РефератыХимияСпСпирты

Спирты

Оформление курсовой


1.Титульный лист


Курсовая работа


по химии


Тема:


Спирты.


Выполнил:Юрченко Антон


Проверила:Иманкулова Т.А.


Арсеньев 1999г.


2.Содержание курсовой работы


а)Строение


б)Физические и химические свойства


в)Получение и применение


Дополнительная литература


3.Охрана окружающей среды


Литература:


Ситабников . В.Н


Роститер . И.Н.


Процюк . Т.Б.


Э.С.М. 1976.


Учебник по химии за 10-ый класс .


Л.А.Цветков.


1.Стрение этилого спирта.


Этиловый спирт С8Н6О-бесцветная жидкость со своебразным за-


коном, легче воды Р=0,8г/см , кипит при t-78,3 С, хорошо раство-


ряется в воде и сам является растворителем многих неорганиче-


ских и органических веществ. Зная молекулярную формулу спирта


и валентность элементов , попытаемся изобразить его строение.


Напишим две структурные формулы.


Н Н Н Н


Н-С-О-С-Н (1) Н-С-С-О-Н


Н Н Н Н


Сопостовляя формулы ,мы замечаем , что если справидлива первая из них , то в молекуле спирта все атомы водорода


соеденены с молекулами углерода , и можно предполагать,


что они одинаковы по свойствам . Если же истинна вторая


формула , то один атом водорода в молекуле соединён с атомом


углерода через кислород и он , по-всевидимому , будет отличаться


от других водородных атомов . Оказывается , можно проверить


опытом, одинаковы или различны по свойствам атомы в спирте.


Поместим в пробирку со спиртом (не содержащий воды)


кусочек натрия . Начинается реакция , сопровождающаяся выделением газа . Нетрудно установить , что это водород . При


помощи другого , более сложного опыта можно определить ,


сколько атомов водорода выделяется при реакции из каждой


молекулы спирта . В колбу с мелкими кусочками натрия (рис.1)


приливается по каплям из воронки определённое количество спирта


Выделяющийся из спирта водород вытесняет воду из двугорлой


склянки в цилиндр . Обьём вытесненной воды в цилиндре


соответствует обьёму выделевшегося водорода .Опыт показывает,


что из 0,1 моль спирта удаётся получить 1,12л. водорода . Это


означает , что из 1 моль спирта натрий вытесняет 1,12л. т.е.


0,5 моль водорода.


Иначе говоря , из каждой молекулы спирта натрием вытесняется


Только один атом водорода . Формула (1) не даёт обьяснения


такому факту . Согласно этой формуле все атомы водорода равноцены . Наоборот, формула (2) отражает наличие одного атома,


находящегося в особом положении : он соединён с атомом углерода через кислород ; можно заключать , что именно этот


атом водорода связан менее прочно. Он и вытесняется натрием .


Следовательно вторая из приведёных формул и будет структурной


формулой этилого спирта . Чтобы подчеркнуть , что в молекуле


спирта содержится гидроксильная чруппа-ОН , соединённая с


углеводородным радикалом , молекулярную формулу этилового


спирта часто пишут так :


СН3-СН2-ОН или С2Н5ОН


Очивидно , здесь мы снова встречаемся с влиянием атомов друг


на друга . Чтобы понять сущность этого влияния , обратимся к


электроному строению молекулы . Характер связей С-СuC-Н нам


уже хорошо известен – это ковалентные q –связи . Атом О2 образует с атомом “H” и с углеводородным радикалом такие же


связи , при этом его наружный электронный слой дополняется до октета .


Формула спирта в таком случае можно изобразить так :


Н Н


Н С С О Н


Н Н


Однако распределение электронной плотности в молекуле спирта


не такое равномерное , как в углеродах . Связь О-Н полимерная ,


так как наибольшая электронная плотность её смещена к атому


О2 , как элементу более электроотрицательному . Атом “Н” оказывается как бы более свободным от электронов , менее


связаным с молекулой и поэтому может сравнительно легко


вытесняется натрием . Смещение электронной плотности можно


показать в формуле следующим образом


Н Н


Н-С-С-О Н


Н Н


О пространственном расположении атомов в молекуле спирта


дают представление модели , изображённые на (рисунки 2)


Как видим , атом кислорода образует ковалентные связи с

другими атомами под некоторым углом друг к другу , а не по


прямой линии . Вспомним , что в наружном электронном слое


наряду с двумя спаренными S-электронами и двумя спареными


р-электронами имеются два неспареных р-электрона . Оси этих


электронных облаков взаимно перпендикулярно . В направлении их и образуются ковалентные связи атома кислорода с другими


атомами (фактически в следствии гибридизации и действия других факторов валентный угол несколько отклоняется от


прямого). Мы знаем , что молекуле воды имеет подобное пространственное строение .


