Какое агрегатное состояние не характерно для спиртов. Что такое агрегатное состояние? Агрегатное состояние вещества

Все вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях - твердом, жидком, газообразном и плазменном. В древности считали: мир состоит из земли, воды, воздуха и огня. Агрегатные состояния веществ соответствуют этому наглядному разделению. Опыт показывает, что границы между агрегатными состояниями весьма условны. Газы при низких давлениях и невысоких температурах рассматриваются как идеальные, молекулы в них соответствуют материальным точкам, которые могут только сталкиваться по законам упругого удара. Силы взаимодействия между молекулами в момент удара пренебрежимо малы, сами соударения происходят без потерь механической энергии. Но с увеличением расстояния между молекулами приходится учитывать и взаимодействие молекул. Эти взаимодействия начинают сказываться при переходе из газообразного состояния в жидкое или твердое. Между молекулами могут возникнуть разного рода взаимодействия.

Силы межмолекулярного взаимодействия не обладают насыщаемостью, отличаясь от сил химического взаимодействия атомов, приводящего к образованию молекул. Они могут быть электростатическими при взаимодействии между заряженными частицами. Опыт показал, что квантово-механичес-кое взаимодействие, зависящее от расстояния и взаимной ориентации молекул, пренебрежимо мало при расстояниях между молекулами более 10 -9 м. В разреженных газах им можно пренебречь или считать, что потенциальная энергия взаимодействия практически равна нулю. При небольших расстояниях эта энергия мала, при действуют силы взаимного притяжения

при - взаимного отталкивания а присилы

притяжения и отталкивания молекул уравновешены и F= 0. Здесь силы определены по связи их с потенциальной энергией Но частицы движутся, обладая неким запасом кинетической энер-

гии. Пусть одна молекула неподвижна, а другая сталкивается с ней, имея такой запас энергии. При сближении молекул силы притяжения совершают положительную работу и потенциальная энергия их взаимодействия уменьшается до расстояния При этом кинетическая энергия (и скорость) растет. Когда расстояние станет меньше силы притяжения сменятся силами отталкивания. Работа, совершаемая молекулой против этих сил, отрицательна.

Молекула будет сближаться с неподвижной молекулой до тех пор, пока ее кинетическая энергия не перейдет полностью в потенциальную. Минимальное расстояние d, на которое молекулы могут сблизиться, называют эффективным диаметром молекулы. После остановки молекула начнет удаляться под действием сил отталкивания с возрастающей скоростью. Пройдя вновь расстояние молекула попадет в область сил притяжения, которые замедлят ее удаление. Эффективный диаметр зависит от начального запаса кинетической энергии, т.е. это величина не постоянная. При расстояниях, равных потенциальная энергия взаимодействия имеет бесконечно большое значение или «барьер», препятствующий сближению центров молекул на меньшее расстояние. Отношение средней потенциальной энергии взаимодействия к средней кинетической энергии и определяет агрегатное состояние вещества: для газов для жидкости , для твердых тел

Конденсированные среды - это жидкости и твердые тела. В них атомы и молекулы расположены близко, почти соприкасаясь. Среднее расстояние между центрами молекул в жидкостях и твердых телах порядка (2 -5) 10 -10 м. Примерно одинаковы и их плотности. Межатомные расстояния превышают расстояния, на которые электронные облака проникают друг в друга настолько, что возникают силы отталкивания. Для сравнения, в газах при нормальных условиях среднее расстояние между молекулами порядка 33 10 -10 м.

В жидкостях межмолекулярное взаимодействие сказывается сильнее, тепловое движение молекул проявляется в слабых колебаниях около положения равновесия и даже перескоках из одного положения в другое. Поэтому в них имеют место только ближний порядок в расположении частиц, т. е. согласованность в расположении только ближайших частиц, и характерная текучесть.

Твердые тела характеризуются жесткостью структуры, обладают точно определенными объемом и формой, которые под влиянием температуры и давления меняются много меньше. В твердых телах возможны состояния аморфное и кристаллическое. Существуют и промежуточные вещества - жидкие кристаллы. Но атомы в твердых телах вовсе не неподвижны, как можно было бы подумать. Каждый из них все время колеблется под влиянием упругих сил, возникающих между соседями. У большинства элементов и соединений под микроскопом обнаруживают кристаллическую структуру.

Так, зерна поваренной соли имеют вид идеальных кубиков. В кристаллах атомы закреплены в узлах кристаллической решетки и могут колебаться только вблизи узлов решетки. Кристаллы составляют истинно твердые тела, а такие твердые тела, как пластмасса или асфальт, занимают как бы промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Аморфное тело имеет, как и жидкость, ближний порядок, но вероятность перескоков мала. Так, стекло можно рассматривать как переохлажденную жидкость, у которой повышена вязкость. Жидкие кристаллы обладают текучестью жидкостей, но сохраняют упорядоченность расположения атомов и обладают анизотропией свойств.

