ALKOHOL: STRUKTUR, SIFAT, TATANAMA DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The alkohol adalah sebatian organik dicirikan dengan mempunyai kumpulan hidroksil (-OH) terikat kepada karbon tepu; iaitu karbon yang dihubungkan dengan empat atom dengan ikatan tunggal (tanpa ikatan dua atau tiga).

Formula generik untuk sebatian keluarga yang luas dan serba boleh ini adalah ROH. Untuk dianggap sebagai alkohol dalam arti kimia yang ketat, kumpulan OH mestilah yang paling reaktif dalam struktur molekul. Ini penting untuk dapat dikatakan, di antara beberapa molekul dengan kumpulan OH, yang mana antara mereka adalah alkohol.

Sumber: Minuman beralkohol. Pixabay

Salah satu alkohol klasik dan yang paling terkenal dalam budaya popular ialah etil alkohol atau etanol, CH ₃ CH ₂ OH. Bergantung pada asal semula jadi, dan oleh itu persekitaran kimianya, campuran mereka dapat menghasilkan spektrum rasa yang tidak terbatas; beberapa, bahkan menunjukkan perubahan positif pada lelangit dengan penerbangan bertahun-tahun.

Mereka adalah campuran sebatian organik dan anorganik dengan etil alkohol, yang menyebabkan penggunaannya dalam acara sosial dan keagamaan sejak zaman sebelum Kristus; seperti dengan anggur anggur, atau dengan gelas yang disajikan untuk perayaan, selain pukulan, gula-gula, panettone, dll.

Keseronokan minuman ini, secara sederhana, adalah hasil sinergi antara etil alkohol dan matriks kimianya yang menyelimuti; Tanpa itu, sebagai bahan murni, ia menjadi sangat berbahaya dan mencetuskan serangkaian akibat negatif kesihatan.

Atas sebab inilah penggunaan campuran berair CH ₃ CH ₂ OH, seperti yang dibeli di farmasi untuk tujuan antiseptik, merupakan risiko besar bagi tubuh.

Alkohol lain yang juga sangat popular ialah mentol dan gliserol. Yang terakhir, serta eritrol, didapati sebagai bahan tambahan dalam banyak makanan untuk memaniskannya dan memeliharanya semasa penyimpanan. Terdapat entiti pemerintah yang menentukan alkohol mana yang boleh digunakan atau dimakan tanpa kesan jaminan.

Meninggalkan penggunaan alkohol setiap hari, secara kimia ia adalah bahan yang sangat serba boleh, kerana sejak dari itu, sebatian organik lain dapat disintesis; sehingga sebilangan penulis berpendapat bahawa dengan selusin daripadanya semua kompaun yang diperlukan untuk tinggal di pulau gurun dapat diciptakan.

Struktur alkohol

Alkohol mempunyai formula umum ROH. Kumpulan OH dihubungkan dengan kumpulan alkil R, yang strukturnya berbeza dari satu alkohol ke alkohol yang lain. Ikatan antara R dan OH adalah melalui ikatan kovalen tunggal, R-OH.

Gambar berikut menunjukkan tiga struktur generik untuk alkohol, dengan mengingat bahawa atom karbon adalah tepu; iaitu, ia membentuk empat pautan mudah.

Sumber: Struktur generik alkohol. Secalinum, dari Wikimedia Commons

Seperti yang dapat dilihat, R boleh menjadi kerangka karbon selagi ia tidak mempunyai substituen yang lebih reaktif daripada kumpulan OH.

Untuk kes alkohol primer, 1, kumpulan OH dikaitkan dengan karbon primer. Ini dapat disahkan dengan mudah dengan menyatakan bahawa atom di tengah tetrahedron kiri terikat pada satu R dan dua H.

Alkohol sekunder, 2º, disahkan dengan karbon tetrahedron di tengah yang kini dihubungkan dengan dua kumpulan R dan satu H.

