Химическата формула на глицерина. Структурна и молекулна формула

Най-простият многовалентен алкохол,

Класификация и номенклатура на глицерола

В органичната химия алкохолите са вещества, получени от въглеводороди. Някои от водородните атоми в молекулите се заместват с една или повече хидроксилни групи. Алкохолите се различават в броя на ОН-групите (единични, двойни, полиатомични). Най-ниските представители на класа с броя на въглеродните атоми от 1 до 12 са течни вещества, по-високите от тях са твърди вещества. Алкантроли или глицероли са триатомични алкохоли, които съдържат три хидроксилни групи, свързани към три различни въглеродни атома. Съединенията, принадлежащи към тази група, проявяват амфотерни свойства поради взаимното влияние на хидроксилната група и радикала.

Най-простият представител на алкантриоли е пропанетриол-1,2,3 (синоним на глицерин). Формула на веществото - C₃Н₈О₃. Систематичната номенклатура предполага споменаването на името на съответния алкан с думата "triol", използването на Арабски цифри, които определят позицията на групата OH. Номерирането в молекули на хомолози на глицерин е от най-близкия до края на веригата на хидроксил. възможен видове изомеризъм: структурата на въглеродната верига, позицията на хидроксилните групи, оптичните.

Откриването на глицерол

Шведският фармацевт К. Шеле през 1779 г., когато осапунващите мазнини за първи път получават ново сироподобно вещество. След 33 години французинът М. Chevrel нарича сладкия течен глицерин.

Химическият състав е създаден от Peluz през 1836 година. Значителен принос за изследването на структурата са направени от Бертхьол (1854) и Wurz (1857), които продължават да изследват глицерина. Молекулната формула и естеството на радикала ни позволиха да класифицираме глицерина като ограничаващ алкохол.

Необходимостта от глицерол се увеличава значително след 1847 г., когато беше открит естерът на азотната киселина. Шведският инженер А. Нобел през 1875 г. успя да получи с помощта на глицеринов експлозив - динамит.

Съставът, структурата и най-простата формула на глицерина

Най-простият запис на състава на материята съвпада с истинската емпирична и груба формула на глицерин-С₃Н₈О₃. Въглеродната верига има 3 атома, всеки от които е свързан с хидроксилната група. Химическите символи означават съставните атоми на веществото: С - въглерод, О - кислород, Н - водород. Съставът на глицерина отразява различни формули (молекулярни, структурни). Шароенергетичните и полусферичните модели се използват широко в изследването на материята. Двуизмерните и триизмерните структури, създадени чрез компютърна симулация, са пространствени изображения на молекула глицерин. Те ни позволяват да визуализираме състава, взаимното разположение и разстоянието, ъгъла на връзката между атомите.

Молекулни и моларни маси на глицерин

По формулата може да се намери молекулярна и моларна маса, процент на елементите в веществото. За изчисления е необходимо да се използват атомните маси на елементите, посочени в периодичната таблица. Емпирична формула на глицерин: C₃Н₅(ОН)₃. Чрез умножаване на атомната маса (в ae m) на всеки елемент с броя на атомите с последващо добавяне на получените стойности, ние откриваме молекулните (Mr) и моларните (M) маси. За този тип изчисление е по-удобно да се използва брутната формула на глицерин-С₃Н₈О₃.

• Ar (H) = 1.00794 - броят на атомите в молекулата е 8.
• Ar (С) = 12,0107 атома - 3.
• Ar (О) = 159994 атома - 3.
• (От₃Н₈ох₃) = 12.0107 * 3 + 1.00794 * 8 + 15.9994 * 3 = 92.09382 а. например m.
• М (С₃Н₈ох₃) = 92.09382 g / mol /
• Процентът на елементите в молекулата на веществото: H - 8,756%, C - 39,125%, O - 52,119%.

Рационална и структурна формула на глицерина

Съставът на веществото и неговите молекули отразяват рационална и груба формула, но те не дават представа за подреждането на атомите, които глицеринът е различен. Формула структурен и компютърни модел са по-подходящи за изучаване на структурата на молекулата, връзките между атомите.

• Рационална формула на глицерин - С₃Н₅(ОН)₃ . От състава на молекулата, OH функционалните групи се разделят и се затварят в скоби. Непосредствено зад затварящата скоба е броят на хидроксилните групи в молекулата.
• Полу-разширена форма на рационалната формула е HOCH₂СН (ОН) СН₂ОН (глицерин).
• Структурната формула в графична форма показва разположението на молекулата. Пръстите между атомите символизират химическите връзки.
• Структурата на Луис съдържа точки, които обозначават валентните електрони и двойки, участващи в общуването.

Някои видове изображения на молекулата заемат много пространство, поради което съкратените формули често се използват, например,₂-СНОН-СН₂OH, както и скелетни структури:

Състоянието на атомите в молекулата на глицерина

Хидроксилът е полярна частица, освен това кислородът има неразделена двойка електрони. Наличието на три хидроксилни групи води до по-нататъшна поляризация на О-Н връзката. На въглеродните атоми се появява частичен заряд на "+", улесняващ нуклеофилното заместване на хидроксил. Характеристиките на състава и структурата, които отразяват структурната формула на глицерина, се потвърждават в свойствата на веществото. Това съединение се характеризира с множество водородни мостове - слаби допълнителни връзки. Глицеринът има по-изразени киселинни свойства в сравнение с етанола и пропанола. Сред най-важните производни е глицерол триолеат. формула:

• най-простият е C₅₇Н₁₀₄ох₆;
• наполовина разгънати рационални - (С.₁₇Н₃₃COO)₃C₃Н₅;
• рационални с елементи на структурни и скелетни -

Външен вид на глицерол

При стайна температура пропантриол-1,2,3 е безцветна или бледожълта течност, без мирис, сладка на вкус. Глицеринът, закален при ниски температури, се топи при температура 17,8 ° С След това кипенето на веществото, последвано от изпаряване, започва при 290 ° С. Глицеринът е малко по-тежък от водата, като се изчислява плътността му при 20 ° C, дава стойност от 1.2604 g / cm3.

Свойства на пропантриол-1,2,3

Химическата формула на глицерина не дава представа за амфотерния характер на съединението. Слабата киселина и основните свойства на веществата са свързани с особеностите на влиянието на атомите в молекулата, поляризацията в групата О-Н. В присъствието на алкали взаимодейства глицеринът меден хидроксид (II), се получава синьо-оцветен комплекс (един от качествени реакции). С киселини реакцията на глицерола се допълва от образуването на естери. Взаимодействие на триатомен алкохол с азотна киселина в присъствието на Н₂SO₄ (концентрация) води до образуването на нитроглицерин.

В дома, мазнините и маслата се екстрахират с глицерин, етилов алкохол и други съставки. Процесът на подготовка изисква внимателно нагряване на масата във водна баня, творческо отношение към избора на компоненти и форми за готовия сапунен продукт.

Глицеринът и неговите производни се използват в емайлите, боите, много лекарства, тоалетни принадлежности. Сладко вещество се среща в различни храни, включително хлебни изделия. Международно наименование на подсладители и сладкарски аромати - E422. Заедно с други алкохоли, както и естери на мастни киселини, глицеролът се счита за потенциална замяна на гориво, получено от нефт. Икономическите методи за използване на нови сортове биодизел за гориво на автомобили ще революционизират световната транспортна икономика. Екологичната ситуация ще се подобри значително, зависимостта на световната икономика от производството на нефт и газ ще намалее.