Спирти: одноатомні  двохатомні  трьохатомні

 кислотні властивості ___________________ 

 Фізичні властивості

• за звичайних умов – безбарвні в’язкі рідини, солодкі на смак

• t_кип (етиленгліколю) =198⁰С

• t_кип (гліцеролу) = 290⁰С

• добре розчиняється у воді, змішуються з водою в будь-яких співвідношеннях

• етиленгліколь – дуже токсичний

Зверни увагу!:

• t_кип (багатоатомних спиртів) більше t_кип (одноатомних спиртів)

•  (багатоатомних спиртів) більше  (одноатомних спиртів)

Причини зростання , t_кип багатоатомних спиртів, порівняно з одноатомними – більша кількість гідроксогруп  більша кількість водневих зв’язків між молекулами спиртів  більший ступінь асоціації молекул багатоатомних спиртів.

 Хімічні властивості

Багатоатомні спирти проявляють всі властивості одноатомних спиртів, у взаємодії може брати одна або декілька гідроксогруп.

 Кислотні властивості:

Водні розчини багатоатомних спиртів мають нейтральне середовище.

 як одноатомні спирти реагують з лужними металами

СН₂ – О – Н СН₂ – О – Na

 + 2Na   + H₂

СН₂ – О – Н СН₂ – О – Na

динатрій етиленгліколят

в результаті взаємодії етиленгліколю з металами може утворюватись:

СН₂ – О – Н



СН₂ – О – Na

натрій етиленгліколят

 на відміну від одноатомних спиртів

реагують активніше

СН₂ – О – Н СН₂ – О – Na

 

2 СН – О – Н + 6 Na  2 СН – О – Na + 3 H₂

 

СН₂ – О – Н СН₂ – О – Na

тринатрій гліцерат

в результаті взаємодії гліцеролу з металами можуть утворюватись:

СН₂ – О – Н СН₂ – О – Na

 

СН – О – Н СН – О – Н

 

СН₂ – О – Na СН₂ – О – Na

натрій гліцерат динатрій гліцерат

 на відміну від одноатомних спиртів багатоатомні спирти

реагують з купрум (ІІ) гідроксидом

Свіжоприготовлений блакитний осад купрум (ІІ) гідроксиду розчиняється в багатоатомних спиртах, утворюючи яскраво-синій розчин.

 Якісна реакція на багатоатомні спирти

купрум (ІІ) етиленгліколят – комплекс хелатного типу

купрум (ІІ) гліцерат –

комплекс хелатного типу

купрум (ІІ) гліцерат – комплекс хелатного типу

 Реакції заміщення гідроксогупи галогеном - S_N

Одна гідроксогрупа в молекулі етиленгліколя при дії HCl (к) заміщується на галоген, друга - заміщується важче, тільки під дією PCl₅

СН₂ – ОН +HCl СН₂ – ОH +PCl₅ СН₂ – Cl

    

СН₂ – ОН СН₂ – Cl СН₂ – Cl



СН₂ — ОН + HCl СН₂ — Cl + Н₂О

  

СН₂ — ОН СН₂ —ОH

2-хлороетанол



СН₂ — Cl СН₂ — Cl

  

СН₂ — ОН + РCl₅ СН₂ — Cl + POCl₃ + НCl

1,2-дихлороетан

В молекулі гліцеролу крайні гідроксогрупи при дії HCl (к) по черзі заміщуються на галоген, центральна – важко, тільки при дії PCl₅

СН₂ – ОН СН₂ – Cl СН₂ – Cl СН₂ – Cl

 +HCl  +HCl  +PCl₅ 

СН – ОН  СН – ОH  СН – ОH  СН – Cl

 -H₂O  -H₂O  –POCl₃ –HCl 

СН₂ – ОН СН₂ – ОH СН₂ – Cl СН₂ – Cl

 *Реакції дегідратації

• реакції внутрішньомолекулярної дегідратації

для етиленгліколю [t⁰ > 170⁰, kat – H₂SO₄]

