Почему среди спиртов нет газообразных веществ: разбираемся в особенностях

Спирты представляют собой обширный и разнообразный класс органических соединений. Однако среди них почему-то нет газообразных веществ. Давайте разберемся, в чем причина.

Строение и свойства спиртов: краткий обзор

Спиртами называют органические соединения, в молекулакс которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу ОН. В зависимости от типа углеводородного радикала различают предельные и непредельные спирты.

Предельные одноатомные спирты имеют формулу R-OH, где R - алкильный радикал. Пример - этанол CH3-CH2-OH.

Гидроксильная группа ОН обладает высокой полярностью, поэтому спирты хорошо растворяются в воде.

Даже жидкие спирты имеют довольно высокие температуры кипения по сравнению с соответствующими предельными углеводородами. Это связано с образованием межмолекулярных водородных связей, о которых речь пойдет далее.

Причина отсутствия газообразных спиртов

Почему среди спиртов нет газов? Все дело в сильных межмолекулярных взаимодействиях, вызывающих ассоциацию молекул.

Водородные связи и их влияние

Молекулы спиртов связываются друг с другом водородными связями. Это происходит за счет взаимодействия атома водорода одной молекулы с атомом кислорода соседней молекулы:

X-H•••Y

Наличие водородных связей влияет на физические свойства веществ. В частности, это приводит к повышению температур кипения и плавления по сравнению с углеводородами.

Высокие температуры кипения по сравнению с алканами

Даже жидкие спирты закипают при более высоких температурах, чем соответствующие предельные углеводороды (алканы). Например, этанол (С₂H₅OH) кипит при +78,3°С, а этан (С₂H₆) - уже при -88,6°С.

Это прямое следствие водородных связей между молекулами спиртов.

Ассоциация молекул и следствия

Из-за образования водородных связей молекулы спиртов ассоциированы, то есть объединены в более крупные группы. Этим и объясняется отсутствие газообразных спиртов.

Для перехода жидкости в газ нужно разрушить все эти межмолекулярные взаимодействия. А для этого требуется значительная энергия, что проявляется в более высоких температурах кипения.

То есть причина отсутствия газообразных спиртов кроется в особенностях строения их молекул, позволяющих эффективно взаимодействовать между собой с образованием водородных связей.

Способы получения спиртов

Существует несколько основных промышленных и лабораторных способов синтеза спиртов.

Гидролиз галогеналканов

Путем гидролиза галогенпроизводных алканов можно получать спирты с различным типом углеродного скелета - первичные, вторичные или третичные. Например:

CH3CH2Br + NaOH → CH3CH2OH + NaBr

Гидратация алкенов

Другим распространенным способом является присоединение воды по двойной связи алкенов. Это происходит по правилу Марковникова с образованием спирта:

H2C=CH2 + H2O → H3C-CH2OH

Таким путем из этилена получается этанол - один из важнейших представителей класса спиртов.

Восстановление карбонильных соединений

Еще один распространенный метод синтеза спиртов - восстановление альдегидов или кетонов водородом на никелевом катализаторе с присоединением Н−Н по карбонильной группе:

R′−CO−R′′ + H2 → R′−CH−R′′−OH

Это позволяет получать спирты с разнообразными радикалами R'.

Как видим, существует множество химических путей синтеза спиртов с нужными свойствами. Главное подобрать оптимальный метод в зависимости от поставленной задачи.

Химические свойства и реакции спиртов

Рассмотрим основные химические реакции, характерные для спиртов.

Реакции по связи O-H с образованием алкоголятов

Спирты проявляют слабые кислотные свойства и реагируют с щелочными металлами. Происходит замещение атома водорода на металл с образованием алкоголятов:

C2H5OH + Na → C2H5ONa + H2

Реакция этерификации

Важнейшим свойством спиртов является присоединение карбоновых кислот с образованием сложных эфиров и воды:

R-OH + R′-COOH → R-O-CO-R′ + H2O

Эта реакция называется этерификацией и протекает в присутствии кислотного катализатора.

Горение спиртов

Спирты хорошо горят на воздухе с выделением значительного количества теплоты. Например, для этанола:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Это свойство определяет одно из возможных применений спиртов в качестве топлива.

Применение разных спиртов

Различные спирты находят широкое применение в промышленности и быту.

Метанол и этанол: сферы использования

Метанол используется для получения формальдегида, некоторых лекарств и в качестве растворителя. Однако он очень токсичен.

Этанол применяют для производства эфиров, лаков, красителей. Также его используют как компонент топлива и для получения уксусной кислоты.

Высшие предельные одноатомные спирты

Представители с длинной углеродной цепью (С12 и выше) находят применение как поверхностно-активные вещества, эмульгаторы и загустители.

Вред и польза употребления этанола

Почему среди спиртов нет газообразных веществ? А вот этанол, несмотря на водородные связи, находит широкое применение.

Кратковременные положительные эффекты

Одной из важнейших сфер использования этанола являются алкогольные напитки. Они морут улучшать самочувствие и снимать стресс.

Однако эти эффекты носят лишь временный характер.

Долгосрочный ущерб здоровью

При регулярном употреблении алкоголя этанол наносит значительный вред центральной и периферической нервной системе.

Это морут быть причиной развития серьезных заболеваний в долгосрочной перспективе.

Проблема алкоголизма

Регулярное злоупотребление алкоголем может привести к развитию алкоголизма - тяжелого хронического заболевания, характеризующегося психической и физической зависимостью от спиртных напитков.

Почему среди спиртов нет газообразных веществ? А вот жидкий этанол, к сожалению, легко усваивается организмом и вызывает привыкание.

Профилактика алкоголизма

Для предотвращения развития алкогольной зависимости важно придерживаться умеренного потребления алкогольных напитков, не злоупотреблять ими.

Также полезно периодически делать перерывы в употреблении алкоголя.

Лечение алкоголизма

Если алкогольная болезнь уже развилась, то основным методом борьбы с ней является полный отказ от спиртного.

Также в комплексном лечении алкоголизма применяют медикаментозные и психотерапевтические методы.

Социальные проблемы, связанные с алкоголем

Помимо вреда для здоровья, чрезмерное потребление алкоголя влечет за собой серьезные негативные социальные последствия.

К ним относятся: снижение работоспособности и производительности труда, рост преступности, увеличение числа разводов и сиротства.

Государственная политика в отношении алкоголя

Во многих странах проводится целенаправленная государственная политика по снижению потребления алкоголя и борьбе с его негативными последствиями.

К таким мерам относятся: повышение цен и акцизов на алкоголь, ограничение времени и мест продажи спиртного, пропаганда здорового образа жизни.

Международное сотрудничество в сфере регулирования алкогольного рынка

Проблема чрезмерного потребления алкоголя и его негативных последствий носит глобальный характер. Поэтому в ее решении заинтересовано международное сообщество.

В рамках ВОЗ разрабатываются рекомендации по эффективной алкогольной политике, проводятся научные конференции по обмену опытом между странами.

Опыт борьбы с алкоголизмом в России

В России проблема злоупотребления алкоголем стоит особенно остро. Предпринимались попытки борьбы с этим явлением еще в Советском Союзе.

Однако по-настоящему системные меры стали приниматься совсем недавно. С 2014 года действует концепция государственной политики по снижению масштабов злоупотребления алкоголем.

Перспективы снижения потребления алкоголя

Несмотря на предпринимаемые усилия, пока не удается кардинально изменить ситуацию с потреблением алкоголя к лучшему.

Очевидно, что для достижения устойчивого положительного эффекта потребуются длительные, последовательные и системные меры как на государственном уровне, так и в общественном сознании.