Dan akhirnya, terdapat alkohol tersier, ke-3, dengan karbon yang dihubungkan dengan tiga kumpulan R.

Perwatakan amfifilik

Bergantung pada jenis karbon yang berkaitan dengan OH, terdapat klasifikasi alkohol primer, sekunder dan tersier. Dalam tetrahedra, perbezaan struktur di antara mereka telah diperincikan. Tetapi semua alkohol, tanpa mengira strukturnya, mempunyai persamaan: watak amfifilik.

Anda tidak perlu menangani struktur untuk memerhatikannya, hanya formula kimia ROHnya. Kumpulan alkil terdiri hampir seluruhnya dari atom karbon, "memasang" rangka hidrofobik; ia berinteraksi dengan lemah dengan air.

Sebaliknya, kumpulan OH dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, oleh itu hidrofilik; iaitu, suka atau mempunyai perkaitan dengan air. Jadi, alkohol mempunyai tulang belakang hidrofobik, melekat pada kumpulan hidrofilik. Mereka bersifat apolar dan polar pada waktu yang sama, yang sama dengan mengatakan bahawa mereka adalah zat amfifilik.

R-OH

(Hidrofobik) - (Hidrofilik)

Seperti yang akan dijelaskan di bahagian seterusnya, watak amfifilik alkohol menentukan sebilangan sifat kimianya.

Struktur R

Kumpulan alkil R boleh mempunyai struktur apa pun, namun penting kerana ia membenarkan alkohol dikatalogkan.

Sebagai contoh, R boleh menjadi rantai terbuka, seperti halnya etanol atau propanol; bercabang, seperti alkohol t-butil, (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ OH; ia boleh menjadi kitaran, seperti dalam hal sikloheksanol; atau boleh mempunyai cincin aromatik, seperti dalam benzil alkohol, (C ₆ H ₅ ) CH ₂ OH, atau dalam 3-Phenylpropanol, (C ₆ H ₅ ) CH ₂ CH ₂ CH ₂ OH.

Rantai R mungkin mempunyai substituen seperti halogen atau ikatan berganda, seperti alkohol 2-kloroetanol dan 2-Buten-1-ol (CH ₃ CH ₂ = CHCH ₂ OH).

Dengan mempertimbangkan struktur R, klasifikasi alkohol menjadi kompleks. Oleh itu, klasifikasi berdasarkan strukturnya (alkohol 1, 2 dan 3) lebih sederhana tetapi kurang spesifik, walaupun cukup untuk menjelaskan kereaktifan alkohol.

Sifat fizikal dan kimia

Takat didih

Sumber: Hidrogen merapatkan alkohol. Yikrazuul, dari Wikimedia Commons

Salah satu sifat utama alkohol ialah ia bergabung melalui ikatan hidrogen.

Dalam gambar di atas, anda dapat melihat bagaimana dua molekul ROH membentuk ikatan hidrogen antara satu sama lain. Berkat ini, alkohol biasanya cecair dengan titik didih yang tinggi.

Contohnya, etil alkohol mempunyai takat didih 78.5 ° C. Nilai ini meningkat apabila alkohol menjadi lebih berat; iaitu, kumpulan R mempunyai jisim atau bilangan atom yang lebih besar. Oleh itu, n-butil alkohol, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ OH, mempunyai takat didih 97ºC, sedikit lebih rendah daripada air.

Gliserol adalah salah satu alkohol dengan takat didih tertinggi: 290ºC.

Kenapa? Kerana bukan sahaja jisim atau struktur R mempengaruhi, tetapi juga jumlah kumpulan OH. Gliserol mempunyai tiga OH dalam strukturnya: (HO) CH ₂ CH (OH) CH ₂ (OH). Ini menjadikannya mampu membentuk banyak ikatan hidrogen dan menahan molekulnya dengan lebih erat.

Sebaliknya, sebilangan alkohol padat pada suhu bilik; sebagai gliserol yang sama pada suhu di bawah 18ºC. Oleh itu, pernyataan bahawa semua alkohol adalah bahan cair adalah tidak betul.

