الدرس: 7 - 3 - 3 خواص الكحولات

خواص الكحولات

الخواص الفيزيائية للكحولات:

1. درجات غليان الكحولات عالية جداً نسبة إلى الألكانات المقابلة لها ويعود السبب إلى قابلية الكحولات على تكوين أواصر هدروجينية بينية بين جزيئاتها.

2. تمتزج الكحولات الثلاث الأولى بشكل تام مع الماء بسبب قابلية جزيئاتها على تكوين أواصر هيدروجينية مع جزيئات الماء.

علل: تغلي الكحولات بدرجة أعلى من تلك التي تغلي بها الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي المماثل؟

وذلك بسبب وجود أواصر هيدروجينية رابطة بين جزيئات الكحول وانعدامها في الهيدروكربونات.

علل: تتناقص قابلية ذوبان الكحولات في الماء مع ازدياد وزنها الجزيئي؟

وذلك بسبب ازدياد كبر حجم مجموعة الألكيل فيزداد تنافرها مع جزيئات الماء وبالتالي يقل امتزاجها في الماء إلى أن تصبح عديمة الذوبان.

علل: كحولا المثيل والاثيل شديدا الذوبان في الماء، بينما كحولي البنتيل والهكسيل لا يذوبان في الماء؟

بسبب صغر الوزن الجزيئي لكل من كحولي المثيل والاثيل وقابليتهما على تكوين أواصر هيدروجينية مع الماء، أما كحولي البنتيل والهكسيل فسبب كبر حجم مجموعة الألكيل لكل منهما الأمر الذي يؤدي إلى تنافرهما مع جزيئات الماء.

الخواص الكيميائية للكحولات

الكحولات مركبات فعالة تتفاعل مع المركبات الأيونية والقطبية.

تتفاعل الكحولات مع فلز الصوديوم أو البوتاسيوم مكونة كوكسيدات مع تحرير غاز الهيدروجين.

أكتب بصيغ بنائية تفاعل فلز الصوديوم مع الايثانول:

$2{\mathrm{CH}}_3-{\mathrm{CH}}_2-\mathrm{OH}+2\mathrm{Na}⟶2{\mathrm{CH}}_3-{\mathrm{CH}}_2-\mathrm{O}{\mathrm{Na}}^{+}+{\mathrm{H}}_2$

من الميثانول حضر ميثوكسيد الصوديوم أو بصيغة أخرى من كحول مناسب حضر كوكسيد فلز؟

$2{\mathrm{CH}}_3-\mathrm{OH}+2\mathrm{Na}⟶2{\mathrm{CH}}_3-\mathrm{O}{\mathrm{Na}}^{+}+{\mathrm{H}}_2$

لا تصنف مجموعة OH الكحولية ضمن القواعد القوية لأنها لا تتأين لتعطي أيون الهيدروكسيد إن مجموعة OH أكثر قاعدية وأكثر تركيزاً من الكبريتات الهيدروجينية لذلك تستطيع أن تحل محلها وتعطي الكحول المقابل.

• مجموعة الكوكسي (-RO): وهي مجموعة تتكون من مجموعة الكيل R مرتبطة بذرة أوكسجين مثل: -CH₃O - , CH₃-CH₂-O
• تسمية الكوكسيدات: اسم المقطع الذي يمثل عدد ذرات الكربون + (وكسي).

إذا كانت مجموعة الألكيل تتكون من سلسلة طويلة نرقم السلسلة من الطرف الأقرب لذرة الأوكسجين بحيث تأخذ ذرة الأوكسجين أصغر رقم وتحدد أسماء الفروع وموقعها على السلسلة.

عند ارتباط مجموعة الكوكسي بذرة فلز يضاف المقطع (يد) إلى نهاية الكوكسي.

تتفاعل مع ثلاثي كلوريد الفسفور وخماسي كلوريد الفسفور لتكوين هاليدات الألكيل.

عبر بصيغ بنائية عن تفاعل 2 – بروبانول مع ثلاثي كلوريد الفسفور مرة ومع خماسي كلوريد الفسفور يمكن صياغة السؤال بطريقة أخرى / حضر 2 – كلورو بروبان (هاليد الكيل ثانوي) من كحول مناسب؟

من كحول مناسب حضر هاليد الكيل أولي؟

من كحول مناسب حضر 2 – برومو- 2 – مثيل بروبان (هاليد الكيل ثالثي)؟

تتفاعل الكحولات مع هاليد الهيدروجين لتكوين هاليد الألكيل:

تتوقف سرعة التفاعل على نوعية كل من الكحول وهاليدات الألكيل حيث الكحول الأولي $1^{\circ }$< الكحول الثانوي $2^{\circ }$< الكحول الثالثي $3^{\circ }$ وأن $\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}$ إن تفاعل الكحول الأولي مع هاليد الهيدروجين يحتاج إلى درجات حرارة عالية فهو لا يتفاعل عند درجة حرارة الغرفة.

