik asit tuzunun oluşumuna yol açar:

Bu işlem, sulu bir alkali çözeltinin hidrokarbonların monohalojen türevleri üzerindeki etkisi yoluyla gerçekleşir:

Monohidrik alkollerin bireysel temsilcilerini elde etmek için diğer yöntemler

Glikozun alkolik fermantasyonu

Bir miktar maya varlığında veya daha doğrusu ürettikleri enzimlerin etkisi altında glikozdan etil alkol oluşumu mümkündür. Bu durumda yan ürün olarak karbondioksit de oluşur:

Sentez gazından metanol üretimi

Sentez gazı karbon monoksit ve hidrojenin bir karışımıdır. Bu katalizör karışımı üzerindeki etki, ısıtma ve yüksek tansiyon Metanol endüstride üretilir:

Polihidrik alkollerin hazırlanması

Wagner reaksiyonu (alkenlerin hafif oksidasyonu)

Alkenler soğukta (0 o C) nötr bir potasyum permanganat çözeltisine maruz bırakıldığında, komşu dihidrik alkoller (dioller) oluşur:

Yukarıda sunulan diyagram tam bir reaksiyon denklemi değildir. Bu formda, bireysel test sorularına cevap verebilmek için hatırlamanız daha kolaydır. Birleşik Devlet Sınavı soruları. Bununla birlikte, bu reaksiyon yüksek karmaşıklıktaki görevlerde meydana gelirse, denklemi tam olarak yazılmalıdır:

Alkenlerin klorlanması ve ardından hidroliz

Bu yöntem iki aşamalıdır ve ilk aşamada alkenin bir halojenle (klor veya brom) katılma reaksiyonuna girmesinden oluşur. Örneğin:

İkincisi, elde edilen dihaloalkan, sulu bir alkali çözeltisi ile muamele edilir:

Gliserol elde etmek

Gliserin üretiminin ana endüstriyel yöntemi, yağların alkalin hidrolizidir (yağların sabunlaştırılması):

Fenolün hazırlanması

Klorobenzen yoluyla üç aşamalı yöntem

Bu yöntem üç aşamalıdır. İlk aşamada benzen, katalizörlerin varlığında bromlanır veya klorlanır. Kullanılan halojene (Br2 veya Cl2) bağlı olarak, katalizör olarak karşılık gelen alüminyum veya demir (III) halojenür kullanılır.

İkinci aşamada yukarıda elde edilen halojen türevi sulu bir alkali çözeltisi ile muamele edilir:

Üçüncü aşamada sodyum fenolat güçlü bir mineral asitle işlenir. Fenol zayıf bir asit olduğu için yer değiştirir. düşük ayrışan madde:

Kümen oksidasyonu

Aldehit ve ketonların hazırlanması

Alkollerin dehidrojenasyonu

Primer ve sekonder alkoller ısıtılarak bakır katalizör üzerinde dehidrojene edildiğinde sırasıyla aldehitler ve ketonlar elde edilir.

Alkollerin oksidasyonu

Birincil alkollerin eksik oksidasyonu aldehitleri, ikincil alkoller ise ketonları üretir. Genel olarak, bu tür oksidasyonun şeması şu şekilde yazılabilir:

Gördüğünüz gibi birincil ve ikincil alkollerin eksik oksidasyonu, aynı alkollerin dehidrojenasyonuyla aynı ürünlerin oluşmasına yol açar.

Bakır oksit ısıtıldığında oksitleyici bir madde olarak kullanılabilir:

Veya diğer güçlü oksitleyici maddeler, örneğin asidik, nötr veya alkalin bir ortamda potasyum permanganat çözeltisi.

