بحث عن الكحولات

إليكم في هذا المقال بحث عن الكحولات وأهم استخداماتها، يُعد علم الكيمياء من أهم العلوم التي ساهمت في تطور البشرية تطورًا مذهلًا، فهو العلم الذي يدرس المواد الكيميائية بشكل تفصيلي ويتناول أهم خواصها وتركيبها وما يحدث لها من تفاعلات تؤدي إلى تغيرها، وتكمن أهمية هذا العلم في استعانة الإنسان به في الاستفادة من المواد الخام الموجودة في بيئته وتحويلها إلى مواد يستخدمها، فضلًا عن دخولها في تصنيع الأسمدة والأدوية ومنتجات مثل المنسوجات والملابس، وغيرها من الاستخدامات والفوائد الأخرى، ومن المركبات الهامة التي درسها علم الكيمياء الكحولات، ولكن ماذا يعني هذا المصطلح؟ وما هي استخداماته؟ سنُجيب على تلك الأسئلة من خلال السطور التالية على موسوعة.

بحث عن الكحولات

• يمكن تعريف الكحولات بأنها المركبات العضوية التي تحتوي جزيئاتها على ما لا يقل عن مجموعة هيدروسكيل واحده (OH) والتي ترتبط بذرة كربون من السلسة الهيدروكربونية مجموعة ألكيل، فضلًا عن اشتقاقها من الهيدروكربونات بتبادل ما بين ذرة هيدروجين بمجموعة هيدروكسيل.
• وكلمة كحول تدل على الكحول الإيثيلي (إيثانول) والذي يُعد العنصر الرئيسي في كافة الكحولات.
• وتتضمن الكيمياء العضوية مجموعة من الجزيئات تُعتبر الكحولات من أهمها، وهي التي يتم الاستعانة بمختلف أنواع المركبات في تحضيرها فتتحول إلى مركبات أخرى ذات أنواع متعددة.
• وتتكون الكحولات من جزيئات عضوية وهي خليطًا من ذرات الهيدروجين وذرات الأكسجين وذرات الكربون، ويُطلق على الكحول اسم الإيثانول عندما يحتوي على عدد 2 كربون.
• ويُعد الإيثانول أحد أشكال الكحول والذي يدخل في صناعة مشروبات مثل الخمور والبيرة.
• أما عن التركيب الكيميائي للإيثانول فهو يأتي على هيئة صيغة هيكلية وهي C2H5OH والتي تدل على احتواء نهاية سلسلة 2 كربون على مجموعة هيدروكسيل -OH، تلك المجموعة التي تميز مختلف أنواع الكحوليات.
• كما يأتي التركيب الكيميائي للإيثانول على هيئة صيغة جزيئية وهي C2H6O والتي تدل على احتواء الإيثانول على 2 من الكربون والأكسجين.

تسمية الكحولات

• وفيما يخص تسمية الكحولات الشائعة فهي إطلاق اسم أيزو على شق الألكيل في حال كانت ذرة كربون مجموعة الهيدروكسيل ترتبط بذرتي كربون.
• وهناك تسمية أخرى خاصة بالاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية من خلال حذف حرف E وهو الحرف الأخير في الألكان ثم يُضاف مقطع OL، وعلى سبيل المثال فكلمة ميثان تُحول إلى ميثانول METHANOL.

الكحولات الأولية والثانوية والثالثية

تُصنف الكحولات على أنها أولية وثانوية وثالثية، وطبقًا لهذا التصنيف تتصل مجموعة الهيدروكسيل بكربون مجموعة الألكيل، وتتكون الغالبية العظمى من الكحولات من مواد صلبة أو مواد سائلة عديمة اللون، وتتميز الكحولات قليلة الوزن الجزيئي بقابلية ذوبانها في الماء، وكلما زاد وزنها الجزيئي كلما قلت قابلية ذوبانها، ويأتي تصنيف الكحولات على النحو التالي:

• الكحول الأولي: وهو كحول أحادي الهيدروكسيل به مجموعة واحدة من الهيدروكسيل تتصل بذرة كربون أولية، ومن أمثلته الإيثانول.
• الكحول الثانوي: وهو كحول ثنائي الهيدروكسيل به مجموعتين من الهيدروكسيل تتصل بذرة كربون ثانوية، ومن أمثلته الإيثيلين جلايكول.
• الكحول الثالثي: وهو كحول ثلاثي الهيدروكسيل به ثلاث مجموعات من الهيدروكسيل تتصل بذرة كربون ثالثية، ومن أمثلته الجلسرين.

ومن هذا نستنتج أن هناك ارتباطًا مباشرًا ما بين تصنيف الكحول وعدد مجموعات الهيدروكسيل الموجودة به.

كما يتم تصنيف الكحولات إلى كحولات أليفاتية لا تحتوي جزيئاتها على حلقة بنزين، و كحولات أروماتية تحتوي جزيئاتها على حلقة بنزين.

الخواص الفيزيائية للكحولات

تتميز مركبات الكحولات بمجموعة من الخواص الفيزيائية وهي:

• يتميز الكحول بتفوقه على المركبات الهيدروكربونية الآخري والإيثر من حيث نقطة الغليان، حيث ترتفع درجة الغليان بزيادة عدد ذرات الكربون.
• إذا زاد عدد ذرات كربون الكحوليات عن 12 وكان لها أكثر من تفرع؛ فهي تصبح في حالة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
• تتميز غالبية الكحوليات بأنها عديمة اللون.
• مجموعة الـ(OH) تجعل الكحول أكثر قابلية للذوبان في الماء، أي أنها تجعله أكثر قطبية.
• تُصنف من القواعد والأحماض الضعيفة، وذلك لأن سلوكها يشبه السلوك الحمضي والقاعدي للماء.
• الكحولات من المشتقات العضوية من الماء والذي تتبادل فيه مجموعة من الألكيل مع ذرتي الهيدروجين.