أكتب بصيغ بنائية معاملة هاليد هيدروجين مع كحول ثانوي؟

أكتب بصيغ بنائية معاملة هاليد هيدروجين مع كحول ثالثي؟

ما هو كاشف لوكاس ولأي غرض يستخدم؟

كاشف لوكاس: هو مزيج من حامض الهيدروكلوريك المركز وكلوريد الخارصين اللامائي ويستعمل للتمييز بين الكحولات الأولية والثانوية والثالثية فالأولية لا تتفاعل مع الكاشف في درجة حرارة الغرفة، بينما الثانوية تتفاعل حيث تظهر عكرة في المحلول بعد مرور (2-5) دقائق نتيجة لتكوين هاليد الألكيل، أما الثالثية فتتفاعل مباشرة فتظهر عكرة في المحلول نتيجة تكون هاليد الألكيل.

كيف تميز بين 1 – بروبانول و 2- بروبانول و 2 – مثيل 2- بروبانول؟

نعامل الكحول المجهول مع كاشف لوكاس فعند ظهور طبقة متميزة مباشرة من هاليد الألكيل فيدل ذلك على أن المجهول هو 2 مثيل - 2 - بروبانول.

وعند ظهور طبقة متميزة من هاليد الالكيل بعد مرور (2 - 5) دقائق فيدل على أن المجهول 2- بروبانول.

أما عند عدم ظهور طبقة متميزة من هاليد الألكيل يدل على أن المجهول هو 1- بروبانول.

نزع جزيئة الماء من الكحولات لتكوين الألكينات:

عند مزج حامض الكبريتيك المركز مع الكحول وتسخينه إلى 170C يتحرر الألكين وحسب الخطوات الآتية:

إضافة بروتون إلى جزيء الكحول.

نزع جزيئة ماء من المركب الوسطي ليعطي أيون الكربونيوم الأكثر استقراراً.

فقدان بروتون من يون الكربونيوم ليعطي الألكين.

عند سحب جزيء ماء من 2 – بيوتانول يكون الناتج 2 – بيوتين وليس 1 – بيوتين وذلك لأن لأيون الموجب ⁺H يسحب من ذرة الكربون الحاملة أقل عدد من ذرات الهيدروجين المجاورة لذرة الكربون التي تسحب منها مجموعة الهيدروكسيل حسب قاعدة ستيزيف.

أكسدة الكحولات:

وفيها يتم انتزاع ذرتي هيدروجين من الكحول، واحدة من مجموعة OH- والأخرى من ذرة الكربون الحاملة لمجموعة OH- وذلك بواسطة إضافة أحد العوامل المؤكسدة مثل محلول محمض من برمنكنات البوتاسيوم أو محلول محمض من ثنائي كرومات البوتاسيوم K₂Cr2O₇ أو ثنائي كرومات الصوديوم Na₂Cr₂O₇

ويعتبر هذا التفاعل كطريقة أخرى للتمييز بين الكحولات، يتأكسد الكحول الأولي إلى ألديهايد أولاً ثم إلى حامض كربوكسيلي ثانياً إذا كانت الأكسدة تامة.

أكتب ناتج الأكسدة التامة للايثانول؟

يتأكسد الكحول الثانوي إلى كيتون ويتوقف التفاعل عند هذا الحد.

أكتب بصيغ تركيبية أكسدة 2- بروبانول:

أما الكحول الثالثي فلا يتأكسد بسبب استقراريته لأن ذرة الكربون الحاملة لمجموعة OH الكحولية خالية من ذرة الهيدروجين.

عبر بصيغ تركيبية عن إضافة جزيئة ماء إلى البروبين ثم أكسدة الناتج؟

ما ناتج الأكسدة التامة للمركبات الآتية:

بيوتانول.

بيوتانول.

2– مثيل – 2- بروبانول

مركب عضوي يحتوي على أربع ذرات كربون يستجيب لكاشف لوكاس وعند أكسدته يعطي كيتون أكتب التفاعلات أعلاه وما صيغته البنائية؟

بما أن المركب يستجيب لكاشف لوكس وعند أكسدته يعطي كيتون إذاً المركب هو كحول ثانوي يحتوي على أربع ذرات كربون وصيغته البنائية هي:

مركب عضوي صيغته C₄H₁₀O يتفاعل مع فلز الصوديوم ويحرر غاز H₂ ولكنه لا يستجيب لكاشف لوكاس تتأكسد هذه المادة بمحلول KMnO₄ إلى ألديهايد أولاً ثم إلى حامض كربوكسيلي. أكتب بالصيغ التركيبية أكسدة هذه المادة مع التسمية؟

يظهر من الصيغة أنها تخضع للقانون C_nH_2n+2O فهي إما كحول أو إيثر ولكونها تتفاعل مع فلز فهي إما كحول أو إيثر ولكونها تتفاعل مع فلز إما 1- بيوتانول CH3-CH₂-CH₂-CH₂-OH أو 2 مثيل - 1- بروبانول