Alcooli - Chimie

10.1. Scurt istoric

Chimia este o știință strâns conectată de viața și activitățile oamenilor. Acest lucru a făcut ca în multe situații în care un anumit compus des utilizat în practică, să atribuie totodată numele său unei întregi clase de compuși. Un astfel de exemplu ar fi alcoolul etilic sau etanolul care a fost utilizat încă din antichitate și cunoscut drept „alcool” și de la care își are originea numele clasei de compuși organici – alcooli.

Alcool, din limba arabă, al Kohl = pudră fină, dar totodată are sens de esență a unui lucru. În mod specific, termenul face referire la lichidul rezultat din distilarea vinului – alcoolul, care constituie esența acestuia.

Încă din cele mai vechi timpuri, vinul a prezentat importanță pentru om, fiind cunoscut și utilizat. Acest lucru este justificat de frescele din piramide care redau procesul de obținere a vinului din struguri de către vechii egipteni încă din secolul al XV-lea î. Hr.

Alcoolii constituie o clasă de compuși organici care prezintă în moleculă o grupă hidroxil „–OH” legată de un atom de carbon implicat doar în formarea de legături simple σ (atom de carbon saturat).

Formula generală: R–OH

Poliolii sunt compuși care prezintă în moleculă mai multe grupe hidroxil legate de atomi de carbon saturați, câte una la un atom de carbon.

10.2. Denumirea alcoolilor

Un alcool se denumește prin adăugarea sufixului „-ol” la numele alcanului cu același număr de atomi de carbon.

Exemple de alcooli:

metanol	etanol	glicerina
CH₃–OH	CH₃–CH₂–OH

În cazul alcoolilor care prezintă în moleculă 3 sau mai mulți atomi de carbon, este necesară precizarea poziției grupei hidroxil, „–OH”. Totodată, pentru alcoolii care prezintă în moleculă mai multe grupe „–OH”, este necesară precizarea numărului prin prefixul corespunzător: di-, tri-, etc.

Sunt unele situații în care se utilizează și o modalitate mai veche de formare a denumirii alcoolului, pornind de la cuvântul „alcool” urmat de numele radicalului hidrocarbonat, la care se adaugă sufixul „-ic”. De exemplu, metanol sau alcool metilic; etanol sau alcool etilic.

Sunt alcooli care prezintă și denumiri uzuale, cum ar fi:

spirt alb (pentru etanol);
glicol;
glicerină.

10.3. Clasificarea alcoolilor

Criteriile de clasificare ale alcoolilor, sunt după:

natura catenei hidrocarbonate: alcool aromatic, alcool saturat, alcool nesaturat.
numărul de grupări hidroxil (–OH) din moleculă: alcool monohidroxilic, di-, tri-, etc.
tipul de atom de carbon de care este legată gruparea hidroxil „–OH”.

În funcție de tipul de atom de carbon de care este legată gruparea hidroxil „–OH”, alcoolii se clasifică în:

alcooli primari: grupa „–OH” este legată de un atom de carbon primar: R-CH₂-OH;
alcooli secundari: grupa „–OH” este legată de un atom de carbon secundar: R₂CH-OH;
alcooli terțiari: grupa „–OH” este legată de un atom de carbon terțiar: R₃C-OH.

10.4. Structura alcoolilor

Structura unui alcool se înțelege mai ușor dacă se compară formula generală a alcoolilor, R–OH cu formula apei H–OH sau H₂O. Prin înlocuirea atomului de hidrogen din molecula apei cu un radical alchil, „R–”, rezultă formula alcoolului R–OH. Conform experimentelor, unghiul dintre legăturile C–O–H prezintă valoarea de 109° în majoritatea alcoolilor, fiind o valoare apropiată de cea a unghiului dintre legăturile H–O–H, care este de 105°.

Figura 10.1 Formula plană a moleculei de apă și valoarea unghiului dintre legăturile H–O–H (105°).

Figura 10.2 Formula plană a moleculei de metanol (alcool) și valoarea unghiului dintre legăturile C–O–H (109°).

Figura 10.3 Modelul spațial al moleculei de apă (a) și metanol (alcool) (b).

Conform datelor din tabelul periodic, electronegativitatea următorilor atomi crește în ordinea: H < C < O.

Legăturile C–O–H din alcooli sunt polare. Deoarece atomul de oxigen este mai atrăgător de electroni, pe acesta se găsește o densitate de sarcină negativă, față de atomii de hidrogen și carbon, unde apar densități de sarcină pozitivă. Această polarizare a moleculei de alcool favorizează apariția unor forțe de atracție electrostatică între atomul de hidrogen dintr-o grupă hidroxil „–OH” și atomul de oxigen al altei grupe.

Figura 10.4 Polaritatea moleculei de apă.

Figura 10.5 Polaritatea moleculei de metanol (alcool).

Figura 10.6 Zone cu densitate de sarcină negativă și pozitivă pentru modelele spațiale ale moleculei de apă (a) și metanol (alcool) (b).

În acest fel, între moleculele de alcool se stabilesc interacții de natură fizică, denumite legături de hidrogen. Astfel, moleculele de alcool stabilesc legături de hidrogen:

între ele;
cu moleculele de apă;
cu molecule ale altor compuși care prezintă atomi de oxigen.

Figura 10.7 Legături de hidrogen stabilite între moleculele de apă (a) și între moleculele de etanol (b).

10.5. Proprietăți fizice

În cazul alcoolilor inferiori, proprietățile fizice ale acestora sunt influențate într-o proporție mai mare de prezența în molecula a grupării hidroxil „–OH”, față de radicalul hidrocarbonat.

Alcoolii în stare lichidă și solidă alcătuiesc asocieri moleculare de tip (R–OH)_n, unde n reprezintă numărul de molecule asociate prin legături de hidrogen. Valoarea lui n se schimbă continuu, astfel încât ”roiuri” de molecule de alcool asociate sunt unite între ele.

Moleculele asociate prin legături de hidrogen prezintă următoarele caracteristici:

prezintă puncte de fierbere și de topire ridicare;
au vâscozitate mare;
au tensiunea de suprafață sau tensiunea superficială mare.

Alcooli care prezintă mase molare mici se numesc alcooli inferiori. Aceștia sunt lichizi. Exemple de alcooli inferiori: metanol, etanol, glicerină.

Alcoolii se caracterizează prin puncte de fierbere mai ridicate comparativ cu alcanii corespunzători, întregistrând valori ale punctelor de fierbere care cresc odată cu creșterea numărului de grupări hidroxil „–OH” din moleculă.

Figura 10.8 Temperaturile de fierbere ale unor alcani și alcooli cu același număr de atomi de carbon în moleculă - comparație.

Punctele de fierbere ale metanolului, etanolului și glicerinei cresc în ordinea: p.f. _metanol < p.f. _etanol < p.f. _glicerină.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Solubilitatea alcoolilor

Mod de lucru: Într-un stativ în care se află o serie de eprubete curate și uscate, în câte două se aduc compușii organici:

parafină;
etanol;
glicerină.

