Alkollerin yapısı, özellikleri, adlandırılması ve kullanımı

alkoller bunlar doymuş bir karbona bağlı bir hidroksil grubuna (-OH) sahip olması ile karakterize edilen organik bileşiklerdir; yani, dört atomla basit bağlarla (çift ya da üçlü bağlar olmadan) bağlanan bir karbon.

Bu geniş ve çok yönlü bir bileşik ailesi için genel formül ROH'dir. Kesinlikle kimyasal olarak alkol olarak kabul edilmek için, OH grubunun moleküler yapının en reaktif olması gerekir. Bu, bir alkol olan OH grupları olan birkaç molekül arasında, doğrulamak için önemlidir.

Özlü alkollerden biri ve popüler kültürde en iyi bilinen, etil alkol veya etanol, CH'dir.₃CH₂OH. Doğal kökenlerine ve dolayısıyla kimyasal çevrelerine bağlı olarak, karışımları sınırsız bir tat yelpazesini oluşturabilir; bazıları, yılların uçmasıyla damakta da olumlu değişiklikler gösteriyor.

Bunlar organik ve inorganik bileşiklerin etil alkol ile karışımlarıdır; üzüm şarabı veya kutlamalar için verilen bardaklar, yumruklar, şekerler, panettonlar vb..

Bu içeceklerin keyfi, ölçülü olarak, etil alkol ve çevresindeki kimyasal matris arasındaki sinerjinin meyvesidir; onsuz, saf bir madde olarak, aşırı derecede tehlikeli hale gelir ve sağlık için bir dizi olumsuz sonucu tetikler..

Bu nedenle CH'nin sulu karışımlarının tüketimi₃CH₂OH, eczanelerde antiseptik amaçlarla satın alınanlar gibi, vücut için büyük bir risk oluşturmaktadır..

Aynı zamanda çok popüler olan diğer alkoller mentol ve gliserol'dür. Sonuncusu, eritrolün yanı sıra, birçok gıdada depolama sırasında onları tatlandırmak ve korumak için bir katkı maddesi olarak bulunur. Hangi alkollerin yan etkiler olmadan kullanılabileceğini veya tüketilebileceğini belirleyen devlet kurumları vardır..

Günlük alkol kullanımını geride bırakarak, kimyasal olarak çok yönlü maddelerdir, onlardan başlayarak diğer organik bileşikler sentezlenebilir; Öyle ki bazı yazarlar, bir düzine ile ıssız bir adada yaşamak için gerekli tüm bileşikleri oluşturabileceğinizi düşünüyor..

indeks

• 1 Alkollerin yapısı
  • 1.1 Amfifilik karakter
  • 1.2 R'nin Yapısı
• 2 Fiziksel ve kimyasal özellikler
  • 2.1 Kaynama noktası
  • 2.2 Çözücü kapasitesi
  • 2.3 Amfoterizm
• 3 İsimlendirme
  • 3.1 Ortak ad
  • 3.2 IUPAC sistemi
• 4 Sentezi
  • 4.1 Alkenlerin hidrasyonu
  • 4.2 Okso işlemi
  • 4.3 Karbonhidratların fermantasyonu
• 5 kullanır
  • 5.1 İçecekler
  • 5.2 Kimyasal hammadde
  • 5.3 Solventler
  • 5.4 Yakıtlar
  • 5.5 Antiseptikler
  • 5.6 Diğer kullanımlar
• 6 Kaynakça

Alkollerin yapısı

Alkollerin genel bir ROH formülü vardır. OH grubu, yapısı bir alkolden diğerine değişen R grubu alkil ile bağlanır. R ve OH arasındaki birlik basit bir kovalent bağdır, R-OH.

Aşağıdaki resimde, karbon atomunun doymuş olduğu göz önünde bulundurularak, alkoller için üç genel yapı gösterilmektedir; yani, dört basit bağlantı oluşturur.

Görüldüğü gibi, R, OH grubundan daha fazla reaktif sübstitüent içermediği sürece herhangi bir karbon yapısı olabilir.