Kapasiti pelarut

Di rumah, sangat biasa menggunakan alkohol isopropil untuk menghilangkan noda yang sukar dikeluarkan di permukaan. Kapasiti pelarut ini, sangat berguna untuk sintesis kimia, disebabkan oleh sifat amfifiliknya, yang telah dijelaskan sebelumnya.

Lemak dicirikan oleh hidrofobik: sebab itulah sukar untuk membuangnya dengan air. Walau bagaimanapun, tidak seperti air, alkohol mempunyai bahagian hidrofobik dalam strukturnya.

Oleh itu, kumpulan alkilnya R berinteraksi dengan lemak, sementara kumpulan OH membentuk ikatan hidrogen dengan air, membantu menggantikannya.

Amfoterisme

Alkohol boleh bertindak balas sebagai asid dan basa; iaitu zat amfoterik. Ini ditunjukkan oleh dua persamaan kimia berikut:

ROH + H ⁺ => ROH ₂ ⁺

ROH + OH ^- => RO ^-

RO ^- adalah formula umum untuk apa yang dikenali sebagai alkoksida.

Tatanama

Terdapat dua cara penamaan alkohol, kerumitannya bergantung pada strukturnya.

Nama yang selalu digunakan

Alkohol boleh dipanggil dengan nama biasa. Yang mana? Untuk ini, nama kumpulan R mesti diketahui, yang akhir -ico ditambahkan, dan didahului dengan kata 'alkohol'. Contohnya, CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH adalah propil alkohol.

Contoh lain adalah:

-CH ₃ OH: metil alkohol

- (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ OH: alkohol isobutil

- (CH ₃ ) ₃ COH: tert-butil alkohol

Sistem IUPAC

Bagi nama umum, anda mesti memulakan dengan mengenal pasti R. Kelebihan sistem ini ialah sistem ini jauh lebih tepat daripada yang lain.

R, sebagai rangka karbon, mungkin mempunyai cabang atau beberapa rantai; rantai terpanjang, iaitu, dengan lebih banyak atom karbon, adalah yang akan diberi nama alkohol.

Pada nama alkana rantai terpanjang, akhiran 'l' ditambahkan. Itulah sebabnya CH ₃ CH ₂ OH dipanggil etanol (CH ₃ CH ₂ - + OH).

Secara amnya, OH harus mempunyai penghitungan serendah mungkin. Sebagai contoh, BrCH ₂ CH ₂ CH ₂ (OH) CH ₃ dipanggil 4-Bromo-2-butanol, dan bukan 1-Bromo-3-butanol.

Sintesis

Penghidratan alkena

Proses retak minyak menghasilkan campuran alkena dengan empat atau lima atom karbon, yang dapat dipisahkan dengan mudah.

Alkena ini dapat ditukar menjadi alkohol dengan penambahan air secara langsung atau dengan reaksi alkena dengan asid sulfurik, diikuti dengan penambahan air yang memecah asid, yang berasal dari alkohol.

Proses Oxo

Dengan adanya pemangkin yang sesuai, alkena bertindak balas dengan karbon monoksida dan hidrogen untuk menghasilkan aldehid. Aldehid mudah dikurangkan menjadi alkohol dengan tindak balas hidrogenasi pemangkin.

Selalunya terdapat penyegerakan proses oxo sehingga pengurangan aldehid hampir serentak dengan pembentukannya.

Pemangkin yang paling banyak digunakan adalah octocarbonyl dicobalt, yang diperolehi oleh tindak balas antara kobalt dan karbon monoksida.