الخواص الكيميائية للكحولات

للكحولات خواص كيميائية تتحدد حسب تفاعلاتها الكيميائية وذلك على النحو التالي:

• تفاعلات ذرة هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل وفيها يحدث تفاعل بين الكحولات كحوامض مع الفلزات القوية مثل البوتاسيوم والصوديوم، وفي مجموعة الهيدروكسيل تأتي ذرة الفلز لتحل محل ذرة الهيدروجين.
  
• تكوين الإستر وهي العملية التي يحدث فيها تفاعل ما بين الكحولات ولأحماض الكربوكسيلية أو مشتقاتها، ويقوم حمض الكبريتيك المركز بدور منع حدوث تفاعل عكسي حيث ينزع الماء.
• تفاعلات مجموعة الهيدروكسيل وفيها يحدث تفاعل ما بين الكحولات وهاليدات الهيدروجين لينتج عنها هاليدات ألكيل.
• تفاعلات مجموعة الكاربينول وفيها تتأثر الكحولات بالعوامل المؤكسدة مثل برمنجنات البوتاسيوم أو كرومات البوتاسيوم فيحدث لها تأكسد، وحسب نوع الكحول يتحدد ناتج الأكسدة، وفي تلك التفاعلات يحدث الآتي:
  • أكسدة الكحولات الأولية وفيها يحدث تأكسد للكحولات الأولية على مرحلتين، الأولى هي إعطاء ألدهيدات، والثانية هي التأكسد إلى أحماض كربوكسيلية.
  • أكسدة الكحولات الثانوية وفيها يحدث تأكسد للكحولات على مرحلة واحدة وينتج عنها الكيتون.
  • أكسدة الكحولات الثالثية، ونظرًا لاحتياج عملية أكسدة تلك الكحولات إلى كسر رابطة C–C؛ فهي لا يحدث لها أكسدة في الظروف العادية، ويتم الكشف عن نوعية الكحولات باستخدام فاعل التأكسد بكرومات البوتاسيوم، فيتغير اللون الأحمر للمحلول ويصبح أخضر إذا كانت الكحولات أولية وثنائية فقط، وإذا كانت الكحولات ثالثية فلا يتغير لون المحلول.
• تفاعلات جزيء الكحول، وفيها يحدث فقدان الكحول لجزيء الماء عند تسخينه مع حمض الكبرتيك المركز، وإذا كانت درجة الحرارة Co140 فإن حمض الكبريتيك ينزع جزيء ماء من جزيئين من الكحول، وإذا كانت درجة الحرارة Co180 فإن حمض الكبريتيك ينزع جزيء ماء من جزيء واحد من الكحول.

استخدامات الكحولات في الكيمياء

نظرًا لأن الكحولات من أكثر المركبات العضوية شيوعًا؛ فهي تدخل في العديد من الاستخدامات والصناعات وذلك على النحو التالي:

• يدخل الإيثانول وهو أحد أنواع الكحولات في صناعة المستحضرات الصيدلانية وأدوات التجميل والمشروبات الكحولية.
• كما يدخل في صناعة الوقود، ويتم استخدامه في تعقيم أدوات المستشفى.
• أما الميثانول فهو يدخل في صناعة الراتنجات الخاصة والفورمالديهايد وفي تنظيف المعادن والمواد المضادة للتجمد في مبردات السيارات، وأيضًا صناعة البلاستيك والدهان والورنيش والوقود.
• من استخدامات الإيثيلين جليكول دخوله في صناعة أحبار الطباعة وأحبار الأقلام الجافة والسوائل الفرامل الهيدروليكية، نظرًا لارتفاع درجة لزوجته.
• ومن الإيثيلين جليكول يتم تحضير البولي إيثيلين جليكول والذي يتم استخدامه في صناعة شرائط التسجيل وأفلام التصوير وألياف الداكرون.
  
• يُستخدم البروبلين جليكول في صناعة مستحضرات مزيلات الدهون.
• من استخدامات الجلسرول دخوله في صناعة الكريمات ومستحضرات التجميل نظرًا لأنه مادة مرطبة، كما يتم استخدامه في صناعة النسيج حيث يزيد من نعومة ومرونة الأقمشة.
• ومن الإيثانديول يتم صناعة المواد الكيميائية وذلك بعد حدوث تفاعل للإيثيلين مع الماء والأكسجين.
• ومن البروبانول يتم صناعة المنظفات ومزيل طلاء الأظافر (الأسيتون).
• للكحول الطبي العديد من الاستخدامات المنزلية مثل صناعة منظف للأرضيات الخشبية، إزالة الروائح الكريهة من الأحذية، القضاء على حشرات الفراش، إزالة اللون الأصفر الذي يتكون على ياقات القمصان نتيجة العرق، تطهير اليدين من الفيروسات والبكتيريا وإزالة روائح الطعام منها، علاج القدم الرياضي، تنظيف الأذن عند خلطه من الخل الأبيض.

 

وإلى هنا نكون قد وصلنا إلى ختام مقالنا والذي عرضنا لكم من خلاله بحث عن الكحولات وتصنيفها وخواصها الكيميائية والفيزيائية وأهم استخداماتها، تابعوا المزيد من المقالات على الموسوعة العربية الشاملة.

المراجع

• 1
• 2
• 3