Fiecare dintre aceștia trebuie să ocupe un volum aproximativ de 1 cm³. Fiecărei perechi de eprubete i se adaugă următorii solvenți, astfel:

în prima eprubetă se aduce apa într-un volum aproximativ de 5 mL;
în eprubeta a doua se aduce tetraclorură de carbon, CCl₄ (solvent organic), într-un volum aproximativ de 5 mL.

Se agită fiecare eprubetă.

Observații: Sunt cuprinse în tabelul de mai jos.

Nr. eprubetă	Substanța	Solvent	Observații	Concluzii
1.	Parafină	H₂O	Substanța solidă și apă.	Parafina nu se dizolvă în apă.
2.	Parafină	CCl₄	Substanța solidă se dizolvă.	Parafina se dizolvă în CCl₄.
3.	Etanol	H₂O	Nu se observă nicio modificare.	Etanolul se dizolvă în apă.
4.	Etanol	CCl₄	Se formează două straturi de lichid.	Etanolul nu se dizolvă în CCl₄.
5.	Glicerină	H₂O	Nu se observă nicio modificare.	Glicerina se dizolvă în apă.
6.	Glicerină	CCl₄	Se formează două straturi de lichid.	Glicerina nu se dizolvă în CCl₄.

Alcoolii sunt ușor solubili în apă. Alcoolul metilic și etilic formează amestecuri omogene cu apa în orice proporție.

Figura 10.9 Modelarea formării legăturilor de hidrogen între moleculele de apă și etanol.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Tensiunea superficială a alcoolilor

Mod de lucru: Într-un cilindru gradat sau într-o eprubetă se aduc etanol și într-un recipient similar, glicerină. Se analizează lichidul care curge. Se agită ușor eprubetele și se observă lichidul în contact cu pereții de sticlă.

Observații: Glicerina curge mai lent, comparativ cu etanolul; după agitare, glicerina întârzie pe pereții eprubetei; în ambele recipiente, alcoolii lichizi aderă de pereții vasului și formează un menisc datorită tensiunii de suprafață (tensiunii superficiale) mari.

Alcoolii lichizi aderă la pereții vasului și formează un menisc. Acest fenomen este explicat de tensiunea superficială mare a alcoolilor. În eprudeta din stânga este meniscul format de către glicerină, iar în eprubeta din dreapta este meniscul format de către etanol.

Figura 10.10 Alcoolii lichizi aderă la pereții vasului și formează un menisc. Acest fenomen este explicat de tensiunea superficială mare a alcoolilor. În eprudeta din stânga este meniscul format de către glicerină, iar în eprubeta din dreapta este meniscul format de către etanol.

Glicerina este un alcool trihidroxilic (triol), deoarece în fiecare moleculă a acesteia se află 3 grupe hidroxil „–OH”. Acestea formează legături de hidrogen cu moleculele vecine. Coeziunea dintre molecule este mai mare în cazul glicerinei, comparativ cu etanolul.

Glicerina este mai vâscoasă și prezintă tensiune superficială mai mare față de etanol.

10.6. Reacții de obținere

Hidroliza derivaților halogenați

Condiții de reacție pentru hidroliza derivaților halogenați: soluție apoasă de baze tari (NaOH, KOH);

Observație: vor reacționa doar derivații halogenați care prezintă atomul de halogen legat de un atom de carbon saturat.

Compușii care rezultă în urma reacției de hidroliză depind de structura compusului halogenat.

Figura 10.11 Schema generală a reacției de hidroliză a unui compus monohalogenat cu obținerea unui alcool.

Figura 10.12 Eliminarea hidracidului și formarea alcoolului - reacția de hidroliză a unui compus monohalogenat scrisă desfășurat.

Exemple de reacții de hidroliză ale unor compuși monohalogenați:

Figura 10.13 Reacția de hidroliză a cloretanului în urma căreia se obține etanol.

Figura 10.14 Reacția de hidroliză a 2-bromopropan în urma căreia se obține 2-propanol.

Figura 10.15 Reacția de hidroliză a clorurii de benzil în urma căreia se obține alcoolul benzilic.

Observație:

În cazul în care derivații dihalogenați sunt vicinali, prin reacția de hidroliză se obțin dioli.

În cazul în care derivații trihalogenați sunt vicinali, prin reacția de hidroliză se obțin trioli.

În reacția de hidroliză a derivaților halogenați, aceștia prezintă reactivitate diferită și dependentă de structura acestora. Anumiți compuși hidrolizează la tratarea cu o soluție diluată de NaOH sau prin simpla fierbere cu exces de apă. Alți compuși hidrolizează doar în prezența unor soluții concentrate de hidroxizi alcalini.

Sunt compuși halogenați cu reactivitate scăzută acei compuși halogenați în care atomul de halogen este legat de un atom de carbon implicat într-o legătură dublă sau de un atom de carbon dintr-un nucleu benzenic.

Au reactivitate scăzută: clorura de vinil și clorura de fenil.

În anumite condiții speciale, unii compuși halogenați care prezintă reactivitate scăzută pot hidroliza.

Reducerea compușilor carbonilici

Reacția de reducere constă în adiția hidrogenului la legăturile multiple eterogene, cum ar fi C=O, C≡N și altele.

Condiții de reacție pentru reducerea compușilor carbonilici:

H₂ și catalizatori (Ni, Pt, Pd);
hidruri complexe (LiAlH₄, NaBH₄) în soluție eterică;
sistem donor de protoni și electroni (Na+C₂H₅–OH).

Primii 2 reactanți în prezența cărora poate avea loc reacția de reducere a compușilor carbonilici, sunt cei mai importanți. De cele mai multe ori, reacțiile de reducere cu hidruri complexe se desfășoară în condiții foarte blânde și cu randamente mari.

În urma reacțiilor de reducere:

aldehidele se transformă în alcooli primari;
cetonele se transformă în alcooli secundari.

Astfel, reducerea aldehidelor și cetonelor reprezintă o metodă importantă de obținere a alcoolilor primari și secundari.

Figura 10.16 Schema generală a reacției de reducere a unei aldehide, obținându-se un alcool primar.

Figura 10.17 Schema generală a reacției de reducere a unei cetone, obținându-se un alcool secundar.

Figura 10.18 Reacția de reducere a etanalului (acetaldehidei) în prezență de Ni (nichel), obținându-se etanol (alcool etilic).

Figura 10.19 Reacția de reducere a benzaldehidei în prezență de LiAlH₄, conducând la alcool benzilic.

Figura 10.20 Reacția de reducere a propanonei (acetonei) în prezență de Ni, obținându-se 2-propanol.

Figura 10.21 Reacția de reducere a fenil-metil-cetonei (acetofenonei) în prezență de LiAlH4, obținându-se 1-feniletanol.

Reducerea compușilor carbonilici nesaturați

Figura 10.22 Hidrogenarea și reducerea 3-butenal, conducând la butanol.

