Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał Wydrukuj

Za pomocą zmysłów – wzroku, węchu czy smaku – nie można odróżnić alkoholu metylowego od etylowego. Ten fakt jest przyczyną wielu tragicznych pomyłek. Spożycie metanolu grozi ciężkim zatruciem, a nawet śmiercią.

Już wiesz
  • jak zbudowane są alkohole jednowodorotlenowe;

  • jak narysować wzór strukturalny metanolu i etanolu;

  • jak tworzymy nazwy alkoholi;

  • jaką wartościowość ma węgiel w związkach organicznych.

Nauczysz się
  • odróżniać metanol od etanolu na podstawie właściwości fizycznych;

  • zapisywać równania reakcji spalania alkoholi.

icKWwRfaxU_d5e160

1. Właściwości fizyczne metanolu i etanolu

Metanol i etanol są bezbarwnymi cieczami, które dobrze rozpuszczają się w wodzie. Dlatego nie można ich odróżnić bez wykonania badań laboratoryjnych, np. wyznaczenia temperatury wrzenia lub gęstości. W handlu stężony alkohol etylowy nosi nazwę spirytusu.

R1Z4FxlgruoUk1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
Mieszanie etanolu z wodą
Doświadczenie 1
Problem badawczy

Czy etanol rozpuszcza się w wodzie?

Hipoteza

Etanol łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc mieszaninę jednorodną.

Co będzie potrzebne
  • dwie probówki,

  • woda,

  • etanol (lepszy efekt zaobserwujemy, stosując denaturatdenaturatdenaturat),

  • wodoodporny pisak.

Instrukcja
  1. Odmierz równe ilości wody i alkoholu.

  2. Do probówki z wodą delikatnie wlej alkohol, tak by ciecze się nie mieszały.

  3. Na probówce zaznacz pisakiem poziom cieczy.

  4. Zamknij probówkę i wstrząśnij jej zawartością.

  5. Zaznacz poziom cieczy po zmieszaniu.

  6. Porównaj zmianę objętości cieczy przed zmieszaniem i po nim.

Podsumowanie

Alkohol etylowy powoli wlewany do probówki z wodą tworzy zauważalną warstwę. Granica między alkoholem i wodą znika po wymieszaniu cieczy. Powstała mieszanina jednorodna, której składników nie możemy odróżnić za pomocą wzroku. Mieszanina ta ma mniejszą objętość niż użyte do jej sporządzenia składniki (woda i etanol). Przyczyną tego zjawiska fizycznego, nazywanego kontrakcją objętościkontrakcja objętościkontrakcją objętości, jest oddziaływanie między cząsteczkami składników mieszaniny.

Zjawisko kontrakcji uwzględnia się w przemyśle spirytusowym w procesach technologicznych oraz przy obliczaniu wydajności produkcji. Przy dodawaniu 50 litrów wody do 50 litrów alkoholu etylowego (spirytusu) powstaje nie 100, lecz 96,3 litrów roztworu.

Ciekawostka

Dmitrij Iwanowicz Mendelejew w 1865 r. obronił rozprawę doktorską „O połączeniu spirytusu z wodą”. Rok później Mendelejew uratował kierownika jednej z wytwórni napojów alkoholowych w Rosji, którego oskarżono o kradzież alkoholu. Wyjaśnił przed sądem zjawisko kontrakcji, które polega na zmniejszeniu objętości po zmieszaniu alkoholu z wodą. Sąd uznał ekspertyzę uczonego i uwolnił oskarżonego od kary więzienia.

Mieszanina etanolu z wodą o zawartości 95,6% etanolu jest popularnie nazywana spirytusem.

Właściwości fizyczne metanolu i etanolu

Właściwość fizyczna

Metanol

Etanol

stan skupienia

ciecz

ciecz

barwa

bezbarwna

bezbarwna

rozpuszczalność w wodzie

bez ograniczeń

bez ograniczeń

temperatura wrzenia

64,7°C

78,3°C

gęstość

0,792 g/cmIndeks górny 3

0,789 g/cmIndeks górny 3

icKWwRfaxU_d5e278

2. Właściwości chemiczne metanolu i etanolu

Badając metanol i etanol, odpowiemy na pytania: Jakie właściwości chemiczne mają alkohole? Czy występuje podobieństwo w ich zachowaniu się podczas reakcji chemicznych? Czy obecność grupy funkcyjnej –OH w cząsteczkach alkoholi wpływa na odczyn ich wodnych roztworów?

R1dCMpQJ2OBXb1
Źródło: Krzysztof Jaworski, Torsten Henning (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY 3.0.

Zapach

Zarówno metanol, jak i etanol charakteryzują się ostrym, drażniącym zapachem. Badanie tych alkoholi wyłącznie za pomocą węchu może doprowadzić do pomyłki.

Odczyn alkoholi

Czy roztwory wodne alkoholi ulegają dysocjacji elektrolitycznej? Czy odczyn wodnych roztworów alkoholi jest taki sam jak odczyn zasad? Do badania odczynu wodnych roztworów alkoholi można zastosować znane wskaźniki: sok z czerwonej kapusty, roztwór fenoloftaleiny, papierek uniwersalny.

Badanie odczynu wodnego roztworu alkoholu etylowego
Doświadczenie 2
Problem badawczy

Jaki odczyn ma wodny roztwór etanolu?