Birincil alkol için, 1, OH grubu bir birincil karbona bağlanır. Bu, sol tetrahedronun ortasındaki atomun bir R ve iki H'ye bağlı olduğunu gözlemleyerek kolayca doğrulanabilir.

İkincil alkol, 2., şimdi iki R ve bir H grubuna bağlı olan merkez tetrahedronun karbonu ile doğrulanır..

Ve son olarak, üçüncüsü R'ye bağlı karbonla birlikte üçüncül üçüncü alkolünüz var.

Amfifilik karakter

OH'ye bağlı karbon türüne bağlı olarak, birincil, ikincil ve üçüncül alkollerin sınıflandırmasına sahiptir. Aralarındaki yapısal farklılıklar, tetrahedrada zaten ayrıntılıydı. Ancak, tüm alkoller, yapıları ne olursa olsun, ortak bir şeyi paylaşır: amfifilik karakter.

Bunu fark etmek için bir yapıya yaklaşmak gerekli değildir, ancak kimyasal formülü ROH ile yeterlidir. Alkil grubu, neredeyse tamamen karbon atomlarından oluşur, bir hidrofobik iskeleti "silahlandırır"; yani su ile çok zayıf etkileşime girer.

Diğer taraftan, OH grubu, su molekülleri ile hidrojen bağları oluşturabilir, böylece hidrofiliktir; yani, suya bayılır veya aşık olur. Daha sonra, alkoller bir hidrofilik gruba bağlı bir hidrofobik iskelete sahiptir. Aynı zamanda kutupsal ve kutupsallar, amfifilik maddeler olduklarını söylemekle aynı şey.

, R-OH

(Hidrofobik) - (Hidrofilik)

Bir sonraki bölümde açıklanacağı gibi, alkollerin amfifilik doğası kimyasal özelliklerinden bazılarını tanımlar..

R'nin yapısı

Alkil grubu R herhangi bir yapıya sahip olabilir ve yine de alkollerin kataloglanmasına izin verdiği için önemlidir.

Örneğin, R etanol veya propanolde olduğu gibi açık bir zincir olabilir; dallanmış, t-bütil alkol gibi, (CH₃)₂CHCÜJ₂OH; sikloheksanol durumunda olduğu gibi döngüsel olabilir; veya benzil alkolde olduğu gibi bir aromatik halkaya sahip olabilir (C₆'H₅) CH₂OH veya 3-Fenilpropanol, (C)₆'H₅) CH₂CH₂CH₂OH.

R zinciri, alkoller 2-kloroetanol ve 2-Buten-1-ol (CH gibi) gibi halojenler veya çift bağlar gibi ikame edicilere de sahip olabilir.₃CH₂= CHCH₂OH).

Daha sonra R'nin yapısı göz önüne alındığında, alkollerin sınıflandırılması karmaşık hale gelir. Bu nedenle yapısına dayanan sınıflandırma (alkoller 1, 2 ve 3) daha basittir ancak alkollerin reaktivitesini açıklamak için yeterli olmasına rağmen daha az spesifiktir..

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Kaynama noktası

Alkollerin temel özelliklerinden biri, hidrojen bağlarıyla birleşmeleridir..

Üstteki görüntü, iki ROH molekülünün birbiriyle nasıl hidrojen bağı oluşturduğunu göstermektedir. Bu sayede alkoller genellikle yüksek kaynama noktalarına sahip sıvıdır..

Örneğin, etil alkol 78.5 ° C kaynama noktasına sahiptir Bu değer alkol ağırlaştıkça artar; yani, R grubu daha fazla kütleye ya da sayıda atoma sahiptir. Böylece, n-bütil alkol, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, 97ºC kaynama noktasına sahip, suyun çok altında.

Gliserol, kaynama noktası en yüksek alkollerden biridir: 290ºC.

Neden? Çünkü sadece R'nin kütlesi veya yapısı değil, aynı zamanda OH grubu sayısını da etkiler. Gliserol yapısında üç OH var: (HO) CH₂CH (OH) CH₂(OH). Bu, birçok hidrojen köprüsü oluşturmayı ve moleküllerini daha büyük bir güçle bir arada tutmasını sağlar..

