الدرس الثانى ... الكحولات

الطــرق العامــــة لتحضيــر الكحــولات
*التحلل المائي لهاليدات الألكيل
-مثل كلوريد أو بروميد أو يوديد الألكيل
-حيث يتم التحلل المائى لهاليد الألكيل بواسطة محلول مائي مركز ساخن من الصودا الكاوية أو البوتاسا الكاوية حتى درجة الغليان 0حيث تستبدل ذرة الهالوجين بمجموعة هيدروكسيل
أ- تحضير كحول أولى من هاليد ألكيل أولى
C2H5I + KOH مائية / حرارة C2H5OH + KI
C2H5Br + NaOH مائية / حرارة C2H5OH + NaBr
CH3Cl + KOH CH3OH + KCl
ب- تحضير كحول ثانوى من هاليد ألكيل ثانوى
CH3 CH3
CHI + KOH مائية / حرارة CHOH+KI
CH3 CH3
جـ-تحضير كحول ثالثى من هاليد ألكيل ثالثى
CH3 CH3
CH3-C-I + KOH مائية / حرارة CH3-C-OH + KI
CH3 CH3
ملحوظة
-القدرة على تحلل الماء تتوقف على طبيعة الهالوجين - ترتيب الهالوجينات حسب سهولة انتزاعها من هاليد الألكيل I > Br > Cl
*تحضير كحول ثنائى الهيدروكسيل
CH2Br + 2KOH مائيـــة CH2OH
CH2Br CH2OH
Cl Cl
H-C-C-H +2KOH مائيـــة CH2OH
H H CH2OH
 علل يفضل يوديد الألكيل عند تحضير الكحولات من هاليدات الألكيل
-لسهولة تحللها عن البروميدات أو الكلوريدات وذلك لأن اليود أقل نشاط من البروم و الكلور فيسهل كسر الرابطة بين ذرة اليود وشق الألكيل فتكون أسهل فى التحلل

س: من البروبلين كيف نحصل على الكحول الأيزوبروبيلى
CH3CH=CH2 + HCl CH3 CH CH3
Cl
2- كلورو بروبان
CH3 CH CH3 + KOH مائية CH3 CH CH3
Cl OH
-طريقة أخرى
CH3-CH=CH2 +H-OH H2SO4 CH3- CH-CH3
OH
الخــواص الفيزيقية للكحـولات
1-متعادلة التأثير على ورقة عباد الشمس
2-الأفراد الأولى سوائل تمتزج امتزاج تام بالماء
3-الأفراد المتوسطة زيتية القوام
4-الأفراد العليا مواد جامدة ذات قوام شمعي
5-الذوبان فى الماء
-تذوب الكحولات فى الماء مع ملاحظة أن ذوبان الكحولات
-يزداد ذوبان الكحولات فى الماء بزيادة عدد مجموعات الهيدروكسيل
-يقل ذوبان الكحولات فى الماء بزيادة الكتلة الجزيئية والشطر الكربوني
6-درجة الغليان مرتفعة
علل الكحولات متعادلة التأثير على ورقة عباد الشمس
- غير قلوية لأن مجموعة الهيدروكسيل فى الكحولات غير متاينة
-غير حمضية لأن مجموعة الألكيل مجموعة طاردة للإلكترونات فتزيد من
الشحنة السالبة على الأكسجين مما يجعلة لا يفقد البروتون بسهولة
 علل تختلف مجموعة الهيدروكسيل فى الكحولات عن القلويات
-لأنها فى الكحولات غير متأينة ومتعادلة التأثير على ورقة عباد الشمس
-أما فى القلويات متأينة وقلوية التأثير على ورقة عباد الشمس
 علل يذوب الكحول الميثيلى بأي نسبة فى الماء
لأن الوزن الجزيئى للميثانول صغير والشطر الكربوني لة صغير فيشغل حيز
صغير فى المسافات البينية للماء وبالتالى يستوعب الماء كمية كبيرة من الميثانول
يرجع ذلك إلى تكوين روابط هيدروجينية
علل تقل قابلية الكحولات للذوبان فى الماء بزيادة الوزن الجزيئى
لأن زيادة الوزن الجزئي للكحول تؤدى إلى زيادة الشطر الهيدروكربونى وهو جزء غير قطبي على
حساب مجموعة الهيدروكسيل وهو الجزء القطبي وبالتالى يشغل الجزء الهيدروكربونى حيزا كبيرا
فيستوعب المذيب كمية قليلة من المحلول
 علل ارتفاع درجة غليان الكحولات عند مقارنتها بالألكان المقابل