д ля гліцерину [t⁰ > 170⁰, kat – H₂SO₄ або дія вологовіднімаючих агентів – KHSO₄, MgSO₄]

 Реакції естерифікації

• в заємодія з органічними кислотами призводить до утворення естерів

діацетат етиленгліколю

триацетат гліцеролу

• взаємодія з мінеральними кислотами призводить до утворення естерів

СН₂ – О – Н СН₂ – О – NO₂

 + 2Н – О – NO₂   + 2H₂O

СН₂ – О – Н СН₂ – О – NO₂

динітрат етиленгліколю

СН₂ – О – Н СН₂ – О – NO₂

 

СН – О – Н + 3Н – О – NO₂  СН – О – NO₂ + 3H₂O

 

СН₂ – О – Н СН₂ – О – NO₂

тринітрат гліцеролу

 За звичайних умов тринітрат гліцерону – рідина, чуттєва до удару, є вибуховим матеріалом.

Тринітрат гліцеролу {нітрогліцерин} - основний компонент динаміту.

4С₃Н₅(ONO₂)₃  12CO₂ + 6N₂ + 10H₂O + O₂ [t⁰вибуху = 3000⁰С]

Динітрат етиленгліколю – вибухий матеріал меншої сили

С₂Н₄(ONO₂)₂  2CO₂ + N₂ + 2H₂O

1% розчин тринітрату гліцерину – нітрогліцерин – серцеві ліки

 Якісна реакція - дія купрум (ІІ) гідроксидом

Свіжоприготовлений осад Cu(OH)₂ при додаванні до розчинів багатоатомних спиртів набуває яскраво-синього кольору, за рахунок утворення комплексних солей ( хімічні властивості )

 Способи добування багатоатомних спиртів

Е

Ar  (СН₂)_n  ОН

ТИЛЕНГЛІКОЛЬ

 Оксосинтез – із синтез-газу

[t⁰ 250⁰, Р – 200МПа, kat – Fe(CO)₅ ]

2СО + 3Н₂  ОН – СН₂ – СН₂ – ОН

 Гідроліз дихлороетану

[+ HOH, (OH^-)]

Cl – СН₂ – СН₂ – Cl + 2HOH  ОН – СН₂ – СН₂ – ОН + 2HCl

 Гідратація оксиду етилену

[ + HOH, (H⁺)]

Нагадай! Оксид етилену отримують при каталітичному окисненні етену (kat – Ag) киснем повітря

 М’яке окиснення етилену - реакція Вагнера

СН₂ ═ СН₂ + 2 KMnO₄ + 2 KOH  ОН – СН₂ – СН₂ – ОН + 2 К₂MnO₄

: етен  етиленгліколь

KMnO₄

СН₂ ═ СН₂  ОН – СН₂ – СН₂ – ОН

: етен  Х  етиленгліколь



+Cl₂ +KOH

СН₂ ═ СН₂  Cl – СН₂ – СН₂ – Cl  ОН – СН₂ – СН₂ – ОН



Г

Ar  (СН₂)_n  ОН

ЛІЦЕРОЛ

 Оксосинтез – із синтез-газу

[t⁰ 350⁰, Р – 250МПа, kat – Fe(CO)₅ ]

3СО + 4Н₂  ОН – СН₂ – СНОН – СН₂ – ОН

 Гідроліз жирів – омилення жирів

[ + HOH, (OH^-)]

Синтези з пропілену – продукту перегонки нафти

• синтез, що ґрунтується на термічному хлоруванні пропілену

+Cl₂ , 500⁰C + NaOH, 150⁰C + HClO

СН₂ ═ СН – СН₃  СН₂ ═ СН – СН₂Cl  СН₂ ═ СН – СН₂OH 

-HCl -NaCl

1 2 3

+ NaOH (в р-н)

 СН₂ – СН – СН₂  СН₂ – СН – СН₂

   -NaCl   

3 Cl OH OH 4 OH OH OH

тристеарин









 Застосування етиленгліколю

• як антифриз (рідина, яка зменшує температуру замерзання води)

• сировина для добування диоксану – важливого розчинника естерів целюлози, (дуже токсичного!)