Öte yandan, bazı alkoller katı oda sıcaklığında; aynı gliserol ile 18 ° C'nin altındaki bir sıcaklıkta Bu nedenle, tüm alkollerin sıvı madde olduğu iddiası yanlıştır..

Solvent kapasitesi

Evlerde, yüzeyde çıkarılması zor bir lekeyi çıkarmak için izopropil alkol kullanımına başvurmak çok yaygındır. Kimyasal sentez için çok faydalı olan bu çözücü kapasitesi, daha önce açıklanan amfifilik karakterinden kaynaklanmaktadır..

Yağlar hidrofobik olmaları ile karakterize edilir: bu yüzden onları suyla uzaklaştırmak zordur. Bununla birlikte, sudan farklı olarak, alkoller yapılarında hidrofobik bir parçaya sahiptir..

Bu nedenle, alkil grubu R, yağlarla etkileşime girerken, OH grubu su ile hidrojen bağları oluşturur ve bunların yer değiştirmesine yardımcı olur.

amfoter

Alkoller asit ve baz olarak reaksiyona girebilir; yani, onlar amfoterik maddelerdir. Bu, aşağıdaki iki kimyasal denklem ile temsil edilir:

ROH + H⁺  => ROH₂⁺

ROH + OH^-  => RO^-

RO^- alkoksit olarak bilinen şeyin genel formülüdür..

terminoloji

Karmaşıklığı aynı yapıya bağlı olacak alkolleri adlandırmanın iki yolu vardır..

Ortak ad

Alkoller ortak isimleriyle çağrılabilir. Onlar ne? Bunun için R grubunun adı, -ico sonunun eklendiği bilinmeli ve bundan önce 'alkol' kelimesi yazılmalıdır. Örneğin, CH₃CH₂CH₂OH, propil alkoldür.

Diğer örnekler:

-CH₃OH: metil alkol

-(CH₃)₂CHCÜJ₂OH: izobütil alkol

-(CH₃)₃COH: tert-butil alkol

IUPAC sistemi

Yaygın isimler için, R tanımlayarak başlamalısınız. Bu sistemin avantajı diğerinden çok daha doğru olmasıdır..

R, bir karbon iskeleti olarak, dallara veya birkaç zincire sahip olabilir; en uzun zincir, yani daha fazla karbon atomlu, alkol adı verilecek olan zincirdir..

En uzun zincirin alkanının adına, 'l' biti eklendi. Bu yüzden CH₃CH₂OH etanol (CH olarak adlandırılır)₃CH₂- + OH).

Genel olarak, OH mümkün olduğunca az numaralandırılmalıdır. Örneğin, BrCH₂CH₂CH₂(OH) CH₃ 4-Bromo-2-bütanol denir ve 1-Bromo-3-butanol değildir.

sentez

Alkenlerin hidrasyonu

Yağ parçalama işlemi, kolayca ayrılabilen dört veya beş karbon atomlu bir alken karışımı üretir..

Bu alkenler, doğrudan su ilavesiyle veya alkenin sülfürik asit ile reaksiyonu ile alkol ile dönüştürülebilir, ardından asidi parçalayan ve alkole neden olan su ilave edilir..

Okso işlemi

Uygun bir katalizör varlığında alkenler, aldehitleri oluşturmak için karbon monoksit ve hidrojenle reaksiyona girerler. Aldehitler, katalitik bir hidrojenasyon reaksiyonu ile kolayca alkollere indirgenebilir..

Çoğunlukla, okso işleminin böyle bir senkronizasyonu vardır, aldehidlerin indirgenmesi, oluşumları ile neredeyse eş zamanlıdır..

En yaygın kullanılan katalizör, kobalt ve karbon monoksit arasındaki reaksiyonla elde edilen oktokarbonil dikobalttır.

