Способы получения спиртов 10 класс химия

Спирты

Спирты — кислородсодержащие органические соединения, функциональной группой которых является гидроксогруппа (OH) у насыщенного атома углерода.

Спирты также называют алкоголи. Первый член гомологического ряда — метанол — CH₃OH. Общая формула их гомологического ряда — C_nH_2n+1OH.

Классификация спиртов

По числу OH групп спирты бывают одноатомными (1 группа OH), двухатомными (2 группы OH — гликоли), трехатомными (3 группы OH — глицерины) и т.д.

Одноатомные спирты также подразделяются в зависимости от положения OH-группы: первичные (OH-группа у первичного атома углерода), вторичные (OH-группа у вторичного атома углерода) и третичные (OH-группа у третичного атома углерода).

Номенклатура и изомерия спиртов

Названия спиртов формируются путем добавления суффикса «ол» к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода: метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол и т.д.

Для спиртов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с бутанола), положения функциональной группы и межклассовая изомерия с простыми эфирами, которых мы также коснемся в данной статье.

Получение спиртов

• Гидролиз галогеналканов водным раствором щелочи

Помните, что в реакциях галогеналканов со сПИртовым раствором щелочи получаются Пи-связи (π-связи) — алкены, а в реакциях с водным раствором щелочи образуются спирты.

Присоединения молекулы воды (HOH) протекает по правилу Марковникова. Атом водорода направляется к наиболее гидрированному атому углерода, а гидроксогруппа идет к соседнему, наименее гидрированному, атому углерода.

В результате восстановления альдегидов и кетонов получаются соответственно первичные и вторичные спирты.

Синтез газом в промышленности называют смесь угарного газа и водорода, которая используется для синтеза различных химических соединений, в том числе и метанола.

Получение этанола брожением глюкозы

В ходе брожения глюкозы выделяется углекислый газ и образуется этанол.

В результате такой реакции у атомов углерода, прилежащих к двойной связи, формируются гидроксогруппы — образуется двухатомный спирт (гликоль).

Химические свойства спиртов

Предельные спирты (не содержащие двойных и тройных связей) не вступают в реакции присоединения, это насыщенные кислородсодержащие соединения. У спиртов проявляются новые свойства, которых мы раньше не касались в органической химии — кислотные.

Щелочные металлы (Li, Na, K) способны вытеснять водород из спиртов с образованием солей: метилатов, этилатов, пропилатов и т.д.

Необходимо особо заметить, что реакция с щелочами (NaOH, KOH, LiOH) для предельных одноатомных спиртов невозможна, так как образующиеся алкоголяты (соли спиртов) сразу же подвергаются гидролизу.

Реакция с галогеноводородами

Реакция с галогеноводородами протекают как реакции обмена: атом галогена замещает гидроксогруппу, образуется молекула воды.

В результате реакций спиртов с кислотами образуются различные эфиры.

Дегидратация спиртов (отщепление воды) идет при повышенной температуре в присутствии серной кислоты (водоотнимающего) компонента.

Возможен межмолекулярный механизм дегидратации (при t 140°С) механизм дегидратации становится внутримолекулярный — образуются алкены.

Названия простых эфиров формируются проще простого — по названию радикалов, входящих в состав эфира. Например:

• Диметиловый эфир — CH₃-O-CH₃
• Метилэтиловый эфир — CH₃-O-C₂H₅
• Диэтиловый эфир — C₂H₅-O-C₂H₅

Качественной реакцией на спирты является взаимодействие с оксидом меди II. В ходе такой реакции раствор приобретает характерное фиолетовое окрашивание.

Замечу, что в обычных условиях третичные спирты окислению не подвергаются. Для них необходимы очень жесткие условия, при которых углеродный скелет подвергается деструкции.

Вторичные и третичные спирты определяются другой качественной реакцией с хлоридом цинка II и соляной кислотой. В результате такой реакции выпадает маслянистый осадок.

Первичные спирты окисляются до альдегидов, а вторичные — до кетонов. Альдегиды могут быть окислены далее — до карбоновых кислот, в отличие от кетонов, которые являются «тупиковой ветвью развития» и могут только снова стать вторичными спиртами.

Такой реакцией является взаимодействие многоатомного спирта со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В результате реакции раствор окрашивается в характерный синий цвет.

Важным отличием многоатомных спиртов от одноатомных является их способность реагировать со щелочами (что невозможно для одноатомных спиртов). Это говорит об их более выраженных кислотных свойствах.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

«Получение и применение предельных одноатомных спиртов»
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Урок по теме «Способы получения и применение спиртов» является вторым уроком по теме « Кислородосодержащие соединения. Спирты».

Цель урока – познакомить обучающихся со способами получения и применения спиртов.

По форме: урок –исследование, по типу –комбинированный.

Способы работы: беседа, рассказ, самостоятельная работа, практическая работа.

Методы используемые на уроке – словесные (беседа, рассказ), наглядные (видеотерминал), практические (лабораторный опыт), контроля (устный опрос)

Оборудование урока: химическое оборудование, учебник, презентация, проектор, компьютер, инструктивные карточки.

