ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 25
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 25. Многоатомные спирты

Что меняется, когда в молекуле несколько OH-групп?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Что меняется, когда в молекуле несколько OH-групп?

Исследуем вместе

Считаем гидроксильные группы

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

Число гидроксильных групп

Этиленгликоль HO—CH₂—CH₂—OH — двухатомный спирт, а глицерин HO—CH₂—CH(OH)—CH₂—OH — трёхатомный. «Атомность» здесь означает число OH, а не общее число атомов в молекуле.

В систематическом названии этиленгликоль — этандиол-1,2, глицерин — пропантриол-1,2,3. Положения OH указывают, чтобы отличать вещества с разным строением.

Этиленгликоль

C₂H₆O₂, две OH

Глицерин

C₃H₈O₃, три OH

Многоатомность определяется числом OH-групп. Положение этих групп также влияет на свойства.

02

Водородные связи

Несколько OH дают молекулам дополнительные возможности образовывать водородные связи с водой и друг с другом. Это помогает объяснить хорошую растворимость, вязкость и высокие температуры кипения этиленгликоля и глицерина.

Внешнее сходство веществ не означает одинаковой токсичности или назначения. Этиленгликоль токсичен; сведения о его техническом применении не являются разрешением использовать его в пищевых или бытовых смесях.

Признак / примерОбъяснение
ВодаОбразуются водородные связи
ВязкостьДвижение молекул затруднено взаимодействиями
КипениеТребует значительной энергии

OH-группы усиливают межмолекулярное взаимодействие. Назначение вещества определяется не только его внешним видом.

Молекула глицерина

Три атома O принадлежат трём OH-группам, связанным с трёхуглеродной цепью.

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

Кристаллы сульфата меди

Синие кристаллы медного купороса — сульфата меди(II) с кристаллизационной водой CuSO₄·5H₂O.

Crystal Titan · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.

03

Общие реакции спиртов

При полном взаимодействии глицерина с избытком Na все три H гидроксильных групп могут замещаться. Суммарно две молекулы глицерина дают три молекулы H₂.

Если реагент в недостатке, полное замещение всех OH предполагать нельзя. Многоатомные спирты также образуют сложные эфиры; число возможных эфирных групп связано с числом OH.

2C₃H₅(OH)₃ + 6Na

→ 2C₃H₅(ONa)₃ + 3H₂

1 моль глицерина

При полном замещении даёт 1,5 моль H₂

Этерификация

Возможны эфиры по нескольким OH

Каждая OH-группа может участвовать в характерных реакциях. Полнота превращения зависит от количества реагента.

04

Качественный признак

Свежий осадок Cu(OH)₂ растворяется в присутствии этиленгликоля или глицерина с образованием интенсивно синего раствора комплекса. Для изучаемых примеров существенны соседние OH-группы.

Этанол такой картины при тех же условиях не даёт. Но проба не уникальна для этих двух спиртов: например, некоторые углеводы также образуют синий комплекс с Cu(II). У 9,2 г глицерина n = 9,2/92 = 0,10 моль. При полном замещении трёх OH-водородов избытком Na получится 0,15 моль H₂. Если ошибочно применить коэффициенты одноатомного спирта, результат будет втрое меньше.

До

Голубой осадок Cu(OH)₂

После

Интенсивно синий раствор

Граница вывода

Нужны дополнительные признаки для точной идентификации

Соседние OH-группы позволяют образовать комплекс с Cu(II). Качественная реакция показывает признак строения, а не единственное вещество.

Соберём главное

Шесть выводов

01Многоатомность определяется числом OH-групп. Положение этих групп также влияет на свойства.
02OH-группы усиливают межмолекулярное взаимодействие. Назначение вещества определяется не только его внешним видом.
03Каждая OH-группа может участвовать в характерных реакциях. Полнота превращения зависит от количества реагента.
04Соседние OH-группы позволяют образовать комплекс с Cu(II). Качественная реакция показывает признак строения, а не единственное вещество.
05Этиленгликоль и глицерин не являются соседними членами одного гомологического ряда. Они различаются и числом OH-групп.
06Комплексообразование и окисление следует различать. Для углеводов нагревание может привести к другой реакции меди.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Глицерин содержит OH-групп…
2. Этиленгликоль имеет формулу…
3. При полном замещении OH-водородов 1 моль глицерина даёт H₂…
4. Свежий Cu(OH)₂ с глицерином без нагревания образует…
5. Этиленгликоль и глицерин различаются…
6. Синяя проба Cu(II) доказывает исключительно глицерин?
7. Соседние OH этиленгликоля помогают образованию…
8. Этиленгликоль является спиртом…
9. Глицерин входит в жиры как…
10. Высокое кипение многоатомных спиртов связано с…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 25. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 25. Многоатомные спирты.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…