Figura 10.23 Reacție de reducere a unui compus care prezintă în moleculă și grupare ceto și grupare aldehidică conduce la obținerea unui diol.

Reducerea monozaharidelor

Aldozele sau cetozele conțin în moleculă o grupare carbonil. Prin reducerea lor cu hidrogen în prezență de Ni (nichel) sau cu amalgam de sodiu și acid, se obțin alcooli polihidroxilici. Prin reducerea hexozelor se obțin hexitoli.

Figura 10.24 Schema generală a reacției de reducere a aldozelor și cetozelor, obținându-se alditol.

Figura 10.25 Reacția de reducere a D-glucozei la D-sorbitol.

Reducerea cetozelor transformă atomul de carbon din grupa carbonil în carbon asimetric, obținându-se astfel 2 alditoli izomeri care diferă între ei prin configurația acestui atom de carbon.

Figura 10.26 Reacția de reducere a D-fructozei (cetoză), conducând la D-sorbitol și D-manitol.

Figura 10.27 Reacția de reducere a ribulozei (o cetoză) care conduce la pentitolii ribitol și D – arabitol.

Oxidarea blândă a alchenelor

Reacția de oxidare blândă a alchenelor are loc în soluție apoasă neutră sau slab bazică de permanganat de potasiu (reactiv Bayer).

Acțiunea agentului oxidant rupe legătura π din legătura dublă a alchenelor și formează dioli. Diolii sunt compuși care prezintă două grupări hidroxil (–OH) la cel 2 atomi de carbon vecini (dioli vicinali). Prin ruperea legăturii π în cadrul acestei reacții, la fel ca și în reacția de adiție, rezultă un compus saturat stabil.

Figura 10.28 Ecuația generală a reacției chimice de oxidare blândă a alchenelor scrisă simplificat pentru a evidenția doar reactivii și produșii de reacție (R, R’ – radicali alchil care pot fi identici sau diferiți).

Figura 10.29 Oxidarea blândă a etenei cu obținere de etandiol sau 1,2-etandiol sau glicol - reacție simplificată.

Figura 10.30 Oxidarea blândă a propenei cu reactiv Bayer - reacție completă.

Adiția apei la alchene

Adiția apei la alchene se realizează în prezență de acid sulfuric, H₂SO₄ concentrat și se obțin alcooli.

Figura 10.31 Reacția generală de adiție a apei la alchenele simetrice.

Figura 10.32 Reacția de adiție a apei la etenă, cu obținere de etanol.

În ceea ce privește alchenele nesimetrice, adiția apei se face conform regulii lui Markovnikov.

Figura 10.33 Reacția generală de adiție a apei la alchenele nesimetrice.

Rezultă un alcool secundar în care gruparea hidroxil (–OH) este legată de un atom de carbon secundar.

Figura 10.34 Reacția de adiție a apei la propenă, cu obținere de 2-propanol (alcool izopropilic)

Obținerea metanolului din metan

Figura 10.35 Un amestec de metan și oxigen se încălzește la 400°C, sub o presiune de 60 atm și se formează alcool metilic (metanol).

Obținerea metanolului din gazul de sinteză

Figura 10.36 În urma arderii incomplete a metanului rezultă gazul de sinteză (amestec de monoxid de carbon și hidrogen, în raport molar 1:2).

Gazul de sinteză este utilizat pentru sinteza de alcani superiori și alcool metilic (metanol). Hidrogenul poate fi utilizat pentru sinteza amoniacului și în alte scopuri.

Obținerea etanolului din glucoză

Prin fermentație alcoolică, glucoza se transformă în alcool etilic utilizat la prepararea băuturilor alcoolice.

Figura 10.37 Fermentația alcoolică.

Hidroliza alcoxizilor

Figura 10.38 În prezența apei, alcoolații (alcoxizii) alcalini hidrolizează puternic. Reacția de hidroliză a etoxidului de sodiu conduce la alcool etilic.

Hidroliza acidă sau alcalină a esterilor

Hidroliza în mediu acid

Esterii sunt derivați funcționali ai acizilor carboxilici, prin a căror hidroliză conduc la acidul carboxilic de la care provin. Acest aspect este valabil pentru toți derivații funcționali ai acizilor carboxilici. Pe lângă refacerea acidului, în reacția de hidroliză a esterilor se mai obține și alcool.

Figura 10.39 Reacția detaliată de hidroliză acidă a esterilor.

Figura 10.40 Schema generală a reacției de hidroliză acidă a esterilor (reacție reversibilă), în urma căreia se obțin un acid carboxilic și un alcool.

Condiții de reacție: catalizatori acizi tari (H₂SO₄).

Hidroliza esterilor în mediu acid este o reacție opusă reacției de esterificare și este o reacție reversibilă. Deplasarea echilibrului spre dreapta este favorizată de excesul de apă.

Figura 10.41 Reacția de hidroliză în mediu acid a acetatului de etil conduce la acid acetic și alcool etilic.

Hidroliza în mediu bazic

Hidroliza în mediu bazic a esterilor este o reacție ireversibilă. În urma reacției se obține sarea acidului carboxilic și alcoolul.

Figura 10.42 Schema generală a reacției de hidroliză bazică a esterilor, în urma căreia se obțin sarea acidului carboxilic și alcoolul.

Condiții de reacție: prezența bazelor tari (NaOH, KOH).

Figura 10.43 Reacția de hidroliză în mediu bazic (NaOH) a acetatului de etil conduce la acetat de sodiu și alcool etilic.

Hidroliza triacilglicerolilor sau trigliceridelor

Triacilglicerolii sau trigliceridele sunt componentele principale din grăsimile naturale. Acești compuși prezintă în moleculă 3 grupe esterice care pot hidroliza în mediu acid și bazic.

Figura 10.44 Reacția de hidroliză a unei trigliceride simple în mediu acid, din care se obțin glicerol și acid gras. Reacția este reversibilă.

Figura 10.45 Reacția de hidroliză a unei trigliceride simple în mediu bazic, din care se obțin glicerol și săpunul de sodiu (sarea de sodiu a acidului gras). Reacția este ireversibilă.

Alchilarea cu oxid de etenă (etoxilare)

Figura 10.46 Alchilarea cu oxidul de etenă a moleculei de apă, în mediu acid sau bazic, conduce la 1,2-etandiol (etilenglicol).

În această reacție se introduce în moleculă grupa etoxi (-CH₂-CH₂-O-) și se formează astfel noi legaturi covalente O–C sau O–N. Aceste reacții se numesc reacții de etoxilare sau etoxilări.

Etilenglicolul (1,2-etandiol) se utilizează la fabricarea polietilenteraftalatului (PET) și ca agent antigel.

10.7. Proprietăți chimice

Caracter acid

Alcoolii, împreună cu fenolii și acizii carboxilici sunt compuși care manifestă caracter acid. Acesta este dat de grupa –OH și prezintă variații în funcție de polaritatea legăturii O–H și de stabilitatea bazelor conjugate.