Оборудование на столах обучающихся: водный раствор яичного белка, этанол, раствор азотной кислоты, пробирки, штатив для пробирок.

Скачать:

Вложение	Размер
urok_primen_spirtov.doc	67 КБ

Предварительный просмотр:

Урок по теме: 10 класс

«Получение и применение

предельных одноатомных спиртов»

Хабибярова А.А., учитель химии

Цель урока: п ознакомить со способами получения и применения спиртов.

— изучить способы получения спиртов и области их применения;

— углубить знания учащихся о причинах и последствиях негативного влияния алкоголя на организм человека.

— развитие умения осуществлять самостоятельную деятельность на уроке,

— навык взаимного сотрудничества при работе в паре;

— расширить кругозор учащихся,

— содействовать формированию научного мировоззрения,

— интереса к химии

— формирование негативного отношения к алкоголизму как общественному явлению.

Способы работы : беседа, рассказ, самостоятельная работа, практическая работа.

Методы используемые на уроке – словесные (беседа, рассказ), наглядные (видеотерминал), практические (лабораторный опыт), контроля (устный опрос).

Средства обучения: химическое оборудование, учебник, презентация, проектор, компьютеры.

Оборудование на столах учащихся : водный раствор яичного белка, азотная кислота, этанол, вода, пробирки, штатив для пробирок.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: урок – исследование.

Фронтальный опрос (по цепочке).

Цель: повторить и закрепить ранее изученный материал.

— какие соединения называют кислородосодержащими?

— перечислить кислородосодержащие группы (-ОН гидроксильная, -СООН карбоксильная, -С=О карбонильная).

— по числу гидроксильных групп на какие группы делятся спирты? (одноатомные, многоатомные).

— по характеру углеводородного радикала? (предельные, непредельные, ароматические)

— по характеру атома углерода, с которым связана гидроксильная группа (первичные, вторичные, третичные). Четвертичных не бывает, так как атом углерода связан с 4мя другими атомами углерода, поэтому на связь с – ОН нет больше валентности.

Учитель: что вы знаете о спиртах? Какими способами получают, и где применяют спирты?

Из материала сегодняшнего урока вы найдете ответы на эти вопросы.

— вредное воздействие этанола на организм человека.

— составлять уравнения химических реакций,

— опытным путём определять негативное воздействие этанола на организм человека,

И так, запишите число и тему нашего урока. Сейчас вместе с вами сформулируем цель урока: познакомиться со способами получения и применения спиртов.

1. Изучение нового материала

3.1. Учитель: В природе спирты в чистом виде встречаются очень редко, в основном в виде производных – сложные эфиры.

Хотя спирты можно рассматривать как производные углеводородов, получить их непосредственным окислением алканов очень трудно.

Поэтому вначале из предельного углеводорода получают

галогенопроизводное, затем гидролизом получают спирт.

Рассмотрим схему превращений: С n H 2n+2 —- С n H 2n+1 Hal —- С n H 2n+1 OH.

Эта схема указывает на генетическую связь между углеводородами и спиртами.

А сейчас рассмотрим на примере уравнений реакций:

C 2 H 6 + Cl 2 = C 2 H 5 Cl + HCl

C 2 H 5 Cl + NaOH — HO — C 2 H 5 OH + NaCl + Н 2 О

Однако на практике этот способ не применяется.

Учитель: А сейчас рассмотрим основные способы получения спиртов.

Цель: познакомиться с этими способами получения.

1. Гидратация алкенов – присоединение воды по пи-связи молекулы алкена.

СН 2 = СН 2 + Н 2 О —— C 2 H 5 OH , такой спирт называется синтетическим.

1. Метанол – древесный спирт – указывает на способ его получения – сухая перегонка древесины.
2. В промышленности получают при взаимодействии водорода с угарным газом при повышенной температуре, давлении и в присутствии катализатора.

СО + 2Н 2 ——— СН 3 –ОН

1. Брожение пищевого сырья (зерновых культур, картофеля, ягод, отходов сахарного производства).

C 6 H 12 О 6 ——— 2 C 2 H 5 OH + 2 СО 2

Спирт, полученный таким способом, называют пищевым или винным.

3.2. Применение спиртов.

Учитель: переходим к сфере применения спиртов.

Цель: выявить области применения спиртов на примере этанола.

Вам предстоит самостоятельно выявить области применения спиртов на примере этанола. Выпишите, пожалуйста, в тетради области применения этанола используя схему №7 на стр.153 учебника.

Учитель: Применение этанола обширно. Он используется в производстве:

— лаки, краски, парфюмерные средства,

— в медицине – как дезинфицирующее средство ( так как убивает все микробы),

— для приготовления алкогольных напитков.

Остановимся на последнем пункте.

Издревле человеку известно большое число ядовитых веществ, и немало случаев их использования. Все они отличаются по силе и воздействию на организм человека. Но среди них выделяется вещество, которое известно в медицине как сильный яд, который человек употребляет в ущерб своему здоровью – это этиловый спирт.