Химические связи атомов (и о н о в) в кристаллах такие же, как и в молекулах. Структура и жесткость твердых тел определяются различием в электростатических силах, связывающих вместе составляющие тело атомы. Механизм, связывающий атомы в молекулы, может приводить к образованию твердых периодических структур, которые можно рассматривать как макромолекулы. Подобно ионным и ковалентным молекулам, существуют ионные и ковалентные кристаллы. Ионные решетки в кристаллах скреплены ионными связями (см. рис. 7.1). Структура поваренной соли такова, что у каждого иона натрия имеется шесть соседей - ионов хлора. Этому распределению соответствует минимум энергии, т. е. при образовании такой конфигурации выделяется максимальная энергия. Поэтому при понижении температуры ниже точки плавления наблюдается стремление образовывать чистые кристаллы. С ростом температуры тепловая кинетическая энергия достаточна для разрыва связи, кристалл начнет плавиться, структура - разрушаться. Полиморфизм кристаллов - это способность образовывать состояния с разной кристаллической структурой.

Когда распределение электрического заряда в нейтральных атомах меняется, может возникнуть слабое взаимодействие между соседями. Эта связь называется молекулярной или ван-дер-ваальсо-вой (как в молекуле водорода). Но силы электростатического притяжения могут возникать и между нейтральными атомами, тогда никаких перестроек в электронных оболочках атомов не происходит. Взаимное отталкивание при сближении электронных оболочек смещает центр тяжести отрицательных зарядов относительно положительных. Каждый из атомов индуцирует в другом электрический диполь, и это приводит к их притяжению. Это действие межмолекулярных сил или сил Ван-дер-Ваальса, имеющих большой радиус действия.

Поскольку атом водорода очень мал и его электрон легко сместить, он часто притягивается сразу к двум атомам, образуя водородную связь. Водородная связь ответственна и за взаимодействие друг с другом молекул воды. Ею объясняются многие уникальные свойства воды и льда (рис. 7.4).

Ковалентная связь (или атомная) достигается из-за внутреннего взаимодействия нейтральных атомов. Примером такой связи служит связь в молекуле метана. Разновидностью углерода с сильной связью является алмаз (четыре атома водорода заменяются четырьмя атомами углерода).

Так, углерод, построенный на ковалентной связи, образует кристалл в форме алмаза. Каждый атом окружен четырьмя атомами, образующими правильный тетраэдр. Но каждый из них является одновременно вершиной соседнего тетраэдра. В других условиях те же атомы углерода кристаллизуются в графит. В графите они соединены тоже атомными связями, но образуют плоскости из шестиугольных сотовидных ячеек, способных к сдвигу. Расстояние между атомами, расположенными в вершинах шестигранников, равно 0,142 нм. Слои расположены на расстоянии 0,335 нм, т.е. связаны слабо, поэтому графит пластичен и мягок (рис. 7.5). В 1990 г. возник бум исследовательских работ, вызванный сообщением о получении нового вещества - фуллерита, состоящего из молекул углерода - фуллеренов. Эта форма углерода молекулярная, т.е. минимальным элементом является не атом, а молекула. Она названа в честь архитектора Р.Фуллера, который в 1954 г. получил патент на строительные конструкции из шестиугольников и пятиугольников, составляющих полусферу. Молекула из 60 атомов углерода диаметром 0,71 нм была открыта в 1985 г., потом были обнаружены молекулы и т.д. Все они имели устойчивые поверхности,

но наиболее устойчивыми оказались молекулы С 60 и С 70 . Логично предположить, что графит использован как исходное сырье для синтеза фуллере-нов. Если это так, то радиус шестиугольного фрагмента должен быть 0,37 нм. Но он оказался равным 0,357 нм. Это различие в 2 % связано с тем, что атомы углерода располагаются на сферической поверхности в вершинах 20 правильных шестигранников, унаследованных от графита, и 12 правильных пятигранников, т.е. конструкция напоминает футбольный мяч. Получается, что при «сшивании» в замкнутую сферу часть плоских шестигранников превратилась в пятигранники. При комнатной температуре молекулы С 60 конденсируются в структуру, где каждая молекула имеет 12 соседей, отстоящих друг от друга на расстоянии 0,3 нм. При Т = 349 К происходит фазовый переход 1-го рода - решетка перестраивается в кубическую. Сам кристалл - полупроводник, но при добавлении щелочного металла в кристаллическую пленку С 60 возникает сверхпроводимость при температуре 19 К. Если в эту полую молекулу внедрить тот или иной атом, его можно использовать как основу для создания запоминающей среды со сверхвысокой плотностью информации: плотность записи достигнет 4-10 12 бит/см 2 . Для сравнения - пленка ферромагнитного материала дает плотность записи порядка 10 7 бит/см 2 , а оптические диски, т.е. лазерная технология, - 10 8 бит/см 2 . Этот углерод обладает и другими уникальными свойствами, особенно важными в медицине и фармакологии.