Conform experimentelor, aciditatea compușilor enumerați crește în ordinea: alcooli < fenoli < acizi carboxilici.

Seria de aciditate crește în ordinea: HC≡CH < R-OH < H-OH < Ar-OH < H₂CO₃ < HCN <H₂S < R-COOH < HCl

Alcoolii, R–OH, prezintă în moleculă un radical hidrocarbonat saturat care exercită un efect respingător de electroni și mărește densitatea de electroni la atomul de oxigen. În acest fel, legătura O–H din alcooli este mai puțin polară decât legătură O–H din apă. Prin urmare, alcoolii cedează mai greu protoni (H⁺), comparativ cu apa. Alcoolii sunt acizi mai slabi decât apa. Constantele lor de aciditate sunt de ordinul 10^-16 – 10^-18 (pk_a = 16 – 18).

Alcoolii nu ionizează puternic în soluție apoasă. Alcoolii nu schimbă culoarea indicatorilor acido-bazici, însă au capacitatea de a reacționa cu metalele active, cum ar fi: Na, K, Mg, Al. De exemplu, metalele alcaline intră în reacție cu alcoolii anhidri și formează alcoolați sau alcoxizi (R–O^-Me⁺) și cu degajare de hidrogen.

Figura 10.47 Reacția dintre etanol (alcool etilic) și sodiu conduce la etanolat de sodiu (etoxid de sodiu) și hidrogen (care se degajă).

Deoarece alcoolii sunt acizi mai slabi decât apa, reacția metalelor alcaline cu alcoolii anhidri este mai puțin violentă, comparativ cu reacția metalelor cu apa.

Sistemul etanol – sodiu se folosește ca agent reducător pentru reducerea compușilor carbonilici la alcooli.

Alcoolații alcalini sunt substanțe ionice și în stare pură sunt solide cristalizate. Anionii alcoolat (R–O^-) sunt baze conjugate ale alcoolilor corespunzători. Datorită faptului că alcoolii sunt acizi foarte slabi, mai slabi decât apa, alcoolații sunt baze tari, mai tari decât ionul hidroxid (HO^-). Anionii alcoolat pot deplasa ionii hidroxid din apă.

Alcoolații alcalini hidrolizează puternic în prezența apei.

Figura 10.48 Reacția dintre etoxidul de sodiu și apă conduce la alcool etilic și hidroxid de sodiu. Echilibrul acestei reacții este deplasat în totalitate spre dreapta și se regenerează cantitativ alcoolul.

Alcoolii NU reacționează cu hidroxizii.

Figura 10.49 Reacția dintre metanol și potasiu conduce la metoxidul de potasiu și degajare de hidrogen.

Figura 10.50 Reacția dintre etanol și magneziu conduce la etoxid de magneziu și degajare de hidrogen.

Figura 10.51 Reacția dintre etanol și sodiu conduce la etoxid de sodiu și degajare de hidrogen.

Figura 10.52 Reacția dintre 2-propanolat de potasiu și apă reface alcoolul (2-propanolul) și se mai obține hidroxid de potasiu (KOH).

Oxidarea blândă a alcoolilor (cu K₂Cr₂O₇/H₂SO₄)

Condiții de reacție pentru oxidarea blândă a alcoolilor: soluție diluată de K₂Cr₂O₇ și H₂SO₄.

Soluția de dicromat de potasiu acidulată cu acid sulfuric nu scindează (nu rupe) moleculele alcoolilor. În prezența acestei soluții oxidante, alcoolii primari se oxidează la aldehide.

Figura 10.53 Schema generală a reacției de oxidare blândă a alcoolilor primari (se obține și o moleculă de apă).

Figura 10.54 Reacția de oxidare a alcoolului etilic la etanal, în prezență de K₂Cr₂O₇ (dicromat de potasiu) și H₂SO₄ (acid sulfuric).

Prin oxidarea blândă a alcoolilor primari, rezultă aldehide, iar prin oxidarea alcoolilor secundari, se formează cetone.

Figura 10.55 Reacția de oxidare blânda a 2-propanolului conduce la propanonă (o cetonă).

Figura 10.56 Dacă se prelungește timpul de contact al aldehidelor obținute cu agentul oxidant, atunci acestea se oxidează mai departe la acizi.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Oxidarea blândă a etanolului

Reactivi și ustensile: K₂Cr₂O₇ soluție 2%, H₂SO₄ soluție diluată, etanol, eprubetă.

Mod de lucru: Se introduce într-o eprubetă 2 mL de soluție K₂Cr₂O₇ și 1 mL de soluție H₂SO₄. Se adaugă 1 mL etanol, se introduce eprubeta într-o baie de apă și se încălzește până când culoarea portocalie se schimbă în verde. La final, se adaugă 1-2 mL de n-hexan și se agită.

Se transferă apoi substratul organic într-o altă eprubetă, se adaugă 1-2 mL de soluție Tollens și se încălzește pe baie de apă.

Observație: Etanolul schimbă în verde culoarea portocalie a K₂Cr₂O₇. Etanolul s-a oxidat la aldehidă (etanal) care reduce reactivul Tollens la acid acetic.

Reacția de oxidare blândă a alcoolilor se poate desfășura și în prezență de Cu (cupru) (catalitic, prin dehidrogenare), prin încălzire (t°C), rezultând compuși carbonilici, conform schemei generale:

Oxidarea energică a alcoolilor primari (cu KMnO₄/H₂SO₄)

Condiții de reacție pentru oxidarea energică a alcoolilor primari: soluție de KMnO₄ și H₂SO₄ (agenți oxidanți mai energici)

Figura 10.57 Schema generală a reacției de oxidare energică a alcoolilor primari în urma căreia se obțin acizi carboxilici.

Figura 10.58 Reacția de oxidare energică a etanolului sau alcoolului etilic la acid etanoic (acid acetic).

Figura 10.59 Procesul redox ce privește reacția de oxidare energică a alcoolului benzilic la acid benzoic în prezență de permanganat de potasiu și acid sulfuric.

Oxidarea alcoolului etilic la acid acetic poate să aibă loc și sub acțiunea unor enzime (fermentația acetică), în urma căreia se obține oțetul alimentar din vin (oțetirea vinului).

Figura 10.60 Reacția chimică de oxidare enzimatică a etanolului la acid acetic (fermentația acetică enzimatică).

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Oxidarea energică a etanolului

Reactivi și ustensile: KMnO₄ soluție diluată, H₂SO₄ soluție concentrată, etanol și eprubetă.

Mod de lucru: Într-o eprubetă se aduc 2 mL de etanol și apoi 2-3 mL de soluție violetă de KMnO₄ și câteva picături de H₂SO₄. Se încălzește ușor și se miroase.

Observații: Soluția de KMnO₄ se decolorează. Etanolul s-a oxidat la acid acetic care are un miros înțepător, specific acizilor.