Гомологический ряд спиртов .


Этиловый спирт –один из членов гомологического ряда .


Другие спирты ряда имеют аналогичное химическое и электронное строение . Первый член ряда метиловый спирт .


Н


Н –С –О –Н


Н


Ближащий следующий гомолог этилого спирта пропиловый спирт.


Н Н Н


Н –С –С –С –О –Н


Н Н Н


В молекулах спиртов может содержаться не одна , а две и больше гидроксильных групп как мы уже видели на примере


реакции с натрием и убедимся ещё далее , наличие гидроксильных


групп в молекулах обусловливает характерные химических свойства спиртов , т.е. их химическую функцию .


Такие группы атомов называются функциональными группами .


Спиртами называются органические вещества , молекулы которых

содержат одну или несколько функциональных гидроксильных


групп , соединённых с углеводородным радикалом


Они могут расматриваться поэтому как производные углеводородов ,


в молекулах которых один или несколько атомов водорода


заменены на гидроксильные группы .


Спирты приведённого высше ряда можно считать производно


предельных углеводоров , в молекулах которых один атом водорода заменён на гидроксильную группу . Это гомологический


ряд предельных одноатомных спиртов . Общая формула веществ


этого ряда СпН2п+ОН или R-OH .


Таблица №1 Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов .










Название спиртов


Формула


Температура


кипения (t)


Метиловый (метанол)


Этиловый (этанол)


Пропиловый (пропанол-1)


Бутиловый (бутанол-1)


Аниловый (пентанол-1)


Гексиловый (гексанол-1)


Гептиловый (гептанол-1)


СН3ОН


С2Н5ОН


С3Н7ОН


С4Н9ОН


С5Н11ОН


С6Н13ОН


С7Н15ОН


64,7


78,3


97,2


117,7


137,8


157,2


176,3



Согласно систематической номеклатуре названия спиртов ,


производится от названий спиртов , соответствующих углеводородов с добавлением суфикса -0^ ; цифрой указывают атом углерода при


котором находится гидроксильная группа . Нумерацию углеродных


атомов начинают с того конца , к которому ближе функциональная


группа .


Изомерия спиртов обуславливается как изомерией углеводородного


скелета , так и положением гидроксильной группы .


Химические свойства .


Спирты горят при поджигании , выделяет кислоту , например:


С2Н5ОН+3О2 -2СО+3Н2О+137


однако при горении у них наблюдаются и различия . Нальём по одному миллилитру разных спиртов в форфоровые чашки и подожжём жидкости . Заметим , что спирты –первые члены ряда –


легко воспламеняются синеватым почти не светящимся пламенем , и


после сгорания их остаётся чёрный налёт .


Взаимодействие этилого спирта с натрием .


2С2Н5ОН+2Na –2C2Н5Оna+H2


Продукт замещения водорода в э.с. называется этилатом натрия , он может быть выделен после реакции в твёрдом виде. Также реагируют


со щелочными металлами другие растворимые спирты образуя


соответствующие алкоголиенты .


Однако спирты к классу кислот не относятся , так как степень дисоциации их крайне незначительна , даже меньше чем у воды , их


растворы неизменяют окраску индикаторов .


Положение степени дисоциации спиртов по сравнению с водой можно


обьяснить влиянием углеводородного радикала : смещение радикалом


электронной плотности связи . 6 –0 в сторону атома кислород ведёт


к увиличению на последнем частичного отрицательного заряда вседствии чего он прочнее удерживает атом водорода .


Можно повысить стпень , если в молекулу ввести заместитель


притягивающий к себе электроны химической связи . Так , степнь


дисоциации если 2 –хлорэтанола ClCu2 –CH2OH возрастает в несколько


раз по сравнению с этанолом (этиловым спиртом) .


У спиртов может вступать не только гидроксильный атом водорода ,


но и вся гидроксильная группа . Если в колбе с присоеденённым к ней холодильник

ом нагревать этиловый спирт с галогеноводородной


кислотой , например с бромоводородной (для образования бромоводорода берут смесь бромида калия или бромида натрия с


серной кислотой) , то через некоторое время можно заметить , что в


пробирке под слоем воды собирается тяжёлая жидкость–броэтан .


С2Н5ОН+НBr–С2Н5Br+H2O


Эта реакция тоже идёт с ионым расщиплением ковалентной связи С-О

Она напоминает нам реакцию оснований и этилового спирта , образуется бромистан .