Alkin hidrasyonu

Cıva tuzlarının varlığında (genellikle birlikte) güçlü asitler) alkinler hidrasyon reaksiyonuna girer. Etilen (asetilen) durumunda bir aldehit oluşur; başka herhangi bir alkin durumunda bir keton oluşur:

İki değerlikli metallerin karboksilik asit tuzlarının pirolizi

İki değerlikli metallerin karboksilik asitlerinin tuzları ısıtılırken, örneğin toprak alkali metaller, karşılık gelen metalin bir ketonu ve karbonatı oluşur:

Geminal dihalojen türevlerinin hidrolizi

Çeşitli hidrokarbonların geminal dihalojen türevlerinin alkalin hidrolizi, eğer klor atomları aşırı karbon atomuna bağlıysa aldehitlere ve aşırı değilse ketonlara yol açar:

Alkenlerin katalitik oksidasyonu

Asetaldehit, etilenin katalitik oksidasyonu ile üretilir:

Karboksilik asitlerin hazırlanması

Alkanların katalitik oksidasyonu

Alkenlerin ve alkinlerin oksidasyonu

Bunun için çoğunlukla asitleştirilmiş bir potasyum permanganat veya dikromat çözeltisi kullanılır. Bu durumda çoklu karbon-karbon bağı kırılır:

Aldehitlerin ve birincil alkollerin oksidasyonu

Karboksilik asitlerin üretilmesine yönelik bu yöntemde, kullanılan en yaygın oksitleyici maddeler, asitleştirilmiş bir potasyum permanganat veya dikromat çözeltisidir:

Trihalojenlenmiş hidrokarbonların hidrolizi ile

İlk aşamada trihaloalkan sulu bir alkali çözelti ile muamele edilir. Bu bir karboksilik asit tuzu üretir:

İkinci aşama, karboksilik asit tuzunun güçlü bir mineral asitle işlenmesini içerir. Çünkü karboksilik asitler zayıftır; güçlü asitlerle kolayca yer değiştirirler:

Esterlerin hidrolizi

Karboksilik asitlerin tuzlarından

Bu reaksiyon, trihalojen türevlerinin hidrolizi yoluyla karboksilik asitlerin üretiminde zaten dikkate alınmıştır (yukarı bakınız). Mesele şu ki, zayıf olan karboksilik asitlerin yerini kolayca güçlü inorganik asitler alır:

Asit üretimi için özel yöntemler

Karbon monoksitten formik asit elde edilmesi

Bu yöntem endüstriyeldir ve ilk aşamada karbonmonoksit yüksek sıcaklıklarda basınç altında susuz alkali ile reaksiyona girer:

ve elde edilen ikinci format güçlü bir inorganik asitle işlenir:

2HCOONa + H2S04 > 2HCOOH + Na2S04

Oksijen, organik maddelere çok çeşitli karakteristik özellikler kazandırır.

Oksijen iki değerlidir, iki değerlik elektron çiftine sahiptir ve yüksek elektronegatiflik (x = 3,5) ile karakterize edilir. Karbon ve oksijen atomları arasında CO2 molekülü örneğinde görüldüğü gibi güçlü kimyasal bağlar oluşur. Tek bağ С-0 (£ св = 344 kJ/mol) neredeyse С-С bağı kadar güçlüdür (Esa = 348 kJ/mol) ve çift bağ C=0 ( E St = 708 kJ/mol), C=C bağından önemli ölçüde daha güçlüdür (E St == 620 kJ/mol). Bu nedenle organik madde moleküllerinde C=0 çift bağ oluşumuna yol açan dönüşümler yaygındır. Aynı sebepten dolayı karbonik asit kararsızdır:

Çift bağda bulunan hidrokso grubu bir hidroksi grubuna dönüştürülür (yukarıya bakın).

Oksijen, organik madde moleküllerine polarite verecektir. Moleküller arasındaki çekim artar ve erime ve kaynama noktaları önemli ölçüde artar. Normal koşullar altında, oksijen içeren maddeler arasında çok maço gazlar vardır - yalnızca eter CH3OCH3, formaldehit CH20 ve etilen oksit CH2CH20.

Oksijen, hidrojenin hem vericisi hem de alıcısı olarak hidrojen bağlarının oluşumunu teşvik eder. Hidrojen bağları moleküllerin çekiciliğini arttırır ve oldukça karmaşık moleküller söz konusu olduğunda onlara belirli bir uzaysal yapı kazandırır. Polaritenin ve hidrojen bağlarının bir maddenin özellikleri üzerindeki etkisi hidrokarbonlar, ketonlar ve alkoller örneğinde görülebilir.

Polarite ve hidrojen bağlarının oluşumu, oksijen içeren organik maddelerin sudaki iyi çözünürlüğünü belirler.

