Спирты

двух  углеводородных  радикалов , соединенных  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  принятая  нами  формула хотя  она также отвечает правилом

важности , выражает  строение  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  молекулы , 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  приобрело  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  температуру  кипения (рис.35) .

Водородные  связи  могут  устанавливаться  и между молекулами спирта

и  воды  (рис.31в) . Именно  этим  объясняется  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 . но растворимость  спиртов  в  воде  (вспомним , что  члены  гомологических  рядов  при  сходстве  свойств  имеют  индивидуальные  различия) . Если в равные объемом  воды в стаканчиках

мы  прильём  по  одинаковому  объему  (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  объяснить  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    углеводсодержащего  сырья , и при обработки зерна

(рожь , ячмень , кукуруза , овёс , просо) . В  30-е  по  50-е   годы  было  разработано  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

катализаторе  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  этанола , 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  гидротацией  этилена  при :

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

концентрированной  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 обезвоженный , Т.Н. абсолютный , Э.С. Последний в промышленности  готовят , воду  в виде  стройной  азеотропной смеси вода-спирит-бензол (специальная добавка) , а в лабораторных условиях-

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

 

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  октановое  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  дегидратации  готовят диэтиловый  (медицинский)  эфир , с взаимодействием с хлороводородом  получают  хлорэтан , для  местной анестезии. Спирт применяется при изготовлении

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

 

 

 

 

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  вследствие  употребления  алкоголя  ещё более опасны , т.к. у пьющего человека  появляется  привыкание , пагубное 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  расстройств  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  быстрее , чем у взрослых , может появиться заболевание – алкоголизм .