Определи молекулярную формулу спирта и дополни уравнение реакции его горения ch2 ch ch2 oh

Этанол C₂H₅OH или CH₃CH₂OH, этиловый спирт – это органическое вещество, предельный одноатомный спирт .

Общая формула предельных нециклических одноатомных спиртов: C_nH_2n+2O.

Видео:Задача. Найдите молекулярную формулу углеводородаСкачать

Строение этанола

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства спиртов

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому этанол – жидкость с относительно высокой температурой кипения (температура кипения этанола +78 о С).

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

Этанол смешивается с водой в любых соотношениях.

Видео:Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.Скачать

Изомерия спиртов

Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

Структурная изомерия

Для этанола характерна структурная изомерия – межклассовая изомерия.

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — C_nH_2n+2О.

Видео:7.1. Спирты: Номенклатура, классификация, изомерия. ЕГЭ по химииСкачать

Химические свойства этанола

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

1. Кислотные свойства

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии этанола с растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующийся алкоголят почти полностью гидролизуется водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому этанол не взаимодействуют с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Этанол взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными).

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

Видео:Решение задач на вывод формул органических соединений | Химия 10 класс #8 | ИнфоурокСкачать

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Одноатомные и многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Видео:Решение задач на нахождение молекулярной массы вещества. Урок 14. Химия 10 классСкачать

3. Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

3.1. Внутримолекулярная дегидратация

При высокой температуре (больше 140 о С) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.

Видео:Решение задач на определение молекулярной формулы органического вещества -три типаСкачать

В качестве катализатора этой реакции также используют оксид алюминия.

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140 о С) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

Видео:Определение массовых долей элементов в соединениях. 8 класс.Скачать

4. Окисление этанола

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO₄, K₂Cr₂O₇, кислород в присутствии катализатора.

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Cпирты можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества.

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Cпирты можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.).

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот.

4.4. Горение спиртов

Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

Видео:10 класс(база).Решение задач на нахождение формулы по продуктам сгорания и массовой доли элемента.Скачать

5. Дегидрирование этанола

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования.

Видео:Органика. Решение задачи на определение состава вещества по продуктам его сгорания.Скачать

Получение этанола

Видео:ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

Видео:8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

2. Гидратация алкенов

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

Видео:Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

3. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты, а из формальдегида образуется метанол.

Видео:Задачи на вывод формул веществаСкачать

Видео:Как за 4 МИНУТЫ выучить Химию? Химическое Количество, Моль и Закон АвогадроСкачать

4. Получение этанола спиртовым брожением глюкозы

Для глюкозы характерно ферментативное брожение, то есть распад молекул на части под действием ферментов. Один из вариантов — спиртовое брожение.

Видео:Задание №35: вывод формулы органического соединения | Химия 10 класс | УмскулСкачать

Спирты

О чем эта статья:

Спирты — это большая группа химических соединений, производные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу ОН − .

Гидроксильная группа является функциональной группой спиртов.

Видео:Решение задач на нахождение молекулярной формулы вещества по известной относительной плотности газаСкачать

Классификация спиртов

Спирты классифицируют по различным признакам: по количеству гидроксильных групп; по типу атома углерода, с которым связана гидроксогруппа; а также по строению углеводородного радикала.

По количеству гидроксогрупп

По этому признаку выделяют одноатомные и многоатомные спирты.

У одноатомных спиртов одна группа ОН−. Пример — этиловый спирт (этанол):

У многоатомных — несколько групп ОН − .

Например, предельный двухатомный спирт этиленгликоль (этандиол):

Трехатомный спирт глицерин:

Современное название многоатомных спиртов — полиолы (диолы, триолы и т. д.).

По типу атома углерода, с которым связана гидроксогруппа

Выделяют первичные, вторичные и третичные спирты. Показали примеры каждого вида спиртов в таблице.

По строению углеводородного радикала

По строению углеводородного радикала спирты бывают:

Видео:Спирты. Ч.3-2. Номенклатура одноатомных спиртов. Практика.Скачать

Номенклатура спиртов

По систематической номенклатуре ИЮПАК (IUPAC)

Спиртам дают название по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, которая показывает положение гидроксильной группы. Для того, чтобы правильно определить, с каким по счету атомом углерода соединена гидроксильная группа, необходимо учитывать следующие правила:

Выбрать самую длинную углеводородную цепь, в состав которой входит гидроксильная группа. Таким образом устанавливают число атомов углерода и соответственно формируют название.