При нагревании с концентрированной кислотой в качестве католизатора


спирты легко дигидратируются , т.е. отщепляет воду . Из этилового


спирта при этом образуется этилен .


Н Н


Н –С –С –Н –СН2=СН2+Н2О


Н ОН


Дигидрация последующих ломологов приводит к получению других


непредельных углеводородов .


Н Н Н


Н –С –С –С –Н СН3 –СН =СН2+Н2О


Н Н ОН


При несколько иных условиях дигидрация спиртов может , происходить с отщиплением молекулы воды не от каждой молекулы


спирта , а от двух молекул . Так , при более слабом нагревания этилового спирта с серной кислотой (не выше +140 С и при избытке


спирта) диэтиловый эфир .


С2Н5ОН+ОНС2Н5 –С2Н5 –О –С 2Н5+Н2О


Диэтиловый эфир –летучая , легко воспламеняющаяся жидкость , применяют в медицине в качестве наркоза . Он относится к классу простых эфиров–органических веществ , молекулы которых состоят из


двух углеводородных радикалов , соединёных посредственно атома


кислорода .


С диэтиловым эфиром мы встречались когда выяснили строение этилового спирта . Из двух возможных структур отвечающих формуле


С2Н6О , мы выбрали одну позволяющую понять свойства спирта . Другая не принетая нами формула хотя она также отвечает правилом


важности , выражает стрение диментилового эфира . Имея одну и эту же молекулярную формулу , эти вещества , следовательно , являются изомерами , принадлежат к различным классам органических соединений .


Физические свойства.


Вы , несомненно обратили внимание , что , в отличие от ранее рассматривавшихся предельных и непредельных углеводородов , в данном гамологическом ряду ней газообразных веществ , уже первый член ряда –метиловый спирт –жидкость. Как обьяснить такое повышение


температуры кипения веществ . Может тем , что при вступлении атома


кислорода в молекулу сильно возрастёт молекулярная масса вещества


Но у метилового спирта молекулярная масса –32 , у пропана –44 , однако и он представляет собой газообразное вещество . Тогда что же


удерживает молекулы метилового спирта , сами по себе довольно лёгкие , в жидком состоянии ?


В молекулах спирта , как мы выяснили , углеводородный радикал и атом кислорода не на одной прямой , а под некоторым углом друг к другу . У атома О2 имеются ещё свободные электронные пары . Поэтому он может взаимодействовать с атомом водорода другой молекуы , имеющий некоторый положительный заряд в результате


смещения электронов к атому кислороду (рис.3 а) . Так между атомами возникает водородная связь , которая обозначается в формулах


точками :


Прочность водородной связи значительно меньше обычной ковалентной связи (примерно в десять раз) . За счёт водородных связей молекулы спирта оказываются ассоциированными , как бы прилипли друг к другу . Поэтому на разрыв этих связей необходимо затратить дополнительную энергию , чтобы молекулы стали свободными и вещество преобрело летучесть . Это и является причиной более высокой температуры кипения всех спиртов по сравнению с соответствующими углеводородами . Теперь можно понять почему вода при такой небольшой молекулярной массе имеет необычно высокую температу кипения (рис.35) .


Водородные связи могут установливаться и между молекулами спирта


и воды (рис.31в) . Именно этим обьясняется растворимость спиртов в отличие от углеводородов , которые из-за малой полярности связей


С–Н не образуют с водой водородных связей и поэтому не растворяется в ней . норастворимость спиртов в воде (вспомним , что члены гамологических рядов при сходстве свойств имеют индивидуальные различия) . Если в равные обьёмом воды в стаканчиках


мы прильём по одинаковому обьёму (например 5мл.) , метилового ,


пропилового, этилового, бутилового и аминового спиртов и перемешаем


жидкости , то заметим , что первые три спирта расворяются полностью


а бутиловый и особенно аминовый спирты в меньшей степени . Понижение растворимости можно обьяснить тем , что , чем больше углеводородный радикал в молекуле спирта , тем труднее гидроксильной группе удержать такую молекулу в растворе за счёт образования водородных связей (углеводороды в воде не растворимы)


Применение и получение спиртов .


Получение .