Karbonhidratların fermantasyonu

Etanol ve diğer alkollerin üretiminde karbonhidratların maya ile fermantasyonu hala büyük önem taşımaktadır. Şekerler, farklı tanelerden elde edilen şeker kamışı veya nişastadan gelir. Bu nedenle, etanol "tahıl alkolü" olarak da adlandırılır

uygulamaları

içkiler

Her ne kadar alkollerin temel işlevi olmasa da, bazı içeceklerde etanolün varlığı en popüler bilgilerden biridir. Bu nedenle, şeker kamışı, üzüm, elma, vb. Fermantasyonunun ürünü olan etanol, sosyal tüketim için sayısız içeceklerde mevcuttur..

Kimyasal hammadde

-Metanol formaldehit üretiminde, katalitik oksidasyonu yoluyla kullanılır. Formaldehit, plastik, boya, tekstil, patlayıcı vb. İmalatında kullanılır..

-Bütanol, gıda endüstrisinde ve şekerlemelerde aroma olarak kullanılan bir ester olan bütan etanoatın üretiminde kullanılır..

-Alil alkol, monomer olarak işlev gören dialil ftalat ve dialil izoftalat dahil olmak üzere esterlerin üretiminde kullanılır..

-Fenol, reçine üretiminde, naylon üretiminde, deodorantlarda, kozmetik ürünlerinde vb. Kullanılır..

-11-16 karbon atomlu doğrusal zincirli alkoller, plastikleştiricilerin elde edilmesi için ara maddeler olarak kullanılır; örneğin, polivinil klorür.

-Yağ alkolleri, deterjanların sentezinde ara maddeler olarak kullanılır..

çözücüler

-Metanol, 1-bütanol ve izobütil alkol olduğu gibi boya inceltici olarak kullanılır..

-Etil alkol, suda çözünmeyen birçok bileşiğin çözücüleri olarak kullanılır, boyalarda, kozmetik ürünlerinde, çözücü olarak kullanılır..

-Yağ alkolleri tekstil endüstrisinde, boyalarda, deterjanlarda ve boyalarda çözücü olarak kullanılır. İzobutanol kaplama malzemesi, boya ve yapıştırıcılarda çözücü olarak kullanılır..

yakıtlar

-Metanol içten yanmalı motorlarda yakıt ve yanmayı iyileştirmek için benzin katkısı olarak kullanılır.

-Etil alkol, motorlu taşıtlarda fosil yakıtlarla birlikte kullanılır. Bu amaçla, Brezilya'nın geniş bölgeleri, etil alkol üretimi için şeker kamışı yetiştiriciliğine mahkum edilmiştir. Bu alkol, yanmasında yalnızca karbon dioksit üretme avantajına sahiptir.

Etil alkol yakıldığında temiz ve dumansız bir alev çıkarır, bu yüzden tarla ocaklarında yakıt olarak kullanılır..

-Jelleşmiş alkol, metanol veya etanolü kalsiyum asetat ile birleştirerek üretilir. Bu alkol, tarla sobalarında bir ısı kaynağı olarak kullanılır ve dökülürken sıvı alkollerden daha güvenlidir..

-Biyobutanol denilen, yakıt olarak kullanılabilecek izopropil alkol olduğu gibi, nakilde yakıt olarak kullanılır; kullanımı tavsiye edilmese de.

antiseptikler

% 70 konsantrasyondaki izopropil alkol, mikropların ortadan kaldırılması ve gelişme geriliği için harici bir antiseptik olarak kullanılır. Aynı şekilde, etil alkol bu amaç için kullanılır.

Diğer kullanımlar

Sikloheksanol ve metilsikloheksanol, tekstil terbiye, mobilya işleme ve leke çıkarıcılarda kullanılır.

referanslar

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya Aminler. (10^inci baskı.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organik Kimya (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
3. Morrison ve Boyd. (1987). Organik kimya (Beşinci baskı). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. JA Colapret. (N.D.). Alkoller. Alınan: colapret.cm.utexas.edu
5. Alkol Farmakolojisi Eğitim Ortaklığı. (N.D.). Alkol nedir Dük Üniversitesi. Alınan adres: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (s.f.). Alkol türleri ve kullanım alanları. Alınan: livestrong.com
7. Vikipedi. (2018). Alkol. Alınan: en.wikipedia.org