- ما هي الكحوليات؟
- أنواع الكحوليات
- تسمية الكحوليات
- الخصائص الفيزيائية للكحول
- الخواص الكيميائية للكحول
- أهمية الكحوليات
- أمثلة على الكحوليات
نفسر ماهية الكحوليات وتصنيفها وتسميتها وخصائصها. أيضا ، أمثلة وأهمية في الصناعة.
تحتوي الكحولات على مجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر مرتبطة بذرة كربون.ما هي الكحوليات؟
الكحوليات صحيحة مركبات كيميائية عضوية ، والتي تحتوي في بنيتها على مجموعة هيدروكسيل كيميائية واحدة أو أكثر (-OH) مرتبطة تساهميًا ما زال ذرة من الكربون المشبع (أي مع روابط مفردة فقط للذرات المجاورة) ، وتشكيل مجموعة كاربينول (-C-OH).
الكحوليات مجمعات سكنية عضوي شائع جدا طبيعة سجية، الذين يلعبون أدوارًا مهمة في الكائنات الحية الكائنات الحية ، وخاصة في التخليق العضوي.
يأتي اسمها من اللغة العربية الكخل، والتي تُترجم حرفيًا إلى "روح" أو "سائل مقطر". وذلك لأن الخيميائيين المسلمين القدماء أطلقوا على الكحول اسم "روح" وأتقنوا أساليبها التقطير في القرن التاسع. سمحت الدراسات اللاحقة بمعرفة الطبيعة الكيميائية لهذه المركبات ، وخاصة مساهمات لافوازييه فيما يتعلق بـ التخمير التابع خميرة من البيرة.
يمكن أن تكون الكحوليات سامة وحتى قاتلة لجسم الإنسان إذا تم تناولها بجرعات عالية. علاوة على ذلك ، عندما تستهلك من قبل كائن بشري، يمكن أن تكون بمثابة مثبطات الجهاز العصبي المركزي، يسبب حالة التسمم ويثير سلوك غير مقيد أكثر من المعتاد.
من ناحية أخرى ، تحتوي الكحوليات على خصائص مطهرة ومضادة للبكتيريا تسمح باستخدامها صناعة كيميائية وفي الطب.
أنواع الكحوليات
يمكن تصنيف الكحولات وفقًا لعدد مجموعات الهيدروكسيل الموجودة في بنيتها:
الكحوليات الأحادية أو الكحوليات. تحتوي هذه على مجموعة هيدروكسيل واحدة. فمثلا:
البوليولات أو البوليولات. تحتوي على أكثر من مجموعة هيدروكسيل واحدة. فمثلا:
هناك طريقة أخرى لتصنيف الكحولات وهي وفقًا لموضع الكربون الذي ترتبط به مجموعة الهيدروكسيل ، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا عدد ذرات الكربون التي يرتبط بها هذا الكربون أيضًا:
- الكحولات الأولية. تقع مجموعة الهيدروكسيل (-OH) على كربون مرتبط بدوره بذرة كربون مفردة أخرى. فمثلا:
- الكحوليات الثانوية. تقع مجموعة الهيدروكسيل (-OH) على كربون مرتبط بدوره بذرتين مختلفتين من الكربون. فمثلا:
- الكحولات الثلاثية. تقع مجموعة الهيدروكسيل (-OH) على كربون مرتبط بدوره بثلاث ذرات كربون مختلفة. فمثلا:
تسمية الكحوليات
مثل المركبات العضوية الأخرى ، للكحولات أسماء مختلفة ، والتي سنشرحها أدناه:
- الطريقة التقليدية (غير النظامية). يتم الاهتمام ، أولاً وقبل كل شيء ، بسلسلة الكربون التي يلتصق بها الهيدروكسيل (بشكل عام ألكان) ، لإنقاذ المصطلح الذي يطلق عليه ، قبل كلمة "كحول" ثم إضافة لاحقة -أليليك بدلاً من -انو. فمثلا:
- إذا كانت سلسلة ميثان ، فسيتم تسميتها كحول الميثيل.
- إذا كانت سلسلة إيثان ، فسيتم تسميتها الكحول الإيثيلي.
- إذا كانت سلسلة بروبان ، فسيتم استدعاؤها كحول بروبيل.
- طريقة IUPAC. مثل الطريقة السابقة ، سيتم الانتباه إلى الهيدروكربون السلائف ، لإنقاذ اسمه وإضافة النهاية -ol بدلاً من -ano. فمثلا:
- إذا كانت سلسلة ميثان ، فسيتم تسميتها الميثانول.
- إذا كانت سلسلة إيثان ، فسيتم تسميتها الإيثانول.
- إذا كانت سلسلة بروبان ، فسيتم استدعاؤها بروبانول.
في النهاية ، سيكون من الضروري الإشارة بطريقة ما إلى موقع مجموعة الهيدروكسيل في السلسلة ، حيث يتم استخدام رقم في بداية الاسم. من المهم ملاحظة أنه يتم دائمًا اختيار أطول سلسلة هيدروكربونية كسلسلة رئيسية ويجب اختيار موضع مجموعة الهيدروكسيل باستخدام أقل ترقيم ممكن. على سبيل المثال: 2-بيوتانول.