Нумерацию длинной цепи осуществляют с того края, к которому ближе расположена гидроксильная группа.

Местоположение гидроксогруппы в названии определяют написанием цифры после суффикса -ол.

Если в составе спирта присутствуют другие функциональные группы, то нумерация углеродного скелета начинается с того края, где расположена старшая функциональная группа. В таком случае перед названием указывают цифрой, от какого атома углерода идет ответвление.

Радикально-функциональная номенклатура

По такому способу название спирта формируется от названия радикала с добавлением слова «спирт». Например:

СH₃—OH — метанол или метиловый спирт;

C₂H₅OH — этанол или этиловый спирт;

Тривиальная номенклатура

Тривиальные названия были даны спиртам по источнику природного получения. Например, метанол называют древесным спиртом, а этанол — винным спиртом. Показали некоторые тривиальные названия спиртов в таблице:

Видео:Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

Задачи, решаемые при помощи расчета по химическому уравнению

Иногда встречаются задачи, при решении которых требуется во 2-м шаге не только схема превращений, но и уравненное уравнение химической реакции в общем виде с индексами и коэффициентами в буквенном виде. По этому уравнению мы будем вести расчет и составлять пропорцию. Второй шаг в таких задачах часто вызывает значительные затруднения как у школьников, так и у абитуриентов.

При уравнивании таких уравнений можно порекомендовать считать буквенные выражения наравне с числовыми и действовать с ними как с обычными числами.

И еще одна полезная рекомендация: после того как вы расставили все коэффициенты (во 2-м шаге), проверьте еще раз равенство атомов каждого элемента. Именно на этом этапе бывает наибольшее количество ошибок во время проверочных работ и на экзаменах.
Примеры решения таких задач.

Задача 96
При полном сгорании 2,3 моль предельного одноатомного спирта расходовалось 463,68 л газообразного кислорода (н.у.). Определите молекулярную формулу спирта.
Дано: количество вещества спирта: n(С_nН_2n+1OH) = 2,3 моль; объем кислорода: V(О₂) = 463,68 л.
Найти: молекулярную формулу спирта.
Решение:

Шаг 1. В состав предельного одноатомного спирта входит углерод, водород и кислород. Общая формула предельных одноатомных спиртов: С_nН_2n+1OH. Водород, соединенный с кислородом, выделен в гидроксильную группу для того, чтобы показать принадлежность к классу спиртов. Но для составления уравнения и вывода формулы удобно показать общее число атомов каждого элемента, не различая их по.функциональности. Поэтому запишем: С_nН_2n+2O. Из общей формулы видно, что в 1 молекуле предельного одноатомного спирта содержится один атом кислорода 1 , а количество атомов водорода строго зависит от количества атомов углерода.

Шаг 2. Составим уравнение реакции горения и уравняем его:

Попытаемся упростить некоторые коэффициенты, пользуясь знаниями из курса алгебры.

Элемент

n . 1УравненоН1 . (2n + 2) = 2n + 2(n + 1) . 2 = 2n + 2УравненоО1 . 1 + (3n/2) . 2 = 1 + 3nn . 2 + (n +1) . 1=
= 2n + n — 1= 3n + 1Уравнено

Шаг 3. Соотношение атомов однозначно определяется общей формулой:

n(С) : n(Н) : n(О) = 1 : 4 : 1

Шаг 4. Простейшая формула получается из общей формулы предельных одноатомных спиртов: СН₄О.

Шаг 5. В этом шаге путем расчета по химическому уравнению мы установим индексы в истинной молекулярной формуле спирта. Для этого по уравнению реакции достаточно составить пропорцию, используя данные из условия. Для расчета по уравнению необходимо по значению объема, указанному в условии, вычислить количество вещества газообразного двухатомного (!) кислорода (н. у.).

Теперь с помощью уравнения реакции горения составляем пропорцию и определяем «n»:

Подставляя это значение в общую формулу, получаем молекулярную формулу искомого спирта: С₆Н₁₄О. Для придания записи формулы химического смысла выделим отдельно гидроксильную группу: С₆Н₁₃ОН.

Комментарии:
1 Поэтому спирт и называется одноатомный.