В кристаллах металлов проявляет себя металлическая связь, когда все атомы в металле отдают «в коллективное пользование» свои валентные электроны. Они слабо связаны с атомными остовами, могут свободно двигаться по кристаллической решетке. Около 2/5 химических элементов составляют металлы. В металлах (кроме ртути) связь образуется при перекрывании вакантных орбиталей атомов металла и отрыва электронов из-за образования кристаллической решетки. Получается, что катионы решетки окутаны электронным газом. Металлическая связь возникает, когда атомы сближаются на расстояние, меньшее размеров облака внешних электронов. При такой конфигурации (принцип Паули) растет энергия внешних электронов, и ядра соседей начинают притягивать эти внешние электроны, размывая электронные облака, равномерно распределяя их по металлу и превращая в электронный газ. Так возникают электроны проводимости, объясняющие большую электрическую проводимость металлов. В ионных и ковалентных кристаллах внешние электроны практически связаны, и проводимость этих твердых тел очень мала, их называют изоляторами.

Внутренняя энергия жидкостей определяется суммой внутренних энергий макроскопических подсистем, на которые ее можно мысленно разделить, и энергий взаимодействия этих подсистем. Взаимодействие осуществляется через молекулярные силы с радиусом действия порядка 10 -9 м. Для макросистем энергия взаимодействия пропорциональна площади соприкосновения, поэтому она мала, как и доля поверхностного слоя, но это не обязательно. Ее называют поверхностной энергией и следует учитывать в задачах, связанных с поверхностным натяжением. Обычно жидкости занимают больший объем при равном весе, т. е. имеют меньшую плотность. Но почему объемы льда и висмута уменьшаются при плавлении и даже после точки плавления некоторое время сохраняют эту тенденцию? Получается, что эти вещества в жидком состоянии более плотны.

В жидкости на каждый атом действуют его соседи, и он колеблется внутри анизотропной потенциальной ямы, которую они создают. В отличие от твердого тела эта яма неглубока, так как дальние соседи почти не влияют. Ближайшее окружение частиц в жидкости меняется, т. е. жидкость течет. При достижении определенного значения температуры жидкость закипит, во время кипения температура остается постоянной. Поступающая энергия расходуется на разрыв связей, и жидкость при полном их разрыве превращается в газ.

Плотности жидкостей значительно больше плотностей газов при тех же давлениях и температурах. Так, объем воды при кипении составляет только 1/1600 объема той же массы водяного пара. Объем жидкости мало зависит от давления и температуры. При нормальных условиях (20 °С и давлении 1,013 10 5 Па) вода занимает объем 1 л. При понижении температуры до 10 °С объем уменьшится только на 0,0021, при увеличении давления - в два раза.

Хотя простой идеальной модели жидкости пока нет, микроструктура ее достаточно изучена и позволяет качественно объяснить большинство ее макроскопических свойств. То, что в жидкостях сцепление молекул слабее, чем в твердом теле, заметил еще Галилей; его удивило, что на листьях капусты скапливаются большие капли воды и не растекаются по листу. Пролитая ртуть или капли воды на жирной поверхности принимают из-за сцепления форму маленьких шариков. Если молекулы одного вещества притягиваются к молекулам другого вещества, говорят о смачивании, например клей и дерево, масло и металл (несмотря на огромное давление, масло удерживается в подшипниках). Но вода поднимается в тонких трубочках, называемых капиллярными, и поднимается тем выше, чем тоньше трубка. Иного объяснения, кроме эффекта смачивания воды и стекла, ту т быть не может. Силы смачивания между стеклом и водой больше, чем между молекулами воды. Со ртутью - эффект обратный: смачивание ртути и стекла слабее, чем силы сцепления между атомами ртути. Галилей заметил, что смазанная жиром иголка может держаться на воде, хотя это противоречит закону Архимеда. Когда иголка плавает, мож-

но заметить небольшой прогиб поверхности воды, стремящийся как бы распрямиться. Силы сцепления между молекулами воды достаточны, чтобы не позволить иголке провалиться в воду. Поверхностный слой как пленка защищает воду, это и есть поверхностное натяжение, которое стремится придать форме воды наименьшую поверхность - шаровую. Но по поверхности спирта иголка уже не будет плавать, потому что при добавлении спирта в воду уменьшается поверхностное натяжение, и иголка тонет. Мыло тоже уменьшает поверхностное натяжение, поэтому горячая мыльная пена, проникая в трещины и щели, лучше отстирывает грязь, особенно содержащую жир, тогда как чистая вода просто свернулась бы в капельки.