- بسبب وجود مجموعة الهيدروكسيل القطبية التى تكون روابط هيدروجينية بين جزيئات الكحول وبعضها وبالمثل وجود روابط قطبية بين الأكسجين والكربون
-كل ذلك يؤدى إلى زيادة كمية الطاقة اللازمة لفصل هذة الجزيئات عن بعضها وبذلك ترتفع درجة الغليان فى الكحول عن الألكان المقابل
-أما الألكان المقابل فلا يوجد بة روابط هيدروجينية وبالتالى تكون درجة غليانة منخفضة
علل درجة غليان الإيثيلين جليكول أعلى من درجة غليان الإيثانول
لأنة الايثيلين جليكول يحتوى على مجموعتين هيدروكسيل أما الايثانول بة مجموعة واحدة
علل درجة غليان الجليسرول أعلى من درجة غليان الإيثانول
نظرا لأن الجليسرول بة ثلاث مجموعات هيدروكسيل تكون روابط هيدروجينية بين جزيئاتة أقوى من الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الكحول الإيثيلى
كمية الطاقة اللازمة لكسر الروابط بين جزيئات الجليسرول أكبر من كمية الطاقة اللازمة لتكسير الروابط بين جزيئات الإيثانول
*ماهو الفرق بين مجموعة الهيدروكسيل فى القلويات والمركبات العضوية الهيدروكسيلية
الهيدروكسيل فى القلويات الهيدروكسيل فى المركبات العضوية
التأثيــــر تزرق ورقة عباد الشمس لاتؤثــــــــــر
الشحنــــة أيــــون سالب متعادلـــــــــة
الوجــــود القلـــــويات الكحــــــــولات
نـوع الرابطة أيونيــــــة تساهميــــــــة
الخواص الكيميائية للكحـــولات أحادية الهيدروكسيل
اولا تفاعلات خاصة بهيدروجين مجموعة الهيدروكسيل
1-حمضية الكحول
- تحل الفلزات النشطة مثل الصوديوم و البوتاسيوم محل هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل ويتكون
كوكسيد الفلز ويتصاعد غاز الهيدروجين
C2H5OH + 2K 2C2H5OK + H2
إيثوكسيد البوتاسيوم
CH3OH + Na H2 + CH3 O Na
ميثوكسيد الصوديوم
-يتحلل الكوكسيد مائيا معطيا الكحول و هيدروكسيد الصوديوم
C2H5ONa + H2O C2H5OH + NaOH
 علل عند إضافة الصوديوم على الكحول الإيثيل يتصاعد غاز الهيدروجين
لأن الصوديوم يحل محل هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل ويتكون إيثوكسيد الصوديوم
C2H5OH + Na C2H5ONa + H2 يشتعل الهيدروجين بلهب ازرق مع سماع فرقعة
2-تكوين الإستر
أ –بطريق مباشر عن طريق تفاعل الكحول مع الحمض العضوي فى وجود حمض الكبريتيك لمنع حدوث التفاعل العكسى لأنة يمتص الماء
CH3COOH + HOC2H5 conc H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O
-يخرج فى هذا التفاعل ذرة هيدروجين من جزىء الكحول ومجموعة هيدروكسيل من جزىء الحمض لتكوين جزىء الماء تبين ذلك عندما عولج الكحول الذى يحتوى على نظير الأكسجين الثقيل O18 بحمض الخليك الذى يحتوى على نظير الأكسجين العادى O16 وجد الماء الناتج يحتوى على نظير الأكسجين العادى O16
علل يضاف حمض الكبريتيك المركز عند تفاعل الإيثانول مع حمض الخليك
لأن حمض الكبريتيك يمتص الماء ويمنع التفاعل العكسى
CH3COOH + HOC2H5 conc H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O
*س- ماهو الفرق بين تفاعل الإستر والتعادل
تفاعــل الإستـر تفاعــل التعـادل
المـــــــواد المتفاعلـة حمض مع كحـول أنهيدريد حمض مع كحول حمض مع قلـــوى
المواد الناتجـــة أستر ومـــــاء ملـــح وماء
سرعة التفاعـل بطــىء إنعكاســى سريعة غير انعكاسيــة
التفاعــل العكسى التحلل المائى – التصبن التميــــــؤ