الخصائص الفيزيائية للكحول
الكحوليات بشكل عام السوائل عديم اللون له رائحة مميزة ، على الرغم من أنه يمكن أن يتواجد فيه أيضًا بوفرة أقل الحالة الصلبة. إنها قابلة للذوبان في الماء لأن مجموعة الهيدروكسيل (-OH) لها تشابه معين مع جزيء الماء (H2O) ، مما يسمح لها بتكوين روابط هيدروجينية. بهذا المعنى ، فإن الكحولات الأكثر قابلية للذوبان في الماء هي تلك التي تحتوي على أقل كتلة جزيئية ، أي تلك التي تحتوي على هياكل أصغر وأبسط. مع زيادة عدد ذرات الكربون وتعقيد سلسلة الكربون ، تقل قابلية الذوبان في الماء.
ال كثافة الكحوليات أكبر نتيجة لزيادة عدد ذرات الكربون وفروع سلسلة الهيدروكربون الخاصة بهم. من ناحية أخرى ، لا يؤثر تكوين الروابط الهيدروجينية على قابلية الذوبان فحسب ، بل يؤثر أيضًا على قابليتها للذوبان نقط الذوبان ص الغليان. كلما كانت سلسلة الهيدروكربون أكبر ، كلما زاد عدد مجموعات الهيدروكسيل لديها وكلما زاد عدد الفروع ، زادت قيم هاتين الخاصيتين.
الخواص الكيميائية للكحول
الكحوليات لها طابع ثنائي القطب ، مشابه لذلك ماء، بسبب مجموعة الهيدروكسيل. هذا يجعلها مواد قطبية (مع قطب موجب وسالب).
لهذا السبب ، يمكن أن تتصرف الكحوليات الأحماض أو كقواعد اعتمادًا على الكاشف الذي يتفاعلون معه. على سبيل المثال ، إذا تم تفاعل كحول مع قاعدة قوية ، فإن مجموعة الهيدروكسيل تنفصل ويحتفظ الأكسجين بشحنته السالبة ، ويتصرف مثل الحمض.
على العكس من ذلك ، إذا واجه الكحول بحمض قوي جدًا ، فإن الأزواج الإلكترونية من الأكسجين تتسبب في تكوين مجموعة الهيدروكسيل ، والحصول على شحنة موجبة ، والتصرف كقاعدة ضعيفة.
من ناحية أخرى ، يمكن للكحول أن يشارك في التفاعلات الكيميائية التالية:
- الهلجنة تتفاعل الكحوليات مع هاليدات الهيدروجين لإعطاء هاليدات الألكيل والماء. تتفاعل الكحوليات الثلاثية بسهولة أكبر من الكحوليات الأولية والثانوية. بعض الأمثلة على هذه التفاعلات هي:
- أكسدة.تتأكسد الكحولات بالتفاعل مع مركبات مؤكسدة معينة ، مكونة منتجات مختلفة اعتمادًا على نوع الكحول الذي يتأكسد (أولي أو ثانوي أو ثالث). فمثلا:
- الكحولات الأولية. تحدث عندما تتأكسد ، فإنها تفقد ذرة هيدروجين مرتبطة بالكربون ، والتي بدورها مرتبطة بمجموعة الهيدروكسيل ، فإنها تشكل الألدهيدات. من ناحية أخرى ، إذا فقدوا ذرتي الهيدروجين من هذا الكربون ، فإنهم يشكلون أحماض كربوكسيلية.
-
- الكحوليات الثانوية. عندما تتأكسد ، تفقد ذرة الهيدروجين الوحيدة المرتبطة بالكربون والتي تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل وتشكل الكيتونات.
- الكحولات الثلاثية. إنهم يقاومون أكسدةأي أنها لا تتأكسد ، ما لم يتم فرض شروط محددة عليها.
- نزع الهيدروجين الكحوليات (الابتدائية والثانوية فقط) عند تعرضها للارتفاع درجات الحرارة وفي حالة وجود محفزات معينة ، فإنها تفقد الهيدروجين لتكوين الألدهيدات والكيتونات.
- تجفيف يتكون من إضافة حمض معدني إلى كحول لاستخراج مجموعة الهيدروكسيل والحصول على الألكين المقابل من خلال عمليات الإزالة.
أهمية الكحوليات
الكحوليات مواد ذات قيمة كيميائية كبيرة. كيف مواد خام، للحصول على مركبات عضوية أخرى في المختبرات. أيضًا كعنصر من مكونات المنتجات الصناعية اليومية ، مثل المطهرات والمنظفات والمذيبات وقاعدة العطور.
كما أنها تستخدم في تصنيع الوقود، خاصة في صناعة المواد الغذائية الوقود الحيوي، كبديل لتلك الخاصة بـ أصل أحفوري. من الشائع رؤيتهم في المستشفيات أو أدوات الإسعافات الأولية أو ما شابه.
من ناحية أخرى ، بعض الكحوليات مخصصة للاستهلاك البشري (خاصة الإيثانول) ، وهي جزء من العديد من المشروبات الروحية بدرجات مختلفة من الصقل والشدة.
أمثلة على الكحوليات
بعض الأمثلة على الكحوليات المستخدمة على نطاق واسع بشكل يومي هي:
- الميثانول أو كحول الميثيل (CH3OH)
- الإيثانول أو الكحول الإيثيلي (C2H5OH)
- 1-بروبانول أو بروبانول أو كحول بروبيل (C3H7OH)
- أيزوبيوتانول (C4H9OH)