Плазма - четвертое агрегатное состояние вещества, представляющее собой газ из совокупности заряженных частиц, взаимодействующих на больших расстояниях. При этом число положительных и отрицательных зарядов примерно равное, так что плазма электрически нейтральна. Из четырех стихий плазма соответствует огню. Чтобы перевести газ в состояние плазмы, нужно его ионизовать, оторвать электроны от атомов. Ионизацию можно осуществить нагреванием, воздействием электрического разряда или жесткого излучения. Вещество во Вселенной находится в основном в ионизованном состоянии. В звездах ионизация вызывается термически , в разреженных туманностях и межзвездном газе - ультрафиолетовым излучением звезд. Из плазмы состоит и наше Солнце, его излучение ионизует верхние слои земной атмосферы, называемые ионосферой, от ее состояния зависит возможность дальней радиосвязи. В земных условиях плазма встречается редко - в лампах дневного света или в дуге электросварки. В лабораториях и технике плазму чаще всего получают электрическим разрядом. В природе это делают молнии. При ионизации разрядом возникают электронные лавины, подобные процессу цепной реакции. Для получения термоядерной энергии используют метод инжекции: разогнанные до очень больших скоростей газовые ионы впрыскиваются в магнитные ловушки, притягивают к себе электроны из окружающей среды, образуя плазму. Используют и ионизацию давлением - ударными волнами. Этот способ ионизации - в сверхплотных звездах и, возможно, в ядре Земли.

Всякая сила, действующая на ионы и электроны, вызывает электрический ток. Если он не связан с внешними полями и не замкнут внутри плазмы, она поляризуется. Плазма подчиняется газовым законам, но при наложении магнитного поля, упорядочивающего движение заряженных частиц, она проявляет совершенно необычные для газа свойства. В сильном магнитном поле частицы начинают крутиться вокруг силовых линий, а вдоль магнитного поля они движутся свободно. Говорят, что это винтообразное движение смещает структуру силовых линий поля и поле «вморожено» в плазму. Разреженная плазма описывается системой частиц, а более плотная - моделью жидкости.

Высокая электропроводность плазмы - главное отличие ее от газа. Проводимость холодной плазмы поверхности Солнца (0,8 10 -19 Дж) достигает проводимости металлов, а при термоядерной температуре (1,6 10 -15 Дж) водородная плазма проводит ток в 20 раз лучше меди при нормальных условиях. Поскольку плазма способна проводить ток, к ней часто применяют модель проводящей жидкости. Она считается сплошной средой, хотя сжимаемость отличает ее от обычной жидкости, но это отличие проявляется только при течениях, скорость которых больше скорости звука. Поведение проводящей жидкости исследуется в науке, называемой магнитной гидродинамикой. В космосе всякая плазма является идеальным проводником, и законы вмороженного поля имеют широкое применение. Модель проводящей жидкости позволяет понять механизм удержания плазмы магнитным полем. Так, из Солнца выбрасываются плазменные потоки, влияющие на атмосферу Земли. Сам поток не имеет магнитного поля, но и постороннее поле не может в него проникнуть по закону вмороженности. Плазменные солнечные потоки выталкивают посторонние межпланетные магнитные поля из окрестностей Солнца. Возникает магнитная полость, где поле слабее. Когда эти корпускулярные плазменные потоки приближаются к Земле, они сталкиваются с магнитным полем Земли и вынуждены обтекать его по тому же закону. Получается некая каверна, где собрано магнитное поле и куда не проникают плазменные потоки. На ее поверхности скапливаются заряженные частицы, которые были обнаружены ракетами и спутниками, - это внешний радиационный пояс Земли. Эти идеи использовались и при решении задач удержания плазмы магнитным полем в специальных устройствах - токамаках (от сокращения слов: тороидальная камера, магнит). С полностью ионизованной плазмой, удерживаемой в этих и других системах, связывают надежды на получение на Земле управляемой термоядерной реакции. Это дало бы чистый и дешевый источник энергии (морская вода). Ведутся работы и по получению и удержанию плазмы при помощи сфокусированного лазерного излучения.