Hipoteza

Alkohole zawierają w swych cząsteczkach grupę –OH, więc wodny roztwór etanolu będzie wykazywał odczyn zasadowy.

Co będzie potrzebne
  • trzy probówki,

  • wodny roztwór alkoholu etylowego (spirytusspirytusspirytus),

  • sok z czerwonej kapusty,

  • roztwór fenoloftaleiny,

  • uniwersalny papierek wskaźnikowy.

Instrukcja
  1. Do trzech probówek wlej po ok. 3 cmIndeks górny 3 alkoholu.

  2. Zbadaj zapach i określ rozpuszczalność alkoholu w wodzie.

  3. Do jednej probówki wlej kilka kropli wywaru z czerwonej kapusty, a do drugiej – kroplę fenoloftaleiny. W trzeciej probówce zanurz uniwersalny papierek wskaźnikowy.

  4. Odpowiedz, co zaobserwowałeś.

    R6RFO5vFeqdZB1
    Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Podsumowanie

Wskaźniki dodane do roztworów etanolu nie zmieniły zabarwienia. Odczyn wodnych roztworów alkoholi jest obojętny. Oznacza to, że w roztworze wodnym nie ma nadmiaru jonów H+ ani jonów OH-. A zatem alkohole nie ulegają dysocjacji jonowej.

Badanie palności etanolu

Etanol jest substancją łatwopalną. Przy nieograniczonym dostępie tlenu zachodzi reakcja całkowitego spalania etanolu.

R13xo3cSPt0pb1
Źródło: Mike Seyfang (https://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.

Podczas zbliżania łuczywa pary alkoholu zapalają się. Alkohol pali się niebieskawym płomieniem.
Produktami całkowitego spalania etanolu są tlenek węgla(IV) i woda:

C2H5OH + 3O→ 2CO2 + 3H2O
R2AIu2cv5Z67J1
Jedna cząsteczka etanolu łączy się z trzema cząsteczkami tlenu. W wyniku reakcji powstają dwie cząsteczki tlenku węgla (IV) i trzy cząsteczki wody. Pod schematem pokazany jest wzór całej reakcji.
icKWwRfaxU_d5e421

Spalanie całkowite metanolu

Produktami całkowitego spalania metanolu są tlenek węgla(IV) i woda:

2CH3OH + 3O→ 2CO2 + 4H2O
R1Qy3T7BlmDXx1
Dwie cząsteczki metanolu reagują z trzema cząsteczkami tlenu. W wyniku reakcji powstają dwie cząsteczki tlenku węgla(IV) cząsteczki tlenku węgla(IV) i cztery cząsteczki wody. Pod schematem równanie reakcji.

Spalanie niecałkowite alkoholi

Spalanie niecałkowite zachodzi w warunkach ograniczonego dopływu tlenu.

C2H5OH + 2O2 2CO + 3H2O
CH3OH + O→ CO + 2H2O
C2H5OH + O→ 2C + 3H2O
2CH3OH + O→ 2C + 4H2O
Ciekawostka

Alkohol etylowy ma silne właściwości odurzające. Większe dawki powodują utratę świadomości. Alkoholu etylowego nie można stosować jako narkozy, ponieważ całkowite znieczulenie wymagałoby podania pacjentowi dawki zbliżonej do śmiertelnej.

icKWwRfaxU_d5e491

Podsumowanie

  • Metanol i etanol mają wiele wspólnych właściwości fizycznych i dlatego trudno je rozróżnić.

  • Metanol jest trucizną.

  • Alkohole dobrze rozpuszczają się w wodzie.

  • Odczyn wodnych roztworów alkoholi jest obojętny.

  • Metanol i etanol to substancje palne. Ulegają reakcjom spalania całkowitego i niecałkowitego.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Napisz równanie reakcji spalania alkoholu butylowego, jeżeli produktem reakcji jest gaz powodujący mętnienie wody wapiennej.

Polecenie 1.2

Jaką wartość pH ma wodny roztwór alkoholu metylowego?

Polecenie 1.3

W dwóch naczyniach ogrzewano jednoczenie metanol i etanol. Który alkohol zaczął wrzeć jako pierwszy?

Polecenie 1.4

Na postawie piktogramów, którymi oznacza się propanol, określ rodzaje zagrożenia dla zdrowia.

icKWwRfaxU_d5e566

Słowniczek

denaturat
denaturat

(spirytus skażony) – alkohol etylowy z dodatkiem substancji o przykrym zapachu i smaku, nienadający się do spożycia; zabarwiony na fioletowo lub czerwono; nie wolno spożywać denaturatu ani innego rodzaju skażonego alkoholu

kontrakcja objętości
kontrakcja objętości

zjawisko fizyczne, które polega na zmianie objętości roztworu podczas mieszania jego składników

spirytus
spirytus

wodny roztwór alkoholu etylowego o stężeniu około 96%

spirytus drzewny
spirytus drzewny

zwyczajowa nazwa otrzymywanego w wyniku suchej destylacji drewna roztworu alkoholu metylowego

icKWwRfaxU_d5e657

Zadania

Ćwiczenie 1
RkoWFyXFqNpxt1
zadanie interaktywne
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1VimxLavM6M41
zadanie interaktywne
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
Rabedi15g09aO1
zadanie interaktywne
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RjWHb08ZW3VJe1
zadanie interaktywne
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
ROUs80nr5OJtW1
zadanie interaktywne
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY 3.0.