Н –С –С –Н –СН2=СН2+Н2О
Н ОН
Дигидрация последующих ломологов приводит к получению других
непредельных углеводородов .
Н Н Н
Н –С –С –С –Н СН3 –СН
=СН2+Н2О
Н Н ОН
При несколько иных условиях дигидрация спиртов может ,
происходить с отщиплением молекулы воды не от каждой
молекулы
спирта , а от двух молекул . Так , при более слабом
нагревания этилового спирта с серной кислотой (не выше +140
С и при избытке
спирта) диэтиловый эфир .
С2Н5ОН+ОНС2Н5 –С2Н5 –О –С 2Н5+Н2О
Диэтиловый эфир –летучая , легко воспламеняющаяся жидкость ,
применяют в медицине в качестве наркоза . Он относится к
классу простых эфиров–органических веществ , молекулы которых
состоят из
двух углеводородных радикалов , соединёных 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 принетая нами формула хотя она также отвечает
правилом
важности , выражает стрение 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 молекуы , 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 преобрело 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 температу кипения
(рис.35) .
Водородные связи могут установливаться и между молекулами
спирта
и воды (рис.31в) . Именно этим обьясняется 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 . норастворимость спиртов в воде (вспомним
, что члены гамологических рядов при сходстве свойств имеют
индивидуальные различия) . Если в равные обьёмом воды в
стаканчиках
мы прильём по одинаковому обьёму (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 обьяснить 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 пищ углеводсодержащего сырья , и при обработки
зерна
(рожь , ячмень , кукуруза , овёс , просо) . В 30-е по 50-е годы
было разработанно 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
католизаторе 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 этонола , 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 гидраитацией
этилена при :
75-80 С и 2,48 Мн/м/24,8 нес/м ) этилен взаимодействует с
концетрированой 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 обезвоженый , Т.Н. абсолютный , Э.С. Последний в
промышленности готовят , воду в виде стройной азеотропной
смеси вода-спирит-бензол (специальная добавка) , а в
лабороторных условиях-
химическом связыванием воды различными реагентами , окисью
кальция , металлическим кальцием или магнием Э.С. ,
предназначеный для технических и бытовых целей , иногда
денантурируют .
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
актановое 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 дигидратации готовят диэтиловый
(медицинский) эфир , с взаимодействием с хлороводородом
получают хлорэтан , для местной анестозии. Спирт применяется при
изготовлении
многих лекарств . В парфюмерии он идёт на изготовление духов
и адеколонов .
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 вследствии употребления алкоголя ещё более
опасны , т.к. у пьющего человека появляется привыкание ,
погубное 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 растройств 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 быстрея , чем
у взрослых , может появиться заболевание – алкоголизм .
Все виды спиртного должны быть полностью исключены из жизни
молодёжи !!!
|
