Уравнение реакции c2h5oh и o2

Этанол: химические свойства и получение

Этанол C₂H₅OH или CH₃CH₂OH, этиловый спирт – это органическое вещество, предельный одноатомный спирт .

Общая формула предельных нециклических одноатомных спиртов: C_nH_2n+2O.

Строение этанола

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства спиртов

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому этанол – жидкость с относительно высокой температурой кипения (температура кипения этанола +78 о С).

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

Этанол смешивается с водой в любых соотношениях.

Изомерия спиртов

Структурная изомерия

Для этанола характерна структурная изомерия – межклассовая изомерия.

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — C_nH_2n+2О.

Химические свойства этанола

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

1. Кислотные свойства

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии этанола с растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующийся алкоголят почти полностью гидролизуется водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому этанол не взаимодействуют с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Этанол взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными).

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Одноатомные и многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

3. Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

3.1. Внутримолекулярная дегидратация

При высокой температуре (больше 140 о С) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.

В качестве катализатора этой реакции также используют оксид алюминия.

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140 о С) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

4. Окисление этанола

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO₄, K₂Cr₂O₇, кислород в присутствии катализатора.

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Cпирты можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества.

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Cпирты можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.).

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот.

4.4. Горение спиртов

Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

5. Дегидрирование этанола

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования.

Получение этанола

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

2. Гидратация алкенов

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

3. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты, а из формальдегида образуется метанол.

4. Получение этанола спиртовым брожением глюкозы

Для глюкозы характерно ферментативное брожение, то есть распад молекул на части под действием ферментов. Один из вариантов — спиртовое брожение.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e119fe29b8d7a4e • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Докажите с помощью термодинамики возможность самопроизвольного протекания окисление этилового спирта в живом организме.

Докажите с помощью термодинамики возможность самопроизвольного протекания окисление этилового спирта в живом организме. Механизмы формирования патологического влияния к алкоголю не известны, поэтому отсутствуют специфические средства, подавляющее это влечение. Объясните с помощью кинетики использование веществ, обладающих ингибиторными свойствами, в качестве антиалкогольных средств.

В организме человека окисление этилового спирта происходит в две стадии:

1-ая стадия-окисление этилового спирта до уксусного альдегида:

CH3COH является ядовитым веществом.

2-ая стадия-окисление уксусного альдегида до уксусной кислоты:

Для того, чтобы решить с помощью термодинамики этот вопрос, необходимо рассчитать ∆G_р-ции. Изменение энергии Гиббса для биохимических процессов в условиях, отличных от стандартных, существует два способа решения: ∆G_р-ции = ∆H_р-ции – T•∆S_р-ции либо ∆G_р-ции=Σn1∙∆G o _f,_{298прод.р}-ции-Σn2∙∆G o _{f,298исх.в-в.}

∆Н_р-ции равна разности алгебраической суммы энтальпий образования всех продуктов реакции и алгебраической суммы энтальпий образования всех исходных веществ.

Стандартная энтальпия образования сложных веществ равна энтальпии реакции получения 1моль этого вещества из простых веществ при стандартных условиях.

Выписываем из справочной литературы ∆H o _f,298 исходных веществ и продуктов реакции.

Для простых веществ значение стандартной энтальпии и энергии Гиббса образования всегда равно нулю.

Благоприятствует ли энтальпийный фактор самопроизвольного протекания процесса? Да, так как ∆Н _р-ции о _{прод.р-ции,} определяют разностью алгебраических сумм стандартных энтропийных продуктов р-ции и исходных веществ с учетом соответствующих стехиометрических коэффициентов.

Выписываем из справочной литературы ∆S о _обр исходных веществ продуктов реакции:

Энтропия простых веществ не равна нулю.

∆S о _{298,р-ции}=(1моль∙161Дж/моль∙К+1моль∙205Дж/моль∙К)-(1моль∙161Дж/моль∙К+1моль∙205Дж/моль∙К)=-136Дж/К=-0,136кДж/К.

Энтропийный фактор не благоприятствует самопроизвольному протекаю процесса, так как если ∆S о o -T∙∆S o

Для окончательно ответа на вопрос, возможно ли самопроизвольное протекание процесса, необходимо рассчитать ∆G o _р-ции.

Изменение энергии Гиббса при стандартных условиях вычисляют по уравнению:

Выписываем из справочной литературы∆G o _обр,298 исходных веществ и продуктов реакции

∆G o _обр,298=[1моль*(-392кДж/моль)+1моль*(-237кДж/моль)]-[1моль*(-174,8кДж/моль)]+1моль*(-174,8кДж/моль)=-454,5кДж

Анализ полученного значения.

Большое отрицательное значение ∆G o свидетельствует, что в стандартных условиях окисление этилового спирта должно протекать самопроизвольно до полного исчезновения исходных веществ.

Расчет изменения энергии Гиббса вторым способом: ∆G _р-ции = ∆H _р-ции – T×∆S_р-ции=