Alkoholy, ethery a sulfidy
Alkoholy, ethery a sulfidy (3/6) · 9:24

Vlastnosti alkoholů V tomto videu se hovoří o důležitých vlastnostech alkoholů, jako je schopnost tvořit vodíkové vazby či slabé vazebné interakce. Dozvíte se, proč s klesající rozpustností ve vodě zároveň stoupá jejich bod varu, a proč jsou nejjednodušší alkoholy s vodou neomezeně mísitelné.

Navazuje na Halogenuhlovodíky, substituční a eliminační reakce, Alkeny a alkyny.
Trochu se zamysleme nad některými vlastnostmi alkoholů. Alkoholy obecně jsou založeny na uhlíkatém řetězci, na který je navázaný kyslík, na který se váže vodík. Kyslík má na sobě 2 volné elektronové páry, jak to teď kreslím. Porovnejme to s vodou. Voda vypadá takto. Máme zde vodík navázaný na kyslík, na který se váže ještě jeden vodík a kyslík má 2 volné elektronové páry. V případě vody je kyslík mnohem elektronegativnější než vodík, tudíž si přitáhne elektrony směrem k sobě. Tudíž zde máme parciální záporný náboj na kyslíku, pak zde máme parciální kladný náboj na vodíku. To je to, co dovoluje kyslíku trochu... Tedy omlouvám se. co dovoluje vodě vázat se sama na sebe nebo nemít směšně nízký bod varu. Takže vám ukáži toto. Jen si to zkopíruji. S tímto vším jsme se už setkali dříve v obecné chemii. Nakreslím sem další molekuly vody. Další nakreslím sem. Vidíte, že voda má na kyslíku parciální záporný náboj a na vodíku parciální kladný náboj. Kyslík z jedné molekuly vody bude tedy přitahován k vodíku jiné molekule vody. S tím už jsme se setkali dříve. Tuto vazbu nazýváme vodíkové můstky. Tady vidíte vodíkové můstky (vodíkové vazby). Stejná věc se může dít s alkoholy, ačkoli alkoholy mají ve skutečnosti pouze parciální kladný náboj na vodíku. Nevíme zcela určitě proč. Pravděpodobně je to kvůli vazbě uhlíku na kyslík. Uhlíky jsou dostatečně elektronegativní. Nedovolí kyslíku přitáhnout si elektrony tak moc jako vodík. Tedy v případě alkoholu... Místo tohoto "R" pro uhlovodíkový zbytek... Víte co, nakreslím nějaký konkrétní alkohol. Takže jaký alkohol vybrat. Vezmeme si třeba methanol. Bude vypadat takto. Tady má vodík, kyslík je mnohem elektronegativnější než vodík, takže zde bude parciální záporný náboj a tady bude parciální kladný náboj. Tady také, kvůli těmto vodíkovým vazbám, bude methanol mít celkem vysoký bod varu. Nepřejde jen tak, najednou, do plynného stavu. Opravdu se bude snažit navázat se s další molekulou. Zkopíruji si ho a vložím další molekulu vedle. Methanol může také tvořit vodíkové můstky. Ačkoli nebudou tak pevné jako ty, které jsme viděli u vody. A to důvod, proč něco jako methanol, má nižší bod varu než voda. Je snadné přimět ho k varu. Je mnohem jednodušší rozštěpit tyto vazby, protože jich není tolik. Toto je příklad vodíkových můstků u methanolu. A protože methanol může tvořit vodíkové můstky a je i trochu polární a voda má také samozřejmě vodíkové můstky, tak je methanol mísitelný s vodou. A toto všechno znamená, že je rozpustný ve vodě v jakémkoli poměru. Nezáleží na tom, kolik methanolu nebo kolik vody máte, prostě je rozpustný. Pokud bych měl nakreslit nějaké molekuly methanolu. Tady už mám připravené molekuly vody. Takže pokud sem nakreslíme methanol, bude vodíkový můstek právě zde. Kdybych nakreslil další molekulu methanolu sem, bude vodíkový můstek tady. A to je důvod, proč je methanol rozpustný ve vodě. Pokud řetězec roste nebo pokud máte alkohol s delším radikálovým řetězcem, pak bude méně a méně rozpustný ve vodě. Ale hodnota bodu varu bude stoupat. Zamysleme se nad tím, proč to tak je. Pokud mám něco jako třeba butanol. Butanol má 4 uhlíky. Takže to bude H₃C... Nakreslím to takto. CH₂, CH₂, CH... nebo spíše H₂C Pak tento poslední uhlík, bude vázán s kyslíkem. Bude vázán s kyslíkem, na který je vázán i vodík. V podobné situaci bude mít kyslík parciální záporný náboj. Vodík bude mít stále parciální kladný náboj, stejně