До начала 30-х годов 20 века его получали исключительно сбраживанием пищ углеводсодержащего сырья , и при обработки зерна


(рожь , ячмень , кукуруза , овёс , просо) . В 30-е по 50-е годы было разработанно несколько способов синтеза Э.С. из химического сырья


например : лидрирования ацентальдецида и д.р. . Оси современных способов –односейадистная (прямая) гидраитация . Этилена


(CU2=CU2+H2O –C2H5OH) , осуществляется на фосфорно-кислотном


католизаторе при 280-300 С и 7,2-8,3 Мн/м (72-83 кг/см ). Так , в США


в 1976 г. было выработано около 800 тыс. тонн этонола , в т.ч. 550 тыс. тонн прямой гидротацией (остальное сбраживание пищевого сырья) . В других странах (СССР , Франция и др.) Э.С. получают также двухстадийной (сернокислотной гидраитацией этилена при :


75-80 С и 2,48 Мн/м/24,8 нес/м ) этилен взаимодействует с


концетрированой серной кислотой с образованием смеси моно и


диэнтилеульфатов [С2Н5OSO2ОН и (С2Н5О)2SO2] , которые затем


гидрилизуясь при 100 С и 0,3-0,4 Мн/м дают Э.С. и Н2SO4 .


В ряде стран Э.С. получают также сбраживанием продуктов гидролиза растительных материалов . Очистку технических Э.С.


проводят различными способами . Пищевой спирт-сырец , обычно освобождают от примесей (сивушные масла и др.) рекитификацией .


Слинтентичиский Э.С. очищают от этилового эфира , ацетальдегида и др. рекитификаций в присутствии щёлочи и гидрированием в паровой


фазе на никелевых католизаторах при 105 С и 0,52 Мн/м (5,2 кгс/см)


Спирт –рекитификат представляет собой асеотропную смесь Э.С. с


Водой (95,57% спирта t кипения 78,15 С . ) . Для многих целей требуется обезвоженый , Т.Н. абсолютный , Э.С. Последний в промышленности готовят , воду в виде стройной азеотропной смеси вода-спирит-бензол (специальная добавка) , а в лабороторных условиях-


химическом связыванием воды различными реагентами , окисью кальция , металлическим кальцием или магнием Э.С. , предназначеный для технических и бытовых целей , иногда денантурируют .


Применение .


На многих производствах спирты применяются в качестве растворителей . В химической промышленности они используются для


различных синтезов . Метиловый спирт в больших количествах идёт на получение формальдегида , используемого в производстве пластмасс


уксусной кислоты и других органических веществ . В настоящее время


разрабатывается много новых технологических процессов на основе использования метилового спирта как исходного продукта , поэтому значение его в промышленном производстве нужных народному хозяйству , веществ и материалов будет всё более возрастать .


Перспективным считается использование метилового спирта в качестве


моторного топлива т.к. добавка его к бензину повышает актановое число горючей смеси и снижает образование вредных веществ в выхлопных газах .


Этиловый спирт в больших количествах идёт на производство синтетического каучука . Окислением спирта получают пищевую уксусную кислоту . Путём его дигидратации готовят диэтиловый (медицинский) эфир , с взаимодействием с хлороводородом получают хлорэтан , для местной анестозии. Спирт применяется при изготовлении


многих лекарств . В парфюмерии он идёт на изготовление духов и адеколонов .


Охрана окружающей среды .


Спирты оказывают негативное воздействие на организм . Особенно ядовит метиловый спирт . Самое незначительное количество его при


приёме внутрь разрушает зрительный нерв и вызывает необратимую


слепоту . 5-10 мл спирта вызывает сильное отравление организма , а 30 мл могут привести к смертельному исходу . Этиловый спирт-наркотик , при приёме внутрь он вследствие высокой растворимости быстро всасывает в кровь и сильно действует на организм . Под влиянием спиртного у человека ослабляется внимание затормаживается


реакция нарушается корреляция движения , появляется развязанность,


грубость в поведении и т.д. , всё это делает его неприятным в обществе . Но вследствии употребления алкоголя ещё более опасны , т.к. у пьющего человека появляется привыкание , погубное пристрастие


к нему и в конце в концов он тяжело заболевает алкоголизмом . Спирт поражает слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта , что


ведёт к возникновению гастрита язвенной болезни желудка , двенадцатой кишки . Печень , где должно происходить разрушение спирта , не справляясь с нагрузкой , начинает перерождаться в результате возможен цирроз . Проникая в головной мозг спирт отравляюще действует на нервные клетки , что проявляется в нарушении сознания , речи , умственных способностей , в появлении , тяжёлых психических растройств и ведёт к деградации личности . Особенно опасен алкоголь для молодых людей , так как в растущем организме интенсивно протекают процессы обмена веществ и они особенно чувствительны к алкоголическому воздействию . Поэтому у молодых быстрея , чем у взрослых , может появиться заболевание – алкоголизм .


Все виды спиртного должны быть полностью исключены из жизни молодёжи !!!

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Спирты

Слов:2633
Символов:21134
Размер:41.28 Кб.