Deshidratarea alcoolilor

Deshidratarea alcoolilor este o reacție de eliminare. O reacție de eliminare constă în expulzarea (îndepărtarea) de la 2 atomi de carbon vecini a unor atomi sau grupe de atomi care pot forma împreună o moleculă stabilă (de exemplu: H₂O, HCl, etc) și formarea unei legături multiple între cei 2 atomi de carbon.

Pentru a elimina apa din alcool este necesară prezența acizilor minerali tari (H₂SO₄), la temperaturi ridicate sau în prezența unui catalizator (Al₂O₃) la 300-400°C.

Figura 10.61 Reacția de deshidratare a etanolului care conduce la etenă (apare o legătură π). Prin această reacție se obține etenă în laborator din alcool etilic.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Obținerea etenei

Reactivi și ustensile: etanol (94-96%); H₂SO₄ soluție concentrată; eprubetă prevăzută cu un tub în formă literei „U”; bucăți de porțelan.

Figura 10.62 Instalația pentru obținerea etenei. Pe imagine se observă utilizarea unui balon cu fund plat dar se poate folosi și o eprubetă. În eprubeta din dreapta se aduc pe rând, separat în câte o eprubetă, soluție de Br₂ în apă sau într-un solvent organic (CCl₄) de culoare brun-roșcată și soluție violetă de KMnO₄.

Mod de lucru: Într-o eprubetă se aduc 2-3 mL de etanol și apoi 2-3 mL de soluție H₂SO₄ și câteva bucăți mici de porțelan pentru reglarea fierberii. La gura eprubetei se atașează tubul curbat și se încălzește eprubeta cu multă atenție. În momentul în care degajarea etenei a început, capul liber al tubului se introduce într-o eprubetă în care se află:

soluție de Br₂ în apă sau într-un solvent organic (CCl₄), aproximativ 2-3 mL sau
2 mL soluție KMnO₄ 0,5% și 2 mL soluție Na₂CO₃ 0,5%.

Observații: În primul caz se remarcă decolorarea soluției brun-roșcate de brom, iar în al doilea caz se observă decolorarea soluției violete de KMnO₄ (și apariția unui precipitat brun de dioxid de mangan) datorată etenei obținute prin deshidratarea etanolului.

Alcoolii superiori, pot fi și ei supuși deshidratării iar în acest caz se formează majoritar alchena cea mai substituită.

Figura 10.63 Reacția de deshidratarea a 2-butanol în H₂SO₄ 60% la 100°C, conduce la 2-butenă (90%) și 1-butenă (10%).

Reacția de alchilare a arenelor cu alcooli

Figura 10.64 Reacția de alchilare a benzenului cu alcool (metanol) în prezență de acid sulfuric, conducând la metilbenzen (toluen).

Alchilarea alcoolilor cu oxid de etenă

Etoxilarea alcoolilor inferiori

Condiții de reacție pentru etoxilarea alcoolilor inferiori:

temperatură 150°C;
presiune 17-18 atm.

Figura 10.65 Schema generală a reacției de etoxilare a alcoolilor inferiori.

În urma reacției de etoxilare se pot obține:

monoeteri ai glicolului, HO-CH₂-CH₂-O-R, care tehnic se numesc celosolvi; sau
monoeteri ai dietilenglicolului, HO-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-OR, care tehnic se numesc carbitoli.

Figura 10.66 Reacția dintre oxidul de etenă și etanol conduce la eterul monoetilic al glicolului (celosolv).

Figura 10.67 Reacția dintre 2 moli de oxid de etenă și etanol conduce la eterul monoetilic al dietilenglicolului (carbitol).

Celosolvii și carbitolii sunt solvenți foarte buni, care sunt utilizați în industria de lacuri și vopsele, în special pe bază de nitroceluloză, în vopsitorie, în industria textilă, în cosmetică și altele.

Polietoxilarea alcoolilor grași

Condiții de reacție pentru polietoxilarea alcoolilor grași:

temperatură 170°C;
presiune 3,5 atm.

Figura 10.68 Schema generală a reacției de polietoxilare a alcoolilor grași.

În urma acțiunii oxidului de etenă asupra alcoolilor grași, se formează produși polietoxilați, care poartă numele de alchilpoliglicoeteri.

Dependent de raportul molar oxid de etenă : alcool gras, se formează produși cu diferite grade de etoxilare.

Figura 10.69 Reacția dintre 1-octadecanol și oxid de etenă conduce la obținerea unui alcool polietoxilat.

Figura 10.70 Reacția dintre 1-hexadecanol și 20 de moli de oxid de etenă conduce la un alcool polietoxilat.

Moleculele alcoolilor grași polietoxilați sunt substanțe tensioactive, deoarece conțin în moleculă două grupe cu afinități diferite față de apă.

În polietoxilare pot să fie implicați și alcooli nesaturați.

Figura 10.71 Reacția dintre un alcool gras nesaturat (alcool oleilic) și 20 de moli de oxid de etenă conduce la un alcool polietoxilat care este o substanță tensioactivă. Este un detergent neionic.

Figura 10.72 Reacția dintre un alcool gras nesaturat (alcool oleilic) și 6 de moli de oxid de etenă conduce la un alcool polietoxilat.

Figura 10.73 Grupa hidrofobă și grupa hidrofilă din molecula unui alcool polietoxilat.

Atomii de oxigen eterici pot să realizeze legături de hidrogen cu moleculele de apă, deci grupa polieterică este o grupă hidrofilă.

Figura 10.74 Legături de hidrogen stabilite între atomii de oxigen eterici și hidrogenul din moleculele de apă.

Gradul de etoxilare depinde de domeniul de utilizare a compusului polietoxilat. Se notează numărul de atomi de carbon din restul hidrofob cu „n”. În acest fel se folosește gradul de etoxilare:

redus: n/3, pentru obținerea de emulgatori în industria textilă;
mediu: n/2, pentru spălatul lânii și ca agent de umectare;
mare: de la 1-1,5n; în detergenții pentru rufe fine.

Astfel, alcooli grași polietoxilați sunt folosiți ca emulgatori, detergenți neionici, agenți de umectare, agenți de dispersie și altele. Compușii polietoxilați se întâlnesc în compoziția a numeroase produse cosmetice și de uz casnic, cum ar fi: creme, unguente, șampon, detergenți pentru rufe, vase de bucătărie, geamuri, covoare și altele.

Reacția de esterificare

Reacția de esterificare este la bază o reacție de substituție. Se substituie grupa „–OH” din grupa carboxil,

cu grupa „R’–O–” din molecula unui alcool. Esterii sunt compuși organici cu formula generală:

Figura 10.75 Schema generală a unei reacții de esterificare dintre un acid carboxilic și un alcool, din care se obține ester și apă.

Condiții de reacție: catalizatori acizi tari (H₂SO₄).

Reacțiile de esterificare sunt reacții reversibile (în mediu acid).

Figura 10.76 Reacția reversibilă dintre acid acetic și alcool etilic în mediu acid, conduce la acetat de etil și apă.