Смертность от алкоголизма превышает число смертельных случаев, вызываемых всеми инфекционными заболеваниями.

Учитель: А сейчас, ребята, у вас есть возможность почувствовать себя в роли исследователя, и на практике узнать о процессах разрушения белков в организме под влиянием этанола.

1. Практическая работа:«Влияние этанола на молекулы белков».

Учитель: Проведем небольшое исследование. Вы должны проверить опытным путем влияние этанола на молекулы белков.

Работа будет проходить в парах. Перед тем, как приступить к эксперименту, необходимо повторить Правила техники безопасности при проведении практических работ.

Инструктивная карта № 1.

Влияние этанола на молекулы белков.

Клеточные катализаторы называют ферментами. Каталитическая активность ферментов исключительно велика. Они ускоряют реакции в десятки, сотни миллионов раз. По химической структуре ферменты – белки.

Почти каждая химическая реакция в клетке катализируется особым ферментом.

Выявить последствия воздействия спирта на молекулы ферментов, находящихся в клетке.

Добавьте в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?

Инструктивная карта № 2.

Влияние этанола на молекулы белков.

В состав эритроцитов входит белковое вещество гемоглобин, которое определяет красный цвет крови. Поэтому эритроциты называют красными кровяными клетками. Гемоглобин состоит из двух частей: белковой – глобина и железосодержащей – гемма.

Выявить причину разрушения молекулами спирта красных кровяных клеток и последствия этого процесса.

Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?

Инструктивная карта № 3.

Влияние этанола на молекулы белков.

Бактерии имею очень малые размеры и различную форму. Снаружи бактериальная клетка окружена плотной оболочкой, а у некоторых видов еще и капсулой. Под оболочкой, состоящей из углеводов, находится плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков.

Бактериальная клетка содержит богатый набор ферментов и биологически активных веществ.

Объяснить, почему спирт обладает дезинфицирующими свойствами ( вызывает гибель бактериальных клеток)

Добавьте по отдельности в три пробирки с яичным белком: 1 пробирка -5 мл воды, 2 пробирка –этиловый спирт, 3 пробирка –азотную кислоту. Сравните содержимое пробирок. Что вы наблюдаете? Что происходит с молекулами белков под действием спирта и кислоты? Как называется этот процесс?

Учитель: Ребята, давайте подведем итог по практической частью нашего урока:

— как влияет этанол на ферменты клетки?

— что происходит с эритроцитами под влиянием этанола?

— как влияет этанол на живые клетки?

Вывод : этиловый спирт вызывает гибель белковых молекул. Опасен для живого организма.

1. Сведения из области медицины.

Цель: расширить кругозор учащихся по данной теме.

Обжигая слизистую оболочку полости рта, глотки, пищевода, молекулы спирта поступают в желудочно –кишечный тракт. В отличие от других многих веществ спирт быстро и полностью всасывается в желудке. Легко преодолевая клеточные мембраны, через час достигает максимальной концентрации в крови. Быстро всосавшись в кровь, хорошо растворяясь в межклеточной жидкости, спирт поступает во все клетки организма.

Учеными установлено, что нарушая функции клеток, он вызывает их гибель: при употреблении 100 грамм пива погибает около 3000 клеток головного мозга, 100 грамм вина -5000 клеток, 100 грамм водки -7500, соприкосновение эритроцитов с молекулами спирта приводит к свертыванию кровяных клеток.

В одной бутылке пива содержится 100 грамм водки.

Учитель: а теперь, предлагаю посмотреть небольшой видеоролик и слайды презентации о вредном воздействии этилового спирта на организм человека.

— этанол незаменим в медицине, т.к. обладает множеством полезных свойств.

— частое потребление этанола может вызвать алкогольную зависимость.

— при злоупотреблении человек может нанести непоправимый вред своему организму, т.к. этанол оказывает негативное влияние на все системы органов.

— вредное воздействие этанола на организм человека.

— составлять уравнения химических реакций,

— опытным путём определять негативное воздействие этанола на организм человека,

1. Первичное закрепление изученного материала.

Учитель: а теперь, для закрепления изученного материала, выполним следующее задание.

Работая индивидуально, выполните одно задание (по выбору).

Закончите уравнение реакции.

СН 2 = СН 2 + Н 2 О = — первый вариант

СО + 2Н 2 = — второй вариант

Закончите следующие уравнения реакций:

C 2 H 5 Cl + NaOH — HO —

Осуществите следующее превращение для соединения с тремя атомами углерода.

С n H 2n+2 —- С n H 2n+1 Hal —- С n H 2n+1 OH.

Домашнее задание: Сочинение – рассуждение «Спирт: друг или враг?»

Ребята, дайте оценку своей деятельности на уроке.

• Усвоил(а) ли ты материал урока?
• Что этому способствовало?
• Было ли тебе интересно?
• Сумел(а) ли ты получить новые знания?
• Ты сумел(а) показать свои знания?

Источник