Oksijen, bir dereceye kadar organik maddelere asidik özellikler kazandırır. Özellikleri adından da belli olan asit sınıfının yanı sıra fenoller ve alkoller de asidik özellikler gösterirler.

Bir diğer genel mülk Oksijen içeren maddeler, hem oksijen hem de hidrojen ile ilişkili olan karbon atomunun kolay oksidasyonunda yatmaktadır. Bu, karbonhidratın son su atomunu kaybetmesiyle sona eren aşağıdaki reaksiyon zincirlerinden açıkça görülmektedir:

bir hidroksi grubu içerir ve heterofonksiyonel bir asit olarak kabul edilir.

Alkoller ve eterler

Bütün bir organik madde sınıfının adı alkoller(Latince "spiritus" - ruhtan) meyve sularının ve şeker içeren diğer sistemlerin fermente edilmesiyle elde edilen karışımın "aktif prensibinden" gelir. Bu aktif prensip - şarap alkolü, etanol C2H5OH, karışımın damıtılması sırasında sudan ve uçucu olmayan çözünen maddelerden ayrılır. Alkolün diğer adı alkol - Arapça kökenli.

Alkoller, hidrokarbon radikalinin $p3 karbon atomuna bağlı bir hidrokso grubu içeren organik bileşiklerdir.

Alkoller aynı zamanda sudaki bir hidrojen atomunun bir hidrokarbon radikaliyle yer değiştirmesinin ürünleri olarak da düşünülebilir. Alkoller, radikallerin doğası ve hidrokso gruplarının sayısı bakımından farklılık gösteren homolog seriler oluşturur (Tablo 22.5).

Tablo 22.5

Bazı homolog alkol serileri

"Tlikoller ve gliseroller, bitişik karbon atomlarında OH grupları bulunan çok işlevli alkollerdir.

Doymamış karbon atomlarındaki hidrokso grubu, bir karbonil grubuna dönüştüğü için kararsızdır. Vinil alkol, aldehit ile dengede ihmal edilebilir miktarlardadır:

Hidrokso grubunun aromatik halkanın r/g karbon atomuna bağlandığı maddeler vardır, ancak bunlar özel bir bileşik sınıfı olarak kabul edilir. fenoller.

Alkollerde karbon iskeletinin izomerliği ve fonksiyonel grubun konumu mümkündür. Doymamış alkollerde çoklu bağın konumunun izomerliği ve uzaysal izomerizm de meydana gelir. Eter sınıfının bileşikleri alkollere izomerdir. Alkoller arasında çeşitleri vardır birincil ikincil Ve üçüncül alkoller. Bunun nedeni fonksiyonel grubun bulunduğu karbon atomunun doğasından kaynaklanmaktadır.

Örnek 22.12. Dört karbon atomlu birincil, ikincil ve üçüncül alkollerin formüllerini yazın.

Çözüm.

Homolog doymuş alkol serilerini daha ayrıntılı olarak ele alalım. Bu serinin ilk 12 terimi sıvılardır. Metanol, etanol ve propanol yapısal olarak suya benzerliklerinden dolayı suyla her oranda karışabilir. Homolog seri boyunca alkollerin çözünürlüğü azalır, çünkü büyük (atom sayısına göre) hidrokarbon radikalleri, hidrokarbonlar gibi sulu ortamdan giderek daha fazla yer değiştirir. Bu özelliğe denir hidrofobiklik. Radikalin aksine, hidrokso grubu suya çekilerek su ile bir hidrojen bağı oluşturur; gösteriler hidrofiliklik. Daha yüksek alkoller (beş veya daha fazla karbon atomu) bu özelliği sergiler yüzey aktivitesi- hidrofobik bir radikalin dışarı atılması nedeniyle su yüzeyinde konsantre olma yeteneği (Şekil 22.3).

Pirinç. 22.3.

Yüzey aktif maddeler sıvı damlacıklarını kaplar ve stabil emülsiyonların oluşumunu destekler. Eylemin temeli budur. deterjanlar. Yalnızca alkoller değil, diğer sınıflardaki maddeler de yüzey aktivitesi sergileyebilir.

