22. Хімічні властивості одно-, дво- і триатомних спиртів. Якісні реакції. Ідентифікація етанолу.

Химические свойства спиртов обусловлены наличием полярных связей О—H и С—О, а также не поделенных электронных пар атома кислорода. Для спиртов характерны реакции, протекающие с разрывом связи О-Н (образование алкоголятов, этерификация. окисление, дегидрирование, взаимодействие с реактивами Гриньяра), с разрывом связи С-0 (нуклеофильное замещение ОН группы, образование простых эфиров, дегидратация) и протонирование.

Горение:

C₂H₅OH + 3O₂   2CO₂ +3H₂O + Q

1. Реакции с щелочными и щелочноземельными металлами ("кислотные" свойства): Атомы водорода гидроксильных групп молекул спиртов, также как и атомы водорода в молекулах воды, могут восстанавливаться атомами щелочных и щелочноземельных металлов ("замещаться" на них).

2Na + 2H—O—H   2NaOH + H₂ 2Na + 2R—O—H   2RONa + H₂

Атомы натрия легче восстанавливают те атомы водорода, у которых больше положительный частичный заряд ( +). И в молекулах воды, и в молекулах спиртов этот заряд образуется за счет смещения в сторону атома кислорода, обладающего большой электроотрицательностью, электронных облаков (электронный пар) ковалентных связей.  Молекулу спирта можно рассматривать как молекулу воды, в которой один из атомов водорода замещен углеводородным радикалом. А такой радикал, богатый электронными парами, легче, чем атом водорода, позволяет атому кислорода оттягивать на себя электронную пару связи R O. Атом кислорода как бы "насыщается", и за счет этого связь O—H оказывается менее поляризованной, чем в молекуле воды ( + на атоме водорода меньше, чем в молекуле воды).  В результате атомы натрия труднее восстанавливают атомы водорода в молекулах спиртов, чем в молекулах воды, и реакция идет намного медленнее.  Иногда, основываясь на этом, говорят, что кислотные свойства спиртов выражены слабее, чем кислотные свойства воды. Из-за влияния радикала кислотные свойства спиртов убывают в ряду 

метанол   первичные спирты   вторичные спирты   третичные спирты

С твердыми щелочами и с их растворами спирты не реагируют.

2. Реакции с галогеноводородами:

C₂H₅OH + HBr   C₂H₅Br + H₂O

3. Внутримолекулярная дегидратация (t > 140^oС, образуются алкены):

C₂H₅OH   C₂H₄ + H₂O

4. Межмолекулярная дегидратация (t < 140^oС, образуются простые эфиры):

2C₂H₅OH   C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

5. Окисление (мягкое, до альдегидов):

CH₃CH₂OH + CuO   CH₃—CHO + Cu + H₂O

Это качественная реакция на спирты: цвет осадка изменяется с черного на розовый, ощущается своеобразный "фруктовый" запах альдегида).

Химические свойства многоатомных спиртов.

1. Как вещества, которые содержат гидроксильные группы, многоатомные спирты имеют сходные свойства с одноатомными спиртами.

2. При действии галогеноводородных кислот на спирты происходит замещение гидроксильной группы:

СН₂ОН-СН₂ОН + Н СI → СН₂ОН-СН₂СI + Н₂О.

3. Многие спирты обладают и особыми свойствами: многоатомные спирты проявляют более кислые свойства, чем одноатомные и легко образуют алкоголяты не только с металлами, но и с гидроксидами тяжелых металлов. В отличие от одноатомных спиртов, многоатомные спирты реагируют с гидроксидом меди, давая комплексы синего цвета (качественная реакция на многоатомные спирты).

4. На примере многоатомных спиртов можно убедиться, что количественные изменения переходят в изменения качественные: накопление гидроксильных групп в молекуле обусловило в результате их взаимного появления у спиртов новых свойств по сравнению с одноатомными спиртами.

Качественной реакцией на многоатомные спирты является их реакция с гидроксидом меди(II) в щелочной среде, при этом образуется ярко-синие растворы сложных по строению веществ. Например, для глицерина состав этого соединения выражается формулой Na₂[Cu(C₃H₆O₃)₂].

Качественная реакция на этанол

Чувствительной реакцией на этиловый спирт является так называемая йодоформная проба: образование характерного желтоватого осадка йодоформа при действии на спирт йода и щелочи. Этой реакцией можно установить наличие спирта в воде даже при концентрации 0,05%. Отберем пробу раствора и добавим раствор Люголя. Раствор Люголя содержит иод (1 часть иода, 2 части иодида калия, 17 частей стерильной дистиллированной воды). При охлаждении раствора появляется желтая взвесь йодоформа, при высоких концентрациях спирта выпадает желтый осадок йодоформа.

С₂Н₅ОН + 6 NaОН + 4 I₂ = CHI₃ +HCOONa  + 5 NaI +  H₂O