Alcoolii pot să formeze esteri în reacție cu clorurile acide sau anhidridele acizilor carboxilici. Aceste reacții sunt totale, nu mai sunt reversibile.

Figura 10.77 Ecuația reacției generale dintre o clorură acidă și un alcool conduce la ester și acid clorhidric.

Figura 10.78 Ecuația reacției generale dintre o anhidridă acidă și un alcool conduce la ester și acid carboxilic.

Figura 10.79 Reacția dintre clorură de acetil și alcool etilic conduce la acetat de etil și acid clorhidric.

Condensarea alcoolilor hidroxibenzilici

Alcoolii o-hidroxibenzilic și p-hidroxibenzilic, obținuți în urma reacției dintre fenol și formaldehidă în cataliză bazică (NaOH) și la rece, conduc prin încălzire la 150°C la policondensare cu formarea de resită (bacheltă C).

Figura 10.80 Reacția de formare a bachelitei C (resitei) în cataliză bazică (NaOH), la rece, după care procesul de policondensare necesită încălzire la 150°C.

Descoperirea bachelitei se atribuie chimistului belgian emigrat în Statele Unite, Leo Hendrik Baekeland, în anul 1909.

Resita (bachelita C) prezintă molecule tridimensionale în alcătuirea cărora intră nuclee fenolice condensate în toate cele 3 poziții active (o, o’, p). Este un compus termorigid și insolubil.

Datorită rezistenței mecanice și chimice mari, precum și proprietăților electroizolante, rășinile de bachelită se folosesc la obținerea izolatorilor electrici, în construcții (cască de protecție, cabluri), în construcția de mașini și altele.

Eterificarea alcoolilor cu CH₃–I

Figura 10.81 Reacția de eterificare a alcoolilor cu iodură de metil în prezență de oxid de argint (I), conduce la eter și acid iodhidric.

Sunt alcooli cu importanță practică: metanol, etanol, glicerină, dar și alții.

10.8. Metanolul sau alcoolul metilic

Metanol sau alcool metilic: CH₃-OH

Altă denumire: alcool de lemn – deoarece a fost obținut pentru prima dată din lemn, prin distilare.

În cantități extrem de mici (la nivel de „urme”), metanolul de găsește în:

fumul rezultat prin arderea lemnelor;
vinul nou – contribuie la „buchetul” acestuia.

Metanolul poate fi obținut industrial prin două metode – chimizarea metanului. Ne reamintit din cursul de Alcani:

Figura 10.82 În urma arderii incomplete a metanului rezultă gazul de sinteză (amestec de monoxid de carbon și hidrogen, în raport molar 1:2).

Figura 10.83 Un amestec de metan și oxigen se încălzește la 400°C, sub o presiune de 60 atm și se formează alcool metilic (metanol).

Proprietăți fizice ale metanolului

Proprietățile fizice ale metanolului sunt:

este un lichid incolor, volatil;
prezintă un miros ușor dulceag, care se aseamănă foarte mult cu etanolul;
foarte ușor solubil în apă și alți alcooli;
se amestecă perfect cu apă și cu etanolul, în orice proporție;
datorită acestor proprietăți, se poate confunda cu ușurință cu etanolul, existând un pericol de intoxicație.

Acțiunea biologică a metanolului

Asupra organismului uman, alcoolul metilic prezintă efect toxic. Nu este încadrat ca fiind o otravă, însă prezintă o acțiune extrem de nocivă, în mod indirect. Toxicitatea este dată de transformarea sa în compuși toxici odată cu introducerea sa în corp. Compușii toxici sunt:

aldehida formică,
și
acidul formic,
– din limba latină, formica = furnică. Acest compus intră în compoziția veninului injectat de furnici și de unele omizi.

Aceștia rezultă ca urmare a acțiunii enzimei alcool dehidrogenaza produsă de către corpul omenesc. Compușii toxici odată rezultați, în funcție de cantitate determină următoarele:

în cantitate mică, acționează asupra celulelor retinei, atacându-le și provocând degenerarea nervului optic care determină orbire;
în cantitate mare, determină moartea.

Doza letală pentru om: aproximativ 0,15 g/kg corp.

Arderea metanolului

Metanolul este foarte inflamabil și arde cu o flacără albastră-deschis, aproape invizibilă.

Figura 10.84 Arderea metanolului - flacără albastru deschis.

În urma reacției de ardere, metanolul se transformă în dioxid de carbon și apă.

Figura 10.85 Reacția de ardere a metanolului.

Cu toate că prezintă multiple avantaje, cum ar fi:

prezintă putere calorică mare (aproximativ 7000 kcal/kg);
formează produși de reacție nepoluanți pentru atmosferă;
poate fi obținut și pe cale industrială;

Metanolul nu este utilizat în prezent ca și combustibil datorită acțiunii sale toxice. Alcoolul metilic rămâne o variantă alternativă de utilizare a benzinei și o variantă de combustibil pentru viitor.

Aplicații practice ale metanolului

Metanolul este utilizat în mod practic drept:

solvent și combustibil, dar din ce în ce mai rar deoarece este toxic;
materie primă pentru sinteza altor compuși organici (formaldehidă, esteri metilici, etc) folosiți pentru sinteza de mase plastice, coloranți, rășini sintetice, etc;
solvent pentru grăsimi, lacuri, vopsele;
uneori este folosit drept combustibil.

10.9. Etanolul sau alcoolul etilic

Etanolul sau alcoolul etilic: C₂H₅–OH

Oamenii îl definesc prin numele de „alcool”. O altă denumire a sa ar mai fi „spirt alb”, în limba latină „spiritus” = spirt. Încă din antichitate și până în prezent, etanolul reprezintă componenta esențială din toate băuturile alcoolice.

Încă din cele mai vechi timpuri și până în prezent, metoda de obținere a etanolului, cuprinde fermentația alcoolică a compușilor dulci (zaharidelor) din fructe (cum ar fi mere, struguri, etc.) sau din melasă, deșeu rezultat în urma fabricării zahărului. Procesul de fermentație alcoolică are loc sub acțiunea unor ciuperci, Saccharomyces cerevisiae care este prezentă în drojdia de bere.

O altă materie primă care se poate folosi pentru obținerea alcoolului ar fi și produsele cu un conținut bogat în amidon, cum ar fi cereale (grâu, orez, orz, porumb) sau legume (cartofi, sfeclă), însă acestea nu sunt supuse direct procesului de fermentație alcoolică. Aceste materii prime trebuie expuse unei prelucrări preliminare din care să rezulte compuși fermentabili.

Prin fermentația alcoolică se obține o soluție apoasă ce prezintă alcool în concentrație de 12-18% și alți compuși chimici. De exemplu, în compoziția vinului de masă, doar o moleculă din 20 este de etanol, restul fiind moleculele altor compuși (în care în majoritate sunt de apă).