• сировина у виробництві синтетичного волокна лавсан:

Лавсан отримують реакцією поліконденсації етиленгліколю та терефталевої кислоти.

Р еакції поліконденсації – реакція синтезу полімерної сполуки, яка супроводжується утворенням низькомолекулярного продукту (Н₂О)

політерефталат етиленгліколю - лавсан

 Застосування гліцеролу

• поширений в природі - спирт, що бере участь в утворенні природних жирів

• харчова промисловість – приготування безалкогольних напоїв

• шкіряне виробництво, текстильна промисловість - пом’якшувач, надає еластичності

• парфумерія, фармація – зволожувач шкіри

• виробництво вибухівки - нітрогліцерину

Тренувальні вправи

1. Написати рівняння реакцій:

1. етиленгліколь + Na

2. гліцерол + Na

3. етиленгліколь + Cu(OH)₂

4. гліцерол + Cu(OH)₂

5. етиленгліколь + HCl

6. 2-хлороетанол  етиленгліколь

7. гліцерол + HCl

8. етиленгліколь  1,2-дихлороетан

9. гліцерол  1,2,3-трихлоропропан

10. етиленгліколь +HNO₃

11. гліцерол + HNO₃

12. етиленгліколь + оцтова кислота

13. гліцерол + оцтова кислота

14. етиленгліколь (t⁰ > 170⁰C, H₂SO₄)

15. гліцерол (t⁰ > 170⁰C, H₂SO₄)

16. етиленгліколь + О₂ 

17. етилен  Х  етиленгліколь (2 способи)

18. 1,2,4-трихлоробутан + калій гідроксид (водн.р-н)

19. етилен  етиленгліколь

20. синтез-газ  етиленгліколь

21. синтез-газ  гліцерин

2. Написати рівняння реакції окиснення 2-бутену водним розчином калій перманганату. Скласти електронний баланс, визначити окисник, відновник.

3. Написати рівняння реакцій за допомогою яких з метану можна отримати етиленгліколь.

4. Написати рівняння реакцій за допомогою яких можна здійснити ланцюжки перетворень:

   1. метан  Х  етен  У  1,2-етандиол  динітрат етиленгліколю  азот

   2. кальцій  Х  кальцій карбід  У  Z  етиленгліколь  повний калій гліколят

Тренувальні задачі

1. Який максимальний об’єм водню (н.у.) можна добути, якщо нагрівати суміш 1,38 г натрію та 1 моль гліцерилу.

2. При взаємодії натрію, взятого у надлишку із 95 г насиченого двохатомного спирту взятого у надлишку виділилось 1,25 моль водню. Визначити формулу спирту.

3. При спалюванні 1 моль спирту утворилось 2 моль вуглекислого газу. Який спирт було взято? Визначити формулу спирту? Чи має задача однозначний розв’язок?

4. Обчислити масову частку етиленгліколь у водному розчині, якщо молекул води в ньому в 10 разів більше, ніж молекул спирту.

5. На взаємодію суміші метанолу та етиленгліколю витратили 4,9 г купрум (ІІ) гідроксиду. При дії на таку саму кількість вихідної суміші калієм виділився газ, об’эмом 5,6 л. (н.у.) Визначити масову частку етиленгліколю у вихідній суміші.[39,2%]

6. При дії на етиленовий вуглеводень масою 39,2 г надлишком водного розчину калій перманганату додержали 63 г симетричного спирту. Визначити формулу вихідного вуглеводню. [2-бутен]

7. Визначити, чи вистачить 69 г натрію для повного заміщення атомів Гідрогену гідроксильних груп у гліцерині об’ємом 72,7 мл (густина 1,265 г/см³.