Suda çözünen alkollerin çoğu zehirlidir. En az toksik olanı etanol ve gliserindir. Ancak bildiğiniz gibi etanol tehlikelidir çünkü kişinin bağımlı hale gelmesine neden olur. Alkollerin en basiti olan metanol, koku olarak etanole benzer ancak son derece zehirlidir. Yanlış yutma sonucu insan zehirlenmesinin bilinen birçok vakası vardır.

Etanol yerine metanol. Bu, büyük hacim sayesinde kolaylaştırılmıştır. endüstriyel uygulamalar metanol. En basit dihidrik alkol olan etilen glikol C2H4(OH)2, polimer liflerin üretimi için büyük miktarlarda kullanılır. Çözeltisi otomobil motorlarının soğutulmasında antifriz olarak kullanılır.

Alkollerin hazırlanması. Birkaç yaygın yönteme bakalım.

1. Halojenlenmiş hidrokarbonların hidrolizi. Reaksiyonlar alkali bir ortamda gerçekleştirilir:

Örnek 22.13. Başlangıç ​​materyali olan etileni alarak halojen türevlerinin hidrolizi ile etilen glikol üretimine yönelik reaksiyonları yazın.

2. Alkenlere su eklenmesi. En yüksek değer etanol oluşturmak için etilene su eklenmesi reaksiyonuna sahiptir. Reaksiyon yüksek sıcaklıklarda oldukça hızlı ilerler ancak aynı zamanda denge büyük ölçüde sola kayar ve alkol verimi düşer. Bu nedenle oluşturmak gereklidir yüksek basınç ve aynı işlem hızının daha düşük bir sıcaklıkta elde edilmesini sağlayan bir katalizörün kullanılması (amonyak sentezi koşullarına benzer). Etanol, etilenin -300°C'de ve 60-70 atm basınçta hidrasyonuyla üretilir:

Katalizör, alüminyum oksit üzerinde desteklenen fosforik asittir.

3. Etanol ve metanol üretiminin özel yöntemleri vardır. Birincisi, ilk önce glikoza parçalanan karbonhidratların fermente edilmesinin iyi bilinen biyokimyasal yöntemiyle elde edilir:

Metanol sentetik olarak inorganik maddelerden elde edilir:

Reaksiyon, Cu0/2n0/Al203/Cr203 kompleks katalizörü kullanılarak 200-300°C'de ve 40-150 atm basınçta gerçekleştirilir. Bu endüstriyel prosesin önemi, yılda 14 milyon tondan fazla metanolün üretilmesi gerçeğinden açıkça anlaşılmaktadır. Esas olarak organik maddelerin metilasyonu için organik sentezde kullanılır. Etanol yaklaşık olarak aynı miktarlarda üretilir.

Alkollerin kimyasal özellikleri. Alkoller bir avuç dolusu olabilir ve oksitlenebilir. Bazen otomobil motorlarında yakıt olarak etil alkol ve hidrokarbon karışımı kullanılır. Alkollerin karbon yapısına zarar vermeden oksidasyonu, hidrojen kaybına ve oksijen atomlarının eklenmesine indirgenir. Endüstriyel işlemlerde alkol buharları oksijen tarafından oksitlenir. Çözeltilerde alkoller potasyum permanganat, potasyum dikromat ve diğer oksitleyici maddeler tarafından oksitlenir. Birincil alkolden oksidasyonla bir aldehit elde edilir:

Oksitleyici maddenin fazlalığı durumunda, aldehit hemen bir organik asite oksitlenir:

İkincil alkoller ketonlara oksitlenir:

Tersiyer alkoller ancak sert koşullar altında karbon iskeletinin kısmen tahrip olmasıyla oksitlenebilir.

Asidik özellikler. Alkoller aktif metallerle reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve alkoksitler (metoksitler, etoksitler, vb.) genel adıyla türevler oluşturur:

Reaksiyon, suyla benzer bir reaksiyona göre daha sakin ilerler. Açığa çıkan hidrojen tutuşmaz. Bu yöntem kimyasal deneylerden sonra sodyum kalıntılarını yok eder. Bu tür bir reaksiyon, alkollerin asidik özellikler gösterdiği anlamına gelir. Bu kutupluluğun bir sonucudur O-N bağlantıları. Ancak alkol pratikte alkali ile reaksiyona girmez. Bu gerçek alkollerin asidik özelliklerinin gücünü netleştirmenizi sağlar: bunlar sudan daha zayıf asitlerdir. Sodyum etoksit, bir alkol ve alkali çözeltisi oluşturmak üzere neredeyse tamamen hidrolize edilir. Glikollerin ve gliserollerin asidik özellikleri, OH gruplarının karşılıklı indüktif etkisinden dolayı biraz daha güçlüdür.