Penapaian karbohidrat

Penapaian karbohidrat oleh ragi masih sangat penting dalam penghasilan etanol dan alkohol lain. Gula berasal dari tebu atau pati yang diperoleh dari biji-bijian yang berbeza. Atas sebab ini, etanol juga disebut "bijirin alkohol"

Permohonan

Minuman

Walaupun bukan fungsi utama alkohol, kehadiran etanol dalam beberapa minuman adalah salah satu pengetahuan yang paling popular. Oleh itu, etanol, produk fermentasi tebu, anggur, epal, dan lain-lain, terdapat dalam banyak minuman untuk penggunaan sosial.

Bahan mentah kimia

-Metanol digunakan dalam penghasilan formaldehid, melalui pengoksidaan pemangkinnya. Formaldehid digunakan dalam pembuatan plastik, cat, tekstil, bahan letupan, dll.

-Butanol digunakan dalam pengeluaran butana etanoat, ester yang digunakan sebagai perasa dalam industri makanan dan gula-gula.

-Allyl alkohol digunakan dalam penghasilan ester, termasuk diallyl phthalate dan diallyl isophthalate, yang berfungsi sebagai monomer.

-Penol digunakan dalam pengeluaran resin, pembuatan nilon, deodoran, kosmetik, dll.

-Alkohol dengan rantai lurus 11-16 atom karbon digunakan sebagai perantaraan untuk mendapatkan pemplastik; contohnya, polivinil klorida.

-Alkohol lemak yang disebut digunakan sebagai perantaraan dalam sintesis detergen.

Pelarut

-Metanol digunakan sebagai pelarut cat, seperti 1-butanol dan isobutil alkohol.

-Etil alkohol digunakan sebagai pelarut untuk sebatian yang tidak larut dalam air, digunakan sebagai pelarut pada cat, kosmetik, dll.

-Alkohol berlemak digunakan sebagai pelarut dalam industri tekstil, pewarna, deterjen dan cat. Isobutanol digunakan sebagai pelarut dalam bahan pelapis, cat, dan pelekat.

Bahan api

-Metanol digunakan sebagai bahan bakar dalam enjin pembakaran dalaman dan bahan tambahan petrol untuk meningkatkan pembakaran.

-Ethyl alkohol digunakan dalam kombinasi dengan bahan bakar fosil dalam kenderaan bermotor. Untuk tujuan ini, wilayah Brazil yang luas ditakdirkan untuk penanaman tebu untuk pengeluaran etil alkohol. Alkohol ini mempunyai kelebihan hanya menghasilkan karbon dioksida semasa pembakarannya.

Apabila etil alkohol dibakar, ia menghasilkan api yang bersih dan tidak berasap, itulah sebabnya ia digunakan sebagai bahan bakar di dapur ladang.

-Golified alkohol dihasilkan dengan menggabungkan metanol atau etanol dengan kalsium asetat. Alkohol ini digunakan sebagai sumber panas di kompor ladang, dan kerana tumpahannya lebih selamat daripada alkohol cair.

- Yang disebut biobutanol digunakan sebagai bahan bakar dalam pengangkutan, serta alkohol isopropil yang dapat digunakan sebagai bahan bakar; walaupun penggunaannya tidak digalakkan.

Antiseptik

Isopropil alkohol pada kepekatan 70% digunakan sebagai antiseptik luaran untuk menghilangkan kuman dan menghambat pertumbuhannya. Begitu juga, etil alkohol digunakan untuk tujuan ini.

Kegunaan lain

Cyclohexanol dan methylcyclohexanol digunakan dalam kemasan tekstil, pemprosesan perabot, dan penghilang noda.

Rujukan

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amines. ( Edisi ^ke- 10 .) Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Bukit Mc Graw.
3. Morrison dan Boyd. (1987). Kimia organik. (Edisi kelima). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. JA Colapret. (sf). Alkohol. Dipulihkan dari: colapret.cm.utexas.edu
5. Perkongsian Pendidikan Farmakologi Alkohol. (sf). Apa itu alkohol? Universiti Duke. Dipulihkan dari: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (nd). Jenis & penggunaan alkohol. Dipulihkan dari: livestrong.com
7. Wikipedia. (2018). Alkohol. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org