س-ما هو الفرق بين الإستر والأملاح
الإستـــــــر الأمــــــلاح
الرائحـــــــة أغلبها لة رائحة زكيــة ليس لها رائحــــة
ناتجـــــة من حمض عضوى مـع كحـــول حمض مع كحــول
التـوصيل للكهرباء رديئة التـــــوصيل جيدة التــــوصيل
ثانيا تفاعلات خاصة بمجموعة الهيدروكسيل
-مع هاليد الهيدروجين
نظرا لاحتواء الكحولات على مجموعة هيدروكسيل فإنها تتفاعل مع الأحماض الهالوجينية وحمض الكبريتيك المركز
حيث يتفاعل الايثانول مع حمض الهيدروكلوريك المركز فى وجود كلوريد الخارصين كعامل حفاز لتكوين كلوريد ايثيل وماء
C2H5OH + HCl ZnCl2 H2O +C2H5 Cl كلوريد الإيثيل

علل يمكن استبدال مجموعة الهيدروكسيل فى الكحول بذرة هالوجين
يحدث ذلك عند تفاعل الكحول مع هاليد الهيدروجين الجاف أو مع المحلول المائي للحمض الهالوجينى المركز ويتم ذلك بإحلال الهالوجين محل مجموعة الهيدروكسيل ويتكون هاليد الألكيل حيث يتم كسر رابطة مجموعة الهيدروكسيل فى جزىء الكحول واستبدالها بذرة هالوجين
C2H5OH + HBr C2H5 Br + H2O
ثالثا تفاعلات خاصة بمجموعة الكاربينول
1-الأكســدة
تتأكسد الكحولات سريعا بالعوامل المؤكسدة مثل حمض الكروميك وهو خليط من حمض الكبريتيك المركز وثاني كرومات البوتاسيوم
أكسدة الكحولات الأولية
يتأكسد على خطوتين وينتج فى الخطوة الأولى ألدهيد والثانية حمض
H OH
CH3-C-OH+[O] حمض الكروميك CH3-C-OH -H2O CH3CHO [O] CH3COOH
H H
*الكشف عن تعاطى السائقين للخمور
يتم ذلك عن طريق نفخ بالون بها مادة السيلكا جل مشبعة بثاني كرومات البوتاسيوم المحمضة بحمض كبرتيك ثم تترك البالونة ليخرج منها زفير السائق اذا كان السائق مخمورا يتغير لون ثاني كرومات البوتاسيوم إلى اللون الأخضر

*أكسدة الكحولات الثانوية
يتكون مركب غير ثابت فى الخطوة الأولى ويتكون الأسيتون فى الخطوة الثانية بعد فقد جزىء ماء
CH3 H CH3 OH CH3
C- OH حمض الكروميك C- OH -H2O C=O
CH3 CH3 CH3 الإسيتون
س:- كيف تميز بين الكحول الإيثيلى والايزوبروبيلى
-بإضافة حمض الكروميك لكل منهم نجد أنة فى حالة الكحول الإيثيلى يتكون اسيتالدهيد ثم حمض
خليك و فى حالة الكحول الأيزوبروبيلى يتكون أسيتون
C2H5OH + [O] K2Cr2O7/H2SO4 CH3CHO [O] CH3COOH
(CH3)2CHOH +[O] K2Cr2O7/H2SO4 CH3COCH3 +H2O
أكسدة الكحولات الثالثة
لا تتأكسد الكحولات الثالثة
علل يتأكسد الكحول الأولى على خطوتين بينما يتأكسد الكحول الثانوي على خطوة واحدة
لآن مجموعة الكاربينول فى الكحول الأولى يتصل بها ذرتين هيدروجين حيث يتأكسد فى المرة الأولى ويعطى ألدهيد ثم يتأكسد المرة الثانية ويعطى حمض
C2H5OH + [O] K2Cr2O7/H2SO4 CH3CHO [O] CH3COOH
أما فى الكحول الثانوي فتتصل مجموعة الكاربينول بذرة هيدروجين واحدة فتتأكسد على مرة واحدة وتعطى كيتون
(CH3)2CHOH +[O] K2Cr2O7/H2SO4 CH3COCH3 +H2O
علل لا تتأكسد الكحولات الثالثة
لأن مجموعة الكاربينول لا يتصل ذرات هيدروجين
علل يزول لون ثاني كرومات البوتاسيوم عند اضافتها على 2 - بروبانول ولا يزول اللون عند اضافتها على البيوتا نول الثالثى
يزول لون ثاني كرومات البوتاسيوم عند اضافتها على 2 - بروبانول لأنة يحدث له عملية أكسدة لآن مجموعة الكاربينول يتصل بها هيدروجين فتختزل برمنجانات البوتاسيوم