Polihidrik alkoller bazı ^/-elementlerin iyonlarıyla karmaşık bileşikler oluşturur. Alkali bir ortamda, bir bakır iyonu, mavi bir kompleks oluşturmak için hemen bir gliserol molekülündeki iki hidrojen iyonunun yerini alır:

H+ iyonlarının konsantrasyonu arttığında (bunun için asit eklenir) denge sola kayar ve renk kaybolur.

Hidrokso grubunun nükleofilik ikame reaksiyonları. Alkoller hidrojen klorür ve diğer hidrojen halojenürlerle reaksiyona girer:

Reaksiyon bir hidrojen iyonu tarafından katalize edilir. İlk olarak H+ oksijene bağlanarak onun elektron çiftini kabul eder. Bu, alkolün temel özelliklerini gösterir:

Ortaya çıkan iyon kararsızdır. Amonyum iyonu gibi katı bir tuzdaki çözeltiden izole edilemez. H+'nın eklenmesi, elektron çiftinin karbondan oksijene ek bir yer değiştirmesine neden olur, bu da nükleofilik türlerin karbona saldırısını kolaylaştırır:

Karbon ve oksijen arasındaki bağ koptukça karbon ve klorür iyonu arasındaki bağ artar. Reaksiyon bir su molekülünün salınmasıyla sona erer. Ancak reaksiyon tersine çevrilebilir ve hidrojen klorür nötralize edildiğinde denge sola kayar. Hidroliz meydana gelir.

Alkollerdeki hidrokso grubu, oksijen içeren asitlerle reaksiyonlarda esterler oluşturmak üzere değiştirilir. Nitrik asit formlarıyla gliserol nitrogliserin kalp damarlarının spazmlarını hafifletmek için bir çare olarak kullanılır:

Formülden, maddenin geleneksel adının yanlış olduğu açıktır, çünkü aslında nitrik asit ve gliserinin bir esteri olan gliserol nitrattır.

Etanol sülfürik asit ile ısıtıldığında, bir alkol molekülü diğerine göre nükleofilik bir reaktif görevi görür. Reaksiyon sonucunda etoksietan eter oluşur:

Reaksiyon ürünlerine geçişlerinin izlenmesini kolaylaştırmak için bazı atomlar diyagramda vurgulanmıştır. Bir alkol molekülü ilk önce katalizörü (H + iyonu) bağlar ve başka bir molekülün oksijen atomu bir elektron çiftini karbona aktarır. Suyun uzaklaştırılması ve H4'ün ayrışmasından sonra bir eter molekülü elde edilir. Bu reaksiyona aynı zamanda alkolün moleküller arası dehidrasyonu da denir. Farklı radikallere sahip eterlerin hazırlanmasına yönelik bir yöntem de vardır:

Eterler, molekülleri arasında hidrojen bağları oluşmadığı için alkollere göre daha uçucu maddelerdir. Etanol 78°C'de kaynar ve izomeri ester CH3OCH3 -23,6°C'de kaynar. Eterler alkali çözeltilerle kaynatıldığında alkollere hidrolize olmaz.

Alkollerin dehidrasyonu. Hidrokarbonların halojen türevlerinin hidrojen halojenürün ortadan kaldırılmasıyla ayrıştığı gibi, alkoller de suyun giderilmesiyle ayrışabilir. Alken ve sudan alkol üretiminde (yukarıya bakın), suyun eliminasyonuyla ilgili ters bir reaksiyon da vardır. Suyun eklenmesi ve çıkarılması koşullarındaki fark, eklemenin basınç altında alkene göre fazla su buharı ile gerçekleşmesi ve eliminasyonun ayrı bir alkolden gerçekleşmesidir. Bu dehidrasyona molekül içi denir. Ayrıca ~150°C'de alkol ve sülfürik asit karışımı halinde gelir.