醇可以由烯烃或糖制得,醇又可以被氧化成羧酸。题目会要求你写出产物名称、写方程式并选择制法。这项技能属于有机反应,要学到多深由大纲的措辞决定。
乙醇和乙酸是怎样联系起来的?
乙醇 C₂H₅OH 有两种制法。在发酵中,酵母在没有空气的条件下把葡萄糖转化成乙醇和二氧化碳。在水合中,乙烯与水蒸气反应,如加成反应一课所见。
乙醇之后可以被氧化。遇到合适的氧化剂,或者暴露在空气中并有微生物作用,它就变成乙酸 CH₃COOH。葡萄酒变成醋就是这样。
乙酸是弱酸。它仍然表现出酸的一般性质,例如与碳酸盐反应放出二氧化碳。
关键方程式
- 发酵:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
- 水合:C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH
- 氧化:C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
- 酸与碳酸盐:2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂
例题
用 180 g 葡萄糖发酵。假设完全转化,生成多少克乙醇和二氧化碳?
第 1 步,方程式: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂。检查原子:左边 6 个 C、12 个 H、6 个 O。右边 4 + 2 = 6 个 C、12 个 H、2 + 4 = 6 个 O。已配平。
第 2 步,摩尔质量: 葡萄糖是 6(12) + 12(1) + 6(16) = 180。乙醇是 2(12) + 6(1) + 16 = 46。二氧化碳是 44。
第 3 步,葡萄糖的物质的量: 180 ÷ 180 = 1.0 mol。
第 4 步,用比例 1 : 2 : 2: 2.0 mol 乙醇和 2.0 mol 二氧化碳。
第 5 步,质量: 乙醇 2.0 × 46 = 92 g。二氧化碳 2.0 × 44 = 88 g。
检查: 92 + 88 = 180 g,与葡萄糖相同。质量守恒。
真实的发酵得到的比这少,因为反应并不完全。这是理想化的计算。
要留意的错误
常见的失误是把乙醇的氧化和燃烧混为一谈。
错误的答案: 乙醇被氧化成二氧化碳和水。
那描述的是燃烧。本课所说的受控氧化,产物是乙酸和水。
纠正方法是读题看条件。完全燃烧生成二氧化碳和水。醇基团的受控氧化生成碳原子数相同的羧酸。
自我检测
1. 写出丙-1-醇氧化后生成的酸的名称,并用氧气写出方程式。
显示答案
丙酸。C₃H₇OH + O₂ → C₂H₅COOH + H₂O。
检查:两边都是 3 个 C、8 个 H、3 个 O。
2. 制造乙醇时,发酵和乙烯水合各写出一个优点。
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发酵:使用可再生的起始原料(糖)。水合:更快地得到较纯的产物,并且是连续生产。任一优点加上理由即可得分。
3. 学生把乙酸加入碳酸钠,看到冒泡。生成了什么气体?这说明乙酸有什么性质?
显示答案
生成二氧化碳。这说明乙酸表现出酸的性质,与碳酸盐反应生成盐、水和二氧化碳。
接下来学什么
醇和酸在下一课结合:理解酯的形成关系。物质的量与方程式比例辅导器提供更多像上面发酵计算那样的练习。
如果你每一步都能跟上,却在陌生的链条里迷失,我们的老师可以在线上一对一化学补习中陪你重新建立。