ما هي الكحولات؟
ما هو التركيب الكيميائي للكحول؟
تصنيف الكحولات:
هل الإيثانول قابل للذوبان في الماء؟
ما هي الكحولات؟

 

الكحولات: هي أي فئة من المركبات العضوية التي تتميز بواحدة أو أكثر من مجموعات الهيدروكسيل (-OH) مرتبطة بذرة كربون من مجموعة ألكيل (سلسلة هيدروكربونية). يمكن اعتبار الكحول كمشتقات عضوية للمياه (H2O) حيث تمّ استبدال إحدى ذرات الهيدروجين بمجموعة ألكيل ويتم تمثيلها عادةً بواسطة (R) في الهياكل العضوية على سبيل المثال في الإيثانول (أو الكحول الإيثيلي) تكون مجموعة الألكيل هي مجموعة الإيثيل.

 

تاريخياً، تمّ استخدام الكحول مع الأنشطة الاجتماعية بما في ذلك الطقوس الدينية وغير الدينية كعنصر غذائي وكعامل طبي. يسبق استهلاك الكحول من قبل الثقافات المختلفة التاريخ المكتوب وعلى الرغم من أنّه كان يستخدم في السابق لأغراض علاجية إلا أنّه لم يعد موصى به كعلاج علاجي بسبب قدرته على إحداث التسمم ترجع قدرة الكحول المبتل على الانتقال من الأمعاء إلى مجرى الدم وإلى الدماغ حيث ينتج عنه آثار مسكرة إلى تركيبته الكيميائية وقابليته للذوبان في الماء.

 

تعتبر الكحوليات من أهم الجزيئات في الكيمياء العضوية حيث يمكن تحضيرها من عدة أنواع مختلفة من المركبات ويمكن تحويلها إلى أنواع مختلفة من المركبات. الكحولات عبارة عن جزيئات تحتوي على مجموعة الهيدروكسي الوظيفية (-OH) المرتبطة بذرة الكربون في ألكيل أو ألكيل مستبدل وتساهم مجموعة هيدروكسي الوظيفية بقوة في الخصائص الفيزيائية للكحول.

 

ما هو التركيب الكيميائي للكحول؟

 

الكحولات: عبارة عن جزيئات عضوية مجمعة من ذرات الكربون (C) والأكسجين (O) والهيدروجين (H). عند وجود 2 كربون يسمى الكحول بالإيثانول (المعروف أيضًا باسم الكحول الإيثيلي). الإيثانول هو شكل من أشكال الكحول الموجود في المشروبات بما في ذلك البيرة والنبيذ والخمور.

 

يمكن تمثيل التركيب الكيميائي للإيثانول إمّا على شكل صيغة جزيئية أو صيغة هيكلية. الصيغة الجزيئية للإيثانول هي (C2H6O) ممّا يشير إلى أنّ الإيثانول يحتوي على اثنين من الكربون والأكسجين ومع ذلك فإنّ الصيغة الهيكلية للإيثانول (C2H5OH) توفر مزيدًا من التفاصيل وتشير إلى وجود مجموعة هيدروكسيل (-OH) في نهاية سلسلة 2-كربون وتعتبر مجموعة (-OH) مميزة لجميع أنواع الكحوليات.

 

يمكن تصوير الكحول على أنّه يحتوي على ذرة أكسجين رباعي السطوح (sp3) مع أزواج غير مترابطة من الإلكترونات تشغل اثنين من المدارات الأربعة المهجنة sp3. تكون مجموعات الألكيل بشكل عام أضخم من ذرات الهيدروجين ومع ذلك فإنّ زاوية الرابطة (R – O – H) في الكحول أكبر بشكل عام من (104.5 ° H – O – H) زاوية الرابطة في الماء على سبيل المثال تُظهر زاوية الرابطة (108.9) درجة في الميثانول تأثير مجموعة الميثيل والتي تكون أكبر من ذرة الهيدروجين في الماء.

 

تصنيف الكحولات:

 

يمكن تصنيف الكحولات على أنّها أولية أو ثانوية أو ثالثية والتي وفقًا لها يتم ربط كربون مجموعة الألكيل بمجموعة الهيدروكسيل. معظم الكحوليات عبارة عن سوائل أو مواد صلبة عديمة اللون في درجة حرارة الغرفة الكحولات ذات الوزن الجزيئي المنخفض عالية الذوبان في الماء ومع زيادة الوزن الجزيئي تصبح أقل قابلية للذوبان في الماء وتزداد نقاط غليانها وضغط البخار والكثافة واللزوجة.

 

تعتمد إحدى طرق تصنيف الكحول على ارتباط ذرة الكربون بمجموعة الهيدروكسيل. إذا كان هذا الكربون أساسيًا (1 درجة مرتبطًا بذرة كربون واحدة فقط) فإنّ المركب هو كحول أساسي يحتوي الكحول الثانوي على مجموعة الهيدروكسيل على ذرة كربون ثانوية (2 درجة) والتي ترتبط بذرتي كربون أخريين، وبالمثل يحتوي الكحول العالي على مجموعة الهيدروكسيل على ذرة كربون ثالثية (3 درجات) والتي ترتبط بثلاثة كربون أخرى.

 

يشار إلى الكحوليات باسم أليك أو بنزيل إذا كانت مجموعة الهيدروكسيل مرتبطة بذرة كربون حليف (بجوار رابطة مزدوجة C = C) أو ذرة كربون بنزيليك (بجوار حلقة بنزين) على التوالي.

 

هل الإيثانول قابل للذوبان في الماء؟

 

الإيثانول جزيء مثير للاهتمام إنّه قطبي أو محب للماء بسبب وجود مجموعة الهيدروكسيل الطرفية لذلك يذوب في الماء ومع ذلك نظرًا لسلسلة الكربون (2) فإنّ لها طابعًا غير قطبي قليلاً. لا يوجد فصل للشحنات الكهربائية بين ذرات الكربون وبالتالي تقليل التفاعلات بين الجزيئات في المحاليل المائية وبشكل عام سلاسل الكربون (المشبعة بالهيدروجين) تعطي جزيء صفة كارهة للماء (يخشى الماء) ممّا يجعله أقل قابلية للذوبان في الماء ومع ذلك في حالة الإيثانول تكون سلسلة الكربون قصيرة بما يكفي بحيث تهيمن المجموعة القطبية (OH) ممّا يعطي الإيثانول طابعه القطبي.

 

في الكحوليات ذات السلاسل الكربونية الطويلة نسبيًا (4 أو أكثر) فإنّ التأثيرات القطبية لمجموعة (OH) ليست كافية للتغلب على الطبيعة الكارهة للماء لسلسلة الكربون ممّا ينتج عنه كحول أقل قابلية للذوبان في الماء بشكل تدريجي.