Pentru a obține soluții apoase cu concentrații mai mari de etanol, soluțiile inițiale se supun procesului de distilare. Astfel, se pot obține soluții de etanol de concentrație 95-96%. Etanolul care nu conține apă se numește etanol anhidru. Acesta rezultă prin acțiunea unor reactivi avizi (lipsiți) de apă asupra etanolului concentrat.

Conținutul de alcool variază în vin, bere și alte băuturi alcoolice. Acesta este menționat pe etichetă prin grade alcoolice care sunt un echivalent al procentului (%) în volum de etanol conținut în băutura respectivă.

Etanolul poate fi obținut industrial din etenă prin adiția de apă, în prezență de acid sulfuric concentrat.

Figura 10.86 Reacția de adiție a apei la etenă în prezență de acid sulfuric, cu obținerea etanolului.

Acțiunea biologică a etanolului

Asupra organismului, etanolul acționează în mod:

direct;
indirect – prin intermediul compușilor în care se transformă ca urmare a acțiunii enzimelor (pe cale enzimatică).

Din punct de vedere fiziologic, etanolul prezintă acțiune depresivă și acționează ca un anestezic. Prezența alcoolului în organism este percepută de către persoanele care au consumat alcool, ca fiind un stimulent. Însă, în realitate, alcoolul își manifestă acțiunea la nivelul celulelor nervoase într-un mod similar medicamentelor care prezintă acțiune sedativă și tranchilizantă (Completare: sedativ - induce o stare de calm, liniștire a stărilor de excitație psihică sau motorie; tranchilizant - diminuează un exces de activitate psihică). Administrarea acestor tipuri de medicamente împreună cu băuturi alcoolice poate duce la moarte.

Astfel, este cunoscut faptul că se interzice conducerea autovehiculelor după ce au fost consumate băuturi alcoolice. Prezența sau absența etanolului în organismul conducătorului auto se depistează cu ajutorul testului cu fiolă care conține granule de silicagel impregnate cu soluție acidulată de dicromat de potasiu (practic, dicromat de potasiu (K₂Cr₂O₇) în acid sulfuric). Această soluție este de culoare portocalie, în prezența etanolului, își schimbă culoarea în verde, datorită ionilor de Cr³⁺ și astfel testul este pozitiv. Dacă nu este prezent etanolul, soluția își menține culoarea portocalie. Deci testul de alcoolemie la conducătorii atuo se bazează pe reacția de oxidare blândă a etanolului.

În eprubeta din stânga se află etanol, iar în eprubeta din dreapta se află etanol și soluție de [HTML]K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>[/HTML]. Se observă cum culoarea portocalie a soluției de [HTML]K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>[/HTML] se schimbă în verde, deoarece se formează soluția de clorură de crom (III) care este verde.

Figura 10.87 În eprubeta din stânga se află etanol, iar în eprubeta din dreapta se află etanol și soluție de K₂Cr₂O₇. Se observă cum culoarea portocalie a soluției de K₂Cr₂O₇ se schimbă în verde, deoarece se formează soluția de clorură de crom (III) care este verde.

Alte efecte fiziologice determinate de prezența etanolului în organism, sunt:

este stimulată producția unor hormoni diuretici, care favorizează secreția de apă și de urină, determinând o senzație de deshidratare;
determină vasodilatație (dilatarea vaselor de sânge), crescând fluxul de sânge prin vasele capilare subcutanate; acest proces favorizează înroșirea anumitor porțiuni ale pielii și declanșarea senzației de căldură.

Etanolul se metabolizează la nivelul ficatului, transformându-se în aldehidă acetică sau etanal,
care este un compus toxic. Prezența acestuia justifică crizele de ficat. Consumul (abuzul) îndelungat de alcool etilic duce la îmbătrânirea ficatului (ciroză) și chiar la distrugerea acestuia.

În cantități reduse, băuturile alcoolice pot funcționa ca un stimulator al SNC (sistemului nervos central) și al sistemului circulator. Însă, consumul în cantități mari și/sau pe o perioadă mai lungă de timp este toxic și determină dependență.

Intoxicația cu alcool duce la demență etilică și poate provoca moartea.

Persoanelor care au consumat sau au inhalat metanol, li se administrează ca antidot alcool etilic. Enzima din organism, alcool dehidrogenaza, acționează asupra etanolului, iar metanolul rămâne netransformat și se elimină din corp.

Aplicații practice ale etanolului

Aplicațiile practice ale etanolului vizează variate domenii de activitate, fiind utilizat:

ca dezinfectant – sub formă de soluție apoasă în compoziția căreia se pot întâlni sau nu, alți compuși: coloranți, parfum; numele sub care este comercializat este de alcool/ spirt medicinal/ sanitar;
drept compus de bază în prepararea băuturilor alcoolice și a esențelor;
pentru sinteza de medicamente și la prepararea unor soluții utilizate ca medicamente;
drept solvent în fabricarea lacurilor și vopselelor sau sub denumirea de alcool (spirt) tehnic;
în industria parfumurilor;
drept conservant pentru preparate biologice;
ca lichid în anumite tipuri de termometre utilizate la temperaturi mai mici de +78°C, deoarece aceste este punctul de fierbere al etanolului; pentru a fi utilizat în acest fel, se colorează în roșu prin dizolvarea unui colorant, cel mai adesea roșu;
drept combustibil – de exemplu, în spirtierele utilizate în unele laboratoare de chimie;
ca materie primă pentru sinteza unor compuși organici.

10.10. Glicerina sau glicerol

Triolul 1,2,3-propantriol este denumit uzual glicerină. Caracteristicile sale, sunt:

este un lichid incolor;
nu are miros;
are gust dulce;
are vâscozitate mare;
este ușor solubilă în apă și alcool.

Aplicațiile practice ale glicerinei

Cele mai importante aplicații practice ale glicerinei pot fi împărțite în două categorii:

utilizări (întrebuințări) care se bazează pe capacitatea mare a glicerinei de a forma legături de hidrogen;
utilizări (întrebuințări) care se bazează pe proprietățile chimice ale glicerinei.

Utilizări (întrebuințări) care se bazează pe capacitatea mare a glicerinei de a forma legături de hidrogen. Aceste legături pot fi intramolecular, dar și intermolecular (cu moleculele de apă sau cu grupe „–OH”, „–SH”, „–NH₂” din alcătuirea altor compuși organici). În acest fel, glicerina:

intră în alcătuirea unor soluții farmaceutice de uz extern (având rol antiseptic și calmant), a unor produse cosmetice (prezintă acțiune emolientă, catifelează pielea și împiedică uscarea acesteia) și în pastele de dinți (împiedică uscarea);
se adaugă în compoziția bomboanelor cu scopul de a nu permite procesul de cristalizare a zahărului;
se distribuie pe frunzele de tutun pentru a nu permite încrețirea lor și se adaugă chiar și în tutun pentru a menține umiditatea;
se încorporează în anumite mase plastice cu scopul de le menține plasticitatea, deoarece funcționează ca un lubrifiant între moleculele de polimeri;
este un compus de valoare al vinurilor de calitate, deoarece contribuie la gustul dulce și catifelat, datorită vâscozității; datorită prezenței glicerolului, prin agitarea ușoară a paharului de vin, se formează un strat care aderă la pereții paharului; acest lucru se datorează vâscozității mărite prin prezența glicerolului și care totodată face ca vinul să se scurgă mai lent de pe pereții paharului de sticlă. Acest fenomen este și un indiciu al calității;
poate fi utilizată ca lichid în termometrele folosite la temperaturi mai mici de +290°C, care este temperatura de fierbere a glicerinei.