(CH3 )2CHOH +[O] K2Cr2O7/H2SO4 CH3COCH3 +H2O
و لا يزول اللون عند اضافتها على البيوتا نول الثالثى لأنة لا يتأكسد لعدم اتصال مجموعة الكاربينول
بذرات هيدروجين

علل يزول لون ثاني كرومات البوتاسيوم عند اضافتها على الايثانول
لآن الايثانول يحدث لة عملية أكسدة ويتكون الأسيتالدهيد الذى لة رائحة التفاح الأخضر ثم تظهر رائحة الإيثانويك
C2H5OH + [O] حمض الكروميك CH3CHO [O] CH3COOH
علل لا تصلح أكسدة الكحول بالعوامل المؤكسدة فى تحضير الأسيتالدهيد من الإيثانول
لأن العامل المؤكسد يكون فى حيز التفاعل فيستمر التفاعل ويتكون حمض الخليك
C2H5OH + [O] حمض الكروميك CH3CHO [O] CH3COOH
ثالثا تفاعـــلات تشمل الجزيء ككل
نزع الماء بواسطة حمض الكبريتيك المركز
علل تتوقف نواتج تفاعل الايثانول مع حمض الكبريتيك على درجة الحرارة
أ‌- إذا كانت كمية الكحول كبيرة ودرجة الحرارة 140 درجة
ينزع الحمض جزىء ماء من 2 جزىء كحول ويتكون أيثير ثنائى الإيثيل
C2H5OH conc H2SO4 C2H5OC2H5 + H2O
C2H5OH 140C
ب‌- إذا كانت درجة الحرارة 180 درجة
ينزع الحمض جزىء ماء ويتكون الإيثيلين ويتم التفاعل على خطوتين
C2H5OH conc H2SO4/180 C C2H5HSO4 + H2O
C2H5HSO4 C2H4 + H2SO4
C2H5OH conc H2SO4 / 180 C C2H4 + H2O
*استخدامات الإيثانول
1- كمذيب عضوى للزيوت والدهون
2- صناعة الأدوية والطلاء والورنيش
3- صناعة الروائح العطرية والمشروبات الكحولية
4- صناعة محاليل تعقيم الفم والأسنان عن طريق المضمضة كمادة مطهرة وذلك لقدرتة على قتل الميكروبات 0
5- كوقود للسيارات بعد خلطة بالجازولين فى معظم بلدان العالم مثل البرازيل
6- يدخل فى تكوين الكحول المحول بنسبة 85 % ايثانول +5% ميثانول + 1% إضافات +لون ورائحة والباقي ماء الذى يستخدم كوقود منزلي وبعض الصناعات الكيماوية
7- يدخل بنسبة 90 % فى عمل الكحول المحول التى يستخدم فى المنازل كوقود
8- الترمومترات الخاصة فى قياس درجات الحرارة المنخفضة
 علل يوضع الكحول فى الترمومترات الخاصة بقياس درجات الحرارة المنخفضة
لأنة يغلى عند 78 درجة ويتجمد عند ـ5و110 درجة
*س كيف تميــز بين كل من الإيثانول والبيوتانول الثانوي
بإضافة حمض الكروميك على كل منهم نلاحظ أن الايثانول يعطى اسيتالدهيد ثم حمض خليك أما والبيوتانول الثانوي يكون كيتون هو ميثيل ايثيل كيتون
C2H5OH + [O] حمض الكروميك CH3CHO [O] CH3COOH
C2H5 CH CH3 K2Cr2O7 C2H5COCH3+ H2O
OH
الكحـولات ثنائيــة الهيدروكسيل
*الإيثيلين جليكول CH2OH
CH2OH
التحضير
-أكسدة الإيثيلين فى وسط قلوي
C2H4 + H2O+ [O] وسط قلوي KMnO4 CH2OH
CH2OH
الخواص الفيزيقية
1- سائل شفاف شديد اللزوجة
2-يمتزج بالماء بأي نسبة
3-درجة غليانة مرتفعة عند مقارنتها بالكحول الإيثيلى
 علل درجة غليان الإيثيلين جليكول أعلى من درجة غليان الإيثانول
لان الإيثيلين جليكول يحتوى على مجموعتين هيدروكسيل تؤدى إلى تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئاته أقوى من الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الإيثانول الذى يحتوى على مجموعة هيدروكسيل واحدة
كمية الطاقة اللازمة لكسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الإيثيلين أكبر من كمية الطاقة اللازمة لكسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الإيثانول