«Спирты» Из истории  Знаете ли вы, что еще в IV в. До н. э. люди умели изготавливать напитки, содержащие этиловый спирт? Вино получали сбраживанием фруктовых и ягодных соков. Однако выделять из него дурманящий компонент научились получать значительно позже. В XI в. алхимики уловили пары летучего вещества, которое выделялось при нагревании вина Определение Спирты́ (устаревшее алкого́ли) - органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (гидроксил, OH), непосредственно связанных с атомом углерода в углеводородном радикале  Общая формула спиртов СxHy(OH)n Общая формула одноатомных предельных спиртов СnН2n+1ОН Классификация спиртов По числу гидроксильных групп CxHy(OH)n Одноатомные алкоголи CH3 - CH2 - CH2 OH Двухатомные гликоли CH3 - CH - CH2 OH OH Трёхатомные глицерины CH2 - CH - CH2 OH OH OH Классификация спиртов По Похарактеру характеру углеводородного углеводородного радикала радикала CxHy(OH)n CxHy(OH)n Предельные Предельные CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH Непредельные Непредельные CH CH2 = CH CH––CH CH2 2 = 2 OH OH Ароматические Ароматические CH CH2 OH 2 --OH Номенклатура спиртов Просмотрите таблицу и сделайте вывод о номенклатуре спиртов НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ При образовании названий спиртов к названию углеводорода, соответствующего спирту, добавляют (родовой) суффикс – ОЛ. Цифрами после суффикса указывают положение гидроксильной группы в главной цепи: H | H- C – O H | H метанол H H H |3 |2 |1 H- C – C – C -OH | | | H H H пропанол-1 H H H | 1 | 2 |3 H - C – C – C -H | | | H OH H пропанол -2 ВИДЫ ИЗОМЕРИИ 1. Изомерия положения функциональной группы (пропанол–1 и пропанол–2) 2. Изомерия углеродного скелета CH3-CH2-CH2-CH2-OH бутанол-1 CH3-CH-CH2-OH | CH3 2-метилпропанол-1 3. Изомерия межклассовая – спирты изомерны простым эфирам: СН3-СН2-ОН этанол СН3-О-СН3 диметиловый эфир Вывод  Названия одноатомных спиртов образуются из названия углеводорода с самой длинной углеродной цепью, содержащей гидроксильную группу, путём добавления суффикса -ол  Для многоатомных спиртов перед суффиксом -ол по-гречески (-ди-, -три-, ...) указывается количество гидроксильных групп  Например: CH3-CH2-OH этанол Виды изомерии спиртов Структурная 1. Углеродной цепи 2. Положения функциональной группы ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА  Низшие спирты (С1-C11)-летучие жидкости с резким запахом  Высшие спирты (C12- и выше)твердые вещества с приятным запахом ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Название Формула Пл. г/см3 tпл.C tкип.C Метиловый CH3OH 0,792 -97 64 Этиловый C2H5OH 0,790 -114 78 Пропиловый CH3CH2CH2OH 0,804 -120 92 Изопропиловый CH3-CH(OH)-CH3 0,786 -88 82 Бутиловый CH3CH2CH2CH2OH 0,810 -90 118 Особенность физических свойств: агрегатное состояние Метиловый спирт (первый представитель гомологического ряда спиртов)– жидкость. Может быть у него большая молекулярная масса? Нет. Гораздо меньше, чем у углекислого газа. Тогда в чем дело? R – O … H – O …H – O H R R Оказывается, все дело в водородных связях, которые образуются между молекулами спиртов, и не дают отдельным молекулам улететь Особенность физических свойств: растворимость в воде Низшие спирты растворимы в воде, высшие – не растворимы. Почему? СН3 – О …Н – О … Н – О Н Н СН3 А если радикал большой? СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – О … Н – О Н Н Водородные связи слишком слабы, чтобы удержать молекулу спирта, имеющую большую нерастворимую часть, между молекулами воды Особенность физических свойств: контракция Почему при решении расчетных задач никогда не пользуются объемом, а только массой? Смешаем 500 мл спирта и 500 мл воды. Получим 930 мл раствора. Водородные связи между молекулами спирта и воды настолько велики, что происходит уменьшение суммарного объема раствора, его “сжатие” (от латинского contraktio – сжимание). Отдельные представители спиртов Одноатомный спирт - метанол  Жидкость без цвета с температурой кипения 64С, характерным запахом Легче воды. Горит бесцветным пламенем.  Применяется в качестве растворителя и топлива в двигателях внутреннего сгорания Метанол - яд  Ядовитое действие метанола основано на поражении нервной и сосудистой системы. Приём внутрь 5-10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению, а 30 мл и более - к смерти Одноатомный спирт - этанол Бесцветная жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом, температурой кипения78С. Легче воды. Смешивается с ней в любых отношениях. Легко воспламеняется, горит слабо светящимся голубоватым пламенем. Дружба с ГАИ Спирты дружат с ГАИ? Но каким образом! Вас когда - нибудь останавливал инспектор ГАИ? А в трубочку Вы дышали? Если вам не повезло, то прошла реакция окисления спирта, при которой цвет изменился, а вам пришлось платить штраф 3СН3 – СН2 – ОН + К2Сr2O7 + 4H2SO4  K2SO4 + 7H2O+ O Cr2(SO4)3 + 3CH3 – C H Дружить или не дружить со спиртом Вопрос интересный. Спирт относится к ксенобиотикам – веществам, не содержащимся в человеческом организме, но влияющим на его жизнедеятельность. Все зависит от дозы. 1. Спирт – это питательное вещество, которое обеспечивает организм энергией. В средние века за счет потребления алкоголя организм получал около 25% энергии; 2. Спирт – это лекарственное средство, имеющее дезинфицирующее и антибактериальное действие; 3. Спирт – это яд, нарушающий естественные биологические процессы, разрушающий внутренние органы и психику и при чрезмерном употреблении влекущий смерть Применение этанола  Этиловый спирт употребляется при приготовлении различных спиртных напитков;  В медицине для приготовления экстрактов из лекарственных растений, а также для дезинфекции;  В косметике и парфюмерии этанол - растворитель для духов и лосьонов Вредное воздействие этанола  В начале опьянения страдают структуры коры больших полушарий; активность центров мозга, управляющих поведением, подавляется: утрачивается разумный контроль над поступками, снижается критическое отношение к себе. И. П. Павлов называл такое состояние «буйством подкорки»  При очень большом содержании алкоголя в крови угнетается активность двигательных центров мозга, главным образом страдает функция мозжечка - человек полностью теряет ориентацию Вредное воздействие этанола  Изменения структуры мозга, вызванные многолетней алкогольной интоксикацией, почти необратимы, и даже после длительного воздержания от употребления спиртных напитков они сохраняются. Если же человек не может остановиться, то органические и, следовательно, психические отклонения от нормы идут по нарастающей Вредное воздействие этанола  Алкоголь крайне неблагоприятно влияет на сосуды головного мозга. В начале опьянения они расширяются, кровоток в них замедляется, что приводит к застойным явлениям в головном мозге. Затем, когда в крови помимо алкоголя начинают накапливаться вредные продукты его неполного распада, наступает резкий спазм, сужение сосудов, развиваются такие опасные осложнения, как мозговые инсульты, приводящие к тяжелой инвалидности и даже смерти. ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. В одном сосуде без подписи находится вода, а в другом – спирт. Можно ли воспользоваться индикатором, чтобы их распознать? Кому принадлежит честь получения чистого спирта? Может ли спирт быть твердым веществом? Молекулярная масса метанола 32, а углекислого газа 44. Сде-лайте вывод об агрегатном состоянии спирта. Смешали литр спирта и литр воды. Определите объем смеси. Как провести инспектора ГАИ? Может ли безводный абсолютированный спирт отдавать воду? Что такое ксенобиотики и какое отношение они имеют к спиртам? ОТВЕТЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Нельзя. Индикаторы не действуют на спирты и их водные растворы. Конечно же алхимикам. Может, если этот спирт содержит 12 углеродных атомов и больше. По этим данным вывод сделать нельзя. Водородные связи между молекулами спирта при малой молекулярной массе этих молекул делают температуру кипения спирта аномально высокой. Объем смеси будет не два литра, а гораздо меньше, примерно 1л - 860 мл. Не пить, когда садишься за руль. Может, если его нагреть и добавить конц. серной кислоты. Не поленитесь и вспомните все, что Вы слышали с спиртах, решите для себя раз и навсегда, какая доза Ваша……. и нужна ли она вообще????? Многоатомный спирт этиленгликоль  Этиленгликоль - представитель предельных двухатомных спиртов - гликолей;  Название гликоли получили вследствие сладкого вкуса многих представителей ряда (греч. «гликос» - сладкий);  Этиленгликоль - сиропообразная жидкость сладкого вкуса, без запаха, ядовит. Хорошо смешивается с водой и спиртом, гигроскопичен Применение этиленгликоля  Важным свойством этиленгликоля является способность понижать температуру замерзания воды, от чего вещество нашло широкое применения как компонент автомобильных антифризов и незамерзающих жидкостей;  Он применяется для получения лавсана (ценного синтетического волокна) Этиленгликоль - яд  Дозы вызывающие смертельное отравление этиленгликолем варьируются в широких пределах - от 100 до 600 мл. По данным ряда авторов смертельной дозой для человека является 50-150 мл. Смертность при поражении этиленгликолем очень высока и составляет более 60% всех случаев отравления;  Механизм токсического действия этиленгликоля до настоящего времени изучен недостаточно. Этиленгликоль быстро всасывается (в том числе через поры кожи) и в течение нескольких часов циркулирует в крови в неизмененном виде, достигая максимальной концентрации через 2-5 часов. Затем его содержание в крови постепенно снижается, и он фиксируется в тканях Многоатомный спирт глицерин  Глицерин – трехатомный предельный спирт. Бесцветная, вязкая, гигроскопичная, сладкая на вкус жидкость. Смешивается с водой в любых отношениях, хороший растворитель. Реагирует с азотной кислотой с образованием нитроглицерина. С карбоновыми кислотами образует жиры и масла CH2 – CH – CH2 OH OH OH Применение глицерина  Применяется в     производстве взрывчатых веществ нитроглицерина; При обработке кожи; Как компонент некоторых клеёв; При производстве пластмасс глицерин используют в качестве пластификатора; В производстве кондитерских изделий и напитков (как пищевая добавка E422) Качественная реакция на многоатомные спирты Качественная реакция на многоатомные спирты  Реакцией на многоатомные спирты является их взаимодействие со свежеполученным осадком гидроксида меди (II), который растворяется с образованием яркого сине-фиолетового раствора Задания Заполните рабочую карту к уроку;  Ответьте на вопросы теста;  Разгадайте кроссворд  Рабочая карта урока «Спирты»  Общая формула спиртов Назовите вещества:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2(OH)-CH2(OH)  Составьте структурную формулу пропанол-2  Чем определяется атомность спирта?  Перечислите области применения этанола  Какие спирты используют в пищевой промышленности?  Какой спирт вызывает смертельное отравление при попадании в организм 30 мл?  Какое вещество используется в качестве незамерзающей жидкости?  Как отличить многоатомный спирт от одноатомного спирта? Способы получения Лабораторные  Гидролиз галогеналканов: R-CL+NaOH R-OH+NaCL  Гидратация алкенов: CH2=CH2+H2O C2H5OH  Гидрирование карбонильных соединений Промышленные  Синтез метанола из синтез-газа CO+2H2 CH3-OH (при повышенном давлении, высокой температуре и катализатора оксида цинка)  Гидратация алкенов  Брожение глюкозы: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 Химические свойства I. Реакции с разрывом связи RO–H  Спирты реагируют с щелочными и щелочноземельными металлами, образуя солеобразные соединения – алкоголяты 2СH CH CH OH + 2Na  2СH CH CH ONa + H  2СH CH OH + Сa  (СH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2  Взаимодействие с органическими кислотами (реакция этерификации) приводит к образованию сложных эфиров. CH COОH + HOC H  CH COОC H (уксусноэтиловый эфир (этилацетат)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. Реакции с разрывом связи R–OH С галогеноводородами: R–OH + HBr  R–Br + H2O III. Реакции окисления Спирты горят: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O При действии окислителей:  первичные спирты превращаются в альдегиды, вторичные в кетоны IV. Дегидратация Протекает при нагревании с водоотнимающими реагентами (конц. Н2SO4). 1. Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию алкенов CH3–CH2–OH  CH2=CH2 + H2O 2. Межмолекулярная дегидратация даёт простые эфиры R-OH + H-O–R  R–O–R(простой эфир) + H2O