jako jsme viděli u vody a methanolu. Ale teď zde máme tento dlouhý řetězec, který je nepolární. Tato část alkoholu nebude rozpustná ve vodě, a proto bude pro alkohol těžší se rozpouštět i tady. Toto je méně rozpustné. Ale stále je to trochu rozpustné. Pokud je tady nějaký kyslík, stále zde budou alespoň nějaké vodíkové můstky. Ale tato část je trochu... Lze si to představit jako... Nechce se rozpouštět ve vodě. Je nepolární. Ale například butanol je rozpustný ve vodě. Ale ne v jakémkoli poměru. Methanol je mísitelný s vodou. Napíši to, jelikož je to nové slovo. Nemyslím si, že jsem ho někdy použil v kontextu s videi o organické chemii. Methanol je... Napíši to výraznější barvou, když je to nové slovo. Methanol je mísitelný, což znamená rozpustný v jakémkoli množství. Nezáleží na tom, kolik procent zastupuje methanol a kolik voda. Methanol bude rozpuštěn ve vodě v jakémkoli množství. Pokud se podíváme na butanol, tak je sice rozpustný, ale ne v jakémkoli množství. Pokud budete mít tunu butanolu, část se ve vodě nerozpustí. Toto je rozpustné. Butanol je rozpustný ve vodě, ale není s ní mísitelný. Pokud máme příliš butanolu, některý nebude schopen se ve vodě rozpustit. Pokud by to byl dekanol nebo něco s velice dlouhým uhlíkatým řetězcem, pak samozřejmě bude velmi nerozpustný. Možná by bylo možné dát pár molekul do vody, ale většina z nich se nerozpustí. Nyní jiný důvod, jak jsem naznačil... Už znáte důvod, proč mají alkoholy celkem vysoký... ...ne příliš nízký bod varu. To je ten, že jsou schopné vytvořit vodíkové můstky. Tyto delší uhlíkaté řetězce ale budou tvořit méně vodíkových můstků. Třeba tyto alkoholy budou mít nižší bod varu. Čím delší uhlíkaté řetězce jsou, tím vyšší bod varu mají. A to proto, že tyto řetězce mohou reagovat mezi sebou. Čím delší řetězec, tedy delší R nebo delší řetězec R, tím vyšší bod varu v alkoholu. Vyšší bod varu. Je to složitější. Musíte do systému dodat mnohem více tepla nebo zvýšit teplotu, aby se vazby rozštěpily. Protože tato jedna molekula dekanolu je zde, jiná může vypadat zase takto... Nebo třeba takto. Je zde kyslík a vodík a pak jsou zde uhlíky. Takže zde máme CH, CH₂, CH₂, H₃C. Tady máme tento další butanol. A jaká je interakce mezi těmito dvěma řetězci? Van der Waalsovy síly. I když nemají... Tyto mohou tvořit nějaké polární interakce. Budou tvořit vodíkové můstky, jak už jsme viděli několikrát. Ale tyto dlouhé řetězce, ty budou držet u sebe Londonovy disperzní síly, které jsou podmnožinou Van der Waalsových sil. I když jsou neutrální, teď i potom, některé z nich se mohou na jedné straně stát mírně záporné. Zde může být dočasný parciální záporný náboj. A to jen kvůli náhodnosti pohybu elektronů. Na této straně molekuly může být najednou více elektronů než zde. Tady bude parciální záporný náboj. A proto budou elektrony zde, nechtějí být tady. Tady bude parciální kladný náboj a vznikne tu dočasná interakce. Je to velice slabá síla. Mnohem slabší než vodíkové můstky. Ale jak se tyto řetězce prodlužují, mohou se proplétat mezi sebou a tedy se k sobě přibližovat. Tyto Londonovy disperzní síly nebo Van der Waalsovy síly se budou stále šířit. Takže se mohou najednou přitahovat k sobě a toto zmizí. Pak se k sobě mohou přitahovat zde a pak zmizí tady. Pak se mohou přitahovat tady a potom zmizí toto. Můžete si představit, že čím delší je řetězec, tím více se budou uplatňovat tyto interakce. Tím více se k sobě budou molekuly přitahovat. A bude těžší je od sebe oddělit, budou mít vyšší bod varu. Toto jsou jedny z nejdůležitějších poznatků o vlastnostech alkoholů. Zejména alkoholy s kratšími řetězci jsou rozpustné ve vodě. Ty velice krátké jsou s vodou mísitelné. A čím delší řetězec mají, tím je obtížnější rozpustit je ve vodě. Ale zároveň se zvyšuje hodnota jejich bodu varu. Tím obtížnější je oddělit je od sebe, kvůli Londonovým disperzním silám.
video