Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 60

Вопрос

1. В промышленности этиловый спирт получают в результате реакции гидратации этилена. Какие ещё способы получения спиртов известны?

В промышленности этиловый спирт (C₂H₅OH) получают путём гидратации этилена — присоединения молекулы воды к этилену (C₂H₄) при нагревании и в присутствии катализатора (обычно серной кислоты). Уравнение реакции:

(C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH)

Кроме этого, известны и другие способы получения спиртов:

4. Гидратация алкенов (в лаборатории):

При взаимодействии алкена с водой в присутствии кислоты в качестве катализатора можно получить спирт.

Например: (CH₂=CH₂ + H₂O → CH₃–CH₂OH)

5. Замещение в галогенпроизводных алканов:

Галогеналканы можно превратить в спирты путём реакции с раствором щёлочи:

(CH₃–CH₂–Cl + NaOH → CH₃–CH₂–OH + NaCl)

(Это реакция нуклеофильного замещения.)

6. Брожение сахаров:

В биотехнологии и пищевой промышленности спирты получают путём спиртового брожения глюкозы, при участии дрожжей:

(C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂↑)

Это способ используют для производства алкогольных напитков и пищевого этанола.

Таким образом, спирты можно получать химическим и биотехнологическим путём, и выбор метода зависит от цели, масштабов производства и доступного сырья.

2. Общее свойство органических веществ, характерное и для спиртов, — горение — используют на практике. Какие общие свойства спиртов обусловлены содержанием в их молекуле функциональной гидроксильной группы?

Спирты, как и многие органические вещества, способны гореть. При этом происходит реакция с кислородом, сопровождаемая выделением большого количества тепла и образованиями углекислого газа и воды:

(C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O + Q)

Однако спиртам также присущи особые свойства, связанные с наличием в их молекулах функциональной группы –OH (гидроксильной группы). Эта группа обуславливает следующие общие свойства:

4. Способность к образованию водородных связей.

Между молекулами спиртов и молекулами воды образуются водородные связи, благодаря которым спирты хорошо растворимы в воде (особенно низшие спирты, например, метанол и этанол).

5. Полярность молекулы.

Гидроксильная группа делает спирт полярным веществом, из-за чего спирты обладают относительно высокими температурами кипения по сравнению с углеводородами с аналогичной молекулярной массой.

6. Химическая активность.

Гидроксильная группа легко вступает в реакции, например:

• с активными металлами (выделяется водород):

(2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑)

• с кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации):

(CH₃COOH + CH₃OH → CH₃COOCH₃ + H₂O)

• с окислителями (окисление до альдегидов или кислот):

(CH₃CH₂OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O)

5. Способность проявлять слабые основные и кислотные свойства.

   Гидроксильная группа может отдавать или принимать протоны, участвуя в кислотно-основных реакциях.

Таким образом, гидроксильная группа определяет как физические, так и химические свойства спиртов, включая их растворимость, температуру кипения, реакционную способность и способность к образованию водородных связей.