Презентация на тему "Спирты" по химии в формате powerpoint. Презентация для школьников содержит 12 слайдов, где с точки зрения химии рассказывается о спиртах, их физических свойствах, реакции с галогеноводородами.

Фрагменты из презентации

Из истории

Знаете ли вы, что еще в IV в. До н. э. люди умели изготавливать напитки, содержащие этиловый спирт? Вино получали сбраживанием фруктовых и ягодных соков. Однако выделять из него дурманящий компонент научились получать значительно позже. В XI в. алхимики уловили пары летучего вещества, которое выделялось при нагревании вина.

Физические свойства

• Низшие спирты – это жидкости, хорошо растворимые в воде, без цвета, с запахом.
• Высшие спирты – твердые вещества, в воде не растворимые.

Особенность физических свойств: агрегатное состояние

• Метиловый спирт (первый представитель гомологического ряда спиртов)– жидкость. Может быть у него большая молекулярная масса? Нет. Гораздо меньше, чем у углекислого газа. Тогда в чем дело?
• Оказывается, все дело в водородных связях, которые образуются между молекулами спиртов, и не дают отдельным молекулам улететь.

Особенность физических свойств: растворимость в воде

• Низшие спирты растворимы в воде, высшие – не растворимы. Почему?
• Водородные связи слишком слабы, чтобы удержать молекулу спирта, имеющую большую нерастворимую часть, между молекулами воды.

Особенность физических свойств: контракция

• Почему при решении расчетных задач никогда не пользуются объемом, а только массой?
• Смешаем 500 мл спирта и 500 мл воды. Получим 930 мл раствора. Водородные связи между молекулами спирта и воды настолько велики, что происходит уменьшение суммарного объема раствора, его "сжатие” (от латинского contraktio – сжимание).

Спирты – это кислоты?

• Спирты реагируют со щелочными металлами. При этом атом водорода гидроксильной группы замещается на металл. Похоже на кислоту.
• Но кислотные свойства спиртов слишком слабы, слабы настолько, что спирты не действуют на индикаторы.

Дружба с ГАИ.

• Спирты дружат с ГАИ? Но каким образом!
• Вас когда - нибудь останавливал инспектор ГАИ? А в трубочку Вы дышали?
• Если вам не повезло, то прошла реакция окисления спирта, при которой цвет изменился, а вам пришлось платить штраф.

Отдаем воду 1

Отнятие воды – дегидротация может быть внутримолекулярная, если температура больше 140 градусов. При этом нужен катализатор – концентрированная серная кислота.

Отдаем воду 2

Если температуру уменьшить, а катализатор оставить тот – же, то пройдет межмолекулярная дегидротация.

Реакция с галогеноводородами.

Эта реакция обратима и требует катализатора – концентрированной серной кислоты.