 علل يمتزج الإيثيلين جليكول بالماء بأى نسبة
-لوجود مجموعتين الهيدروكسيل التى تكون روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء

 استخدامات الإيثيلين جليكول
1-مذيب عضوى
2-يمنع تجمد الماء فى مبردات السيارات فى المناطق الباردة
3-سوائل الفرامل الهيدروليكية
4-أحبار الطباعة والختامات والأقلام الجافة
5-تحضير بوليمر البولي ايثيلين جليكول( ( P E G التى يدخل فى تحضير ألياف الداكرون وصناعة مادة أفلام التصوير وشريط التسجيل
علل يضاف الإيثيلين جليكول إلى مبردات السيارات
لأنة يمنع تجمد الماء فى مبردات السيارات فى المناطق الباردة وذلك لأن غير متطاير ويرتبط
بسهولة بجزيئات الماء بواسطة روابط هيدروجينية ويمنع تجمدها
الكحـولات ثلاثيـة الهيدروكسيل
الجيلسرول CH2 -CH -CH2
OH OH OH
-يشتق الجيلسرول من البر وبان بإحلال مجموعات الهيدروكسيل محل ذرة هيدروجين من كل
الخواص الفيزيقية للجيلسرول
1-سائل شفاف عديم اللون غليظ القوام فى درجات الحرارة العادية ولة طعم حلو
1- يمتزج بالماء بسهولة وبأى نسبة لوجود ثلاث مجموعات هيدروكسيل تكون روابط هيدروجينية مع الماء
2- درجة غليانة مرتفعة ( 290 درجة )
الإستخدامات
1- الصناعات الدوائية
2- كعامل مرطب فى مستحضرات التجميل
3- صناعة الأنسجة حيث يكسب الأنسجة المرونة النعومة
4- لة دور فعال فى عمليات التحول الغذائي داخل جسم الإنسان
5- عمل مفرقعات النيتروجيلسرين
عن طريق نيترة الجليسرين بواسطة خليط من حمض النتريك والكبريتيك المركزين
CH2-OH CH2O NO2
CH-OH + 3HNO3 conc CH ONO2 + 3H2O
CH2-OH H2SO4 CH2ONO2 ثلاثى نترات الجليسرين
علل يستخدم الجليسرول فى عمل المفرقعات
عن طريق نيترة الجليسرين بواسطة خليط من حمض النتريك والكبريتيك المركزين
CH2-OH CH2O NO2
CH-OH + 3HNO3 conc CH ONO2 + 3H2O
CH2-OH H2SO4 CH2ONO2
س : رتب الكحولات الآتية حسب درجة الغليان( جليسرول ، ميثانول ، ايثيلين جليكول ، ايثانول )
درجة غليان جليسرول > الايثيلين جليكول > الايثانول > الميثانول
س : أيهما أسرع ذوبان فى الماء ولماذا الإيثانول ام الميثانول ؟
الميثانول أسرع لأنة يحتوى على ذرة كربون واحدة فيكون الشطر الكربوني فى الميثانول اقل من الايثانول
س :أيهما أسرع ذوبان فى الماء ولماذا الايثيلين جليكول ام الميثانول ؟
-الايثيلين جليكول أسرع لأنة يحتوى على مجموعتين هيدروكسيل أما الايثانول يحتوى على
مجموعة هيدروكسيل واحدة
س: قارن بين الكحولات والقلويات
الكحــــــولات القلــــــــويات
نوع الرابطـــــة تساهميــة أيونيـــــــــــة
مجموعة الهيدروكسيل متعادلة الشحنــة سالبة الشحنـــــــة
التأثير على الأدلــة ليس لها تأثيـر قلوية التأثير علـــى الأدلة
التوصيل للكهرباء مواد لا إلكتروليتيـة مواد إلكتروليتيـــــة
التفاعل مع الأحماض ينتج إستـــر وماء ينتج ملـــــــح وماء
مصـــــدر الماء OH من الحمض Hمن القلوى OH من القلوى ,Hمن الحمض
التفاعل مع الزيوت والدهـون لاتتفاعـــل تتفاعل وتكون صابون وماء

» الدرس الاول ... الكحولات و الفينولات
» الدرس الثانى ... القانون الثانى لنيوتن
» الدرس الثانى ... الموجات
» الدرس الثانى ... النظائر
» الدرس الثانى ...قطب الهيدروجين