Utilizări (întrebuințări) care se bazează pe proprietățile chimice ale glicerinei:

este componentul de bază din grăsimi, din care se și obține la fabricarea săpunurilor;
este utilizată ca materie primă pentru obținerea unor rășini sintetice;
constituie materia primă de bază pentru fabricarea (obținerea) trinitratului de glicerină.

Alte utilizări ale glicerolului:

în cosmetică este utilizat ca și dizolvant;
este folosit în medicină;
este folosit la fabricarea dinamitei;
prin deshidratarea sa, se obține acroleina: CH₂=CH–CH=O;
este utilizat la fabricarea lichidelor antigel.

Trinitratul de glicerină (TNG)

Figura 10.88 Reacția de obținere a trinitratului de glicerină (nitroglicerină) din glicerină și acid azotic. Moleculele de apă eliminate se formează din atomii de hidrogen din glicerină și grupele –OH din acidul azotic.

TNG sau trinitratul de glicerină se caracterizează prin:

este un lichid uleios, incolor;
explodează foarte ușor;
sub denumirea de nitroglicerină, TNG este utilizat ca medicament în boli de inimă;
având un conținut mare de oxigen în moleculă, se descompune și prin autooxidare;
orice șoc mecanic de intensitate mică acționează asupra moleculei de TNG, o deformează, astfel încât atomii de C, H și O își pot schimba partenerii și duc la formarea unui număr foarte mare de molecule în stare gazoasă.

Figura 10.89 Ecuația reacției chimice care are loc în urma exploziei trinitratului de glicerină.

După cum se observă, în urma reacției rezultă doar gaze, ceea ce determină o creștere bruscă și foarte mare de volum (împreună cu degajarea unei cantități mari de energie), practic un nor gazos în expansiune rapidă, care reprezintă explozia.

Explozia trinitratului de glicerină cauzată de șocuri, lovituri sau frecări, poate fi împiedicată prin „diluarea” sau amestecarea TNG cu un material anorganic inert – silicatul natural kiselgur – obținându-se astfel, dinamita. În dinamită se introduce o capsă care conține fulminat de mercur cu ajutorul căreia se provoacă explozia dinamitei doar prin detonare, la nevoie. În dinamita fabricată în zilele noastre, în locul kiselgurului se folosește un amestec de materiale organice și anorganice.

Chimistul suedez Alfred Bernhard Nobel (1833-1896) este cel care a inventat dinamita în anul 1867. Invențiile sale au fost valorificate financiar, crescând averea chimistului, dar însoțit de conștiința dezastrelor și victimelor pe care le poate provoca utilizarea dinamitei în scopuri nepașnice, Alfred Nobel a decis să instituie la finalul vieții, premiul care îi poartă numele. Premiul Nobel a fost acordat pentru prima dată în anul 1909. Acest premiu reprezintă cea mai înaltă distincție acordată în lumea științifică și literară și care presupune acordarea unei sume importante de bani. Întreaga avere a lui Alfred Nobel reprezintă baza fondurilor acordate pentru acest premiu, care a crescut an de an prin investițiile făcute. Acordarea premiului Nobel are loc anual, pentru: chimie, fizică, medicină, literatură și pace.

Atât alcoolul etilic, cât și glicerina pot fi folosiți pentru obținere unor preparate farmaceutice, cum ar fi gemoderivatele și tincturile (Completare: tinctura este un medicament obținut prin dizolvarea în alcool sau eter a unor părți active din plante sau dintr-un compus chimic). Gemoterapia constituie o metodă de terapie naturistă, care susține detoxifierea organismului și refacerea țesuturilor afectate de boală, folosind extracte glicerinice sau gliceroalcoolice obținute din muguri sau alte țesuturi recoltate de la plantele în creștere.

10.11. Alți alcooli și utilizările acestora

Alcool izopropilic sau 2-propanol,

– este folosit pentru curățarea suprafețelor murdare ale aparaturii electronice (imprimante, copiatoare, casete audio, casete video, etc.); este utilizat ca dezinfectat în medicină.

Mentol,

– constituie principala substanță odorantă din uleiul de mentă. Este un compus întâlnit în compoziția unor produse farmaceutice.

Colesterol,

– constituie principalul sterol din organismele animale. În cazul în care metabolismul colesterolului este dereglat, se pot instala boli cardiovasculare grave.

Efedrina,

, compus organic care intră în alcătuirea unor medicamente.

10. Alcooli

Cuprins:

10.1. Scurt istoric

10.2. Denumirea alcoolilor

10.3. Clasificarea alcoolilor

10.4. Structura alcoolilor

10.5. Proprietăți fizice

10.6. Reacții de obținere

Hidroliza derivaților halogenați

Reducerea compușilor carbonilici

Reducerea compușilor carbonilici nesaturați

Reducerea monozaharidelor

Oxidarea blândă a alchenelor

Adiția apei la alchene

Obținerea metanolului din metan

Obținerea metanolului din gazul de sinteză

Obținerea etanolului din glucoză

Hidroliza alcoxizilor

Hidroliza acidă sau alcalină a esterilor

Hidroliza triacilglicerolilor sau trigliceridelor

Alchilarea cu oxid de etenă (etoxilare)

10.7. Proprietăți chimice

Caracter acid

Oxidarea blândă a alcoolilor (cu K2Cr2O7/H2SO4)

Oxidarea energică a alcoolilor primari (cu KMnO4/H2SO4)

Deshidratarea alcoolilor

Reacția de alchilare a arenelor cu alcooli

Alchilarea alcoolilor cu oxid de etenă

Reacția de esterificare

Condensarea alcoolilor hidroxibenzilici

Eterificarea alcoolilor cu CH3–I

10.8. Metanolul sau alcoolul metilic

Proprietăți fizice ale metanolului

Acțiunea biologică a metanolului

Arderea metanolului

Aplicații practice ale metanolului

10.9. Etanolul sau alcoolul etilic

Acțiunea biologică a etanolului

Aplicații practice ale etanolului

10.10. Glicerina sau glicerol

Aplicațiile practice ale glicerinei

Trinitratul de glicerină (TNG)

10.11. Alți alcooli și utilizările acestora

Bibliografie:

Raportează

Mulțumesc pentru raportare!

Oxidarea blândă a alcoolilor (cu K₂Cr₂O₇/H₂SO₄)

Oxidarea energică a alcoolilor primari (cu KMnO₄/H₂SO₄)

Eterificarea alcoolilor cu CH₃–I