ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 24
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 24. Химические свойства, получение и применение спиртов

Какие связи спирта меняются в разных реакциях?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Какие связи спирта меняются в разных реакциях?

Исследуем вместе

Как меняется спиртовая группа

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Реакция с натрием

Натрий замещает H гидроксильной группы, образуя алкоголят и H₂. Для этанола: 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂.

Водород углеродной цепи в этой школьной реакции не замещается. Из двух молей одноатомного спирта выделяется один моль H₂; вода в смеси также реагировала бы с натрием.

2 моль этанола

1 моль H₂

Продукт

Этилат натрия

Уточнение

Это теоретическая схема для безводного спирта

С натрием реагирует H группы OH. Стехиометрия выделения H₂ определяется числом таких атомов.

02

Замещение OH и дегидратация

При реакции с HBr гидроксильная группа может замениться на Br: C₂H₅OH + HBr → C₂H₅Br + H₂O. При дегидратации спирт теряет воду и может дать алкен.

Для этанола в школьной схеме около 170°C с концентрированной H₂SO₄ получают этен; при более низкой температуре около 140°C рассматривают образование диэтилового эфира. Условия существенно влияют на преобладающий путь.

Признак / примерОбъяснение
Этанол + HBrБромэтан
Внутримолекулярная дегидратацияЭтен
Межмолекулярная дегидратацияC₂H₅—O—C₂H₅

Замещение OH и отщепление воды дают разные продукты. Температура и реагенты помогают различить направления.

Молекула этанола

Красный O входит в гидроксильную группу; на модели можно отличить спирт от углеводорода.

Ben Mills / Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Метаналь — простейший альдегид

Карбонильный C связан с двумя H; метаналь помогает увидеть устройство альдегидной группы.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Получение спирта

Гидратация этена даёт этанол при кислотном катализе. Гидролиз бромэтана водной щёлочью заменяет Br на OH: C₂H₅Br + NaOH → C₂H₅OH + NaBr.

Этанол также получают спиртовым брожением глюкозы: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ при действии ферментов. Это не обычное нагревание сахара, а биохимический процесс.

Алкен

Гидратация

Галогеналкан

Водный раствор щёлочи

Глюкоза

Брожение

Спирты получают несколькими путями. Выбор зависит от доступного сырья и строения нужного продукта.

04

Окисление и применение

Первичный спирт при контролируемом окислении даёт альдегид, а при дальнейшем — кислоту. Нагревание этанола с CuO описывают: C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O.

Спирты используют как растворители, сырьё и компоненты топлива. Их применение определяется конкретным веществом: слово «спирт» обозначает класс, а не одно безопасное для любых целей соединение. Для 4,6 г безводного этанола n = 4,6/46 = 0,10 моль. При полном взаимодействии с Na получится 0,050 моль H₂, или 1,12 л при н. у. Деление на два следует из коэффициентов, поскольку молекула H₂ объединяет два гидроксильных H.

Этанол → этаналь

Мягкое контролируемое окисление

Этаналь → уксусная кислота

Дальнейшее окисление

Полное горение

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Окисление первичного спирта может проходить последовательно. Промежуточный продукт зависит от условий.

Соберём главное

Шесть выводов

01С натрием реагирует H группы OH. Стехиометрия выделения H₂ определяется числом таких атомов.
02Замещение OH и отщепление воды дают разные продукты. Температура и реагенты помогают различить направления.
03Спирты получают несколькими путями. Выбор зависит от доступного сырья и строения нужного продукта.
04Окисление первичного спирта может проходить последовательно. Промежуточный продукт зависит от условий.
05В уравнениях спиртов удобно выделять функциональную группу. Так легче увидеть, какая связь разрывается или образуется.
06Расчёт начинают с уравненных коэффициентов. Один моль спирта не во всех реакциях даёт один моль газообразного продукта.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. 2 моль этанола при полном взаимодействии с Na дают H₂…
2. При реакции этанола с HBr образуется…
3. При окислении этанола CuO образуется…
4. Суммарно из 1 моль глюкозы при спиртовом брожении получается этанола…
5. Для получения спирта из галогеналкана используют…
6. В реакции этанола с Na замещается H…
7. Дальнейшее окисление этаналя даёт…
8. Этанол при полном горении даёт…
9. При нагревании этанола около 140 °C с концентрированной H₂SO₄ в школьной схеме рассматривают…
10. Этилат натрия отличается от этанола заменой…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 24. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 24. Химические свойства, получение.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…