Дружить или не дружить со спиртом.

Вопрос интересный. Спирт относится к ксенобиотикам – веществам, не содержащимся в человеческом организме, но влияющим на его жизнедеятельность. Все зависит от дозы.

1. Спирт – это питательное вещество, которое обеспечивает организм энергией. В средние века за счет потребления алкоголя организм получал около 25% энергии.
2. Спирт – это лекарственное средство, имеющее дезинфицирующее и антибактериальное действие.
3. Спирт – это яд, нарушающий естественные биологические процессы, разрушающий внутренние органы и психику и при чрезмерном употреблении влекущий смерть.

Лекция 4. Агрегатные состояния вещества

1. Твердое состояние вещества.

2. Жидкое состояние вещества.

3. Газообразное состояние вещества.

Вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. При очень высоких температурах возникает разновидность газообразного состояния – плазма (плазменное состояние).

1. Твердое состояние вещества характеризуется тем, что энергия взаимодействия частиц между собой выше кинœетической энергии их движения. Большинство веществ в твердом состоянии имеет кристаллическое строение. Каждое вещество образует кристаллы определœенной формы. К примеру, хлорид натрия имеет кристаллы в форме кубов, квасцы в форме октаэдров, нитрат натрия в форме призм.

Кристаллическая форма вещества наиболее устойчива. Расположение частиц в твердом телœе изображается в виде решетки, в узлах которой те или иные частицы, соединœенные воображаемыми линиями. Различают четыре основные типа кристаллических решеток: атомные, молекулярные, ионные и металлические.

Атомная кристаллическая решетка образована нейтральными атомами, которые связаны ковалентными связями (алмаз, графит, кремний). Молекулярную кристаллическую решетку имеют нафталин, сахароза, глюкоза. Структурными элементами этой решетки являются полярные и неполярные молекулы. Ионная кристаллическая решетка образована правильно чередующимися в пространстве положительно и отрицательно заряженными ионами (хлорид натрия, хлорид калия). Металлическую кристаллическую решетку имеют всœе металлы. В ее узлах находятся положительно заряженные ионы, между которыми находятся электроны в свободном состоянии.

Кристаллические вещества обладают рядом особенностей. Одно из них анизотропия - ϶ᴛᴏ неодинаковость физических свойств кристалла в различных направлениях внутри кристалла.

2. В жидком состоянии вещества энергия межмолекулярного взаимодействия частиц соизмерима с кинœетической энергией их движения. Это состояние является промежуточным между газообразным и кристаллическим. В отличии от газов между молекулами жидкости действуют большие силы взаимного притяжения, что и определяет характер молекулярного движения. Тепловое движение молекулы жидкости включает колебательное и поступательное. Каждая молекула в течение какого-то времени колеблется около определœенной точки равновесия, а затем перемещается и снова занимает равновесное положение. Это определяет ее текучесть. Силы межмолекулярного притяжения не дают молекулам при их движении далеко отходить друг от друга.

Свойства жидкостей зависят также от объема молекул, формы их поверхности. В случае если молекулы жидкости полярны, то происходит их объединœение (ассоциация) в сложный комплекс. Такие жидкости называют ассоциированными (вода, ацетон, спирт). Οʜᴎ имеют более высокие t кип, обладают меньшей летучестью, более высокой диэлектрической проницаемостью.

Как известно, жидкости обладают поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение - ϶ᴛᴏ поверхностная энергия, отнесенная к единице поверхности: ϭ = Е/S, где ϭ – поверхностное натяжение; Е – поверхностная энергия; S – площадь поверхности. Чем прочнее межмолекулярные связи в жидкости, тем больше ее поверхностное натяжение. Вещества снижающие поверхностное нятяжение называются поверхностно-активными веществами.

Другим свойством жидкостей является вязкость. Вязкость - ϶ᴛᴏ сопротивление, возникающее при движении одних слоев жидкости относительно других при ее перемещении. Одни жидкости обладают высокой вязкостью (мед, мала), а другие – малой (вода, этиловый спирт).

3. В газообразном состоянии вещества энергия межмолекулярного взаимодействия частиц меньше их кинœетической энергии. По этой причине молекулы газа не удерживаются вместе, а свободно перемещаются в объеме. Для газов характерны свойства: 1) равномерное распределœение по всœему объему сосуда в котором они находятся; 2) малая плотность по сравнению с жидкостями и твердыми веществами; 3) легкая сжимаемость.

В газе молекулы находятся на очень большом расстоянии друг от друга, силы притяжения между ними малы. При больших расстояниях между молекулами эти силы практически отсутствуют. Газ в таком состоянии принято называть идеальным. Реальные газы при высоких давлениях и низких температурах не подчиняются уравнению состояния идеального газа (уравнение Менделœеева-Клапейрона), так кА в этих условиях начинают проявляться силы взаимодействия между молекулами.