Alcooli și acizi carboxilici; esterificarea

Alcooli: reacțiile de bază

Na2R–OH + 2Na → 2R–ONa + H₂
H₂SO₄ la 170 °Cdeshidratare → alchenă (Zaitsev)
H₂SO₄ la 140 °Cdeshidratare → eter
K₂Cr₂O₇/H⁺portocaliu → verde: alcool primar → aldehidă → acid, secundar → cetonă

Aciditate

OrdineaR–COOH > H₂CO₃ > fenol > H₂O > R–OH
NaHCO₃doar acizii carboxilici degajă CO₂
Grupe atrăgătoarecresc aciditatea, cu atât mai mult cu cât sunt mai aproape: Cl₃C– > Cl₂CH– > ClCH₂– > CH₃–

Echilibrul de esterificare

R - COOH + R X^{'} - OH R - COO - R X^{'} + H X_{2} O

K_{c} = \frac{[ ester ] [ H X _{2} O ]}{[ acid ] [ alcool ]}

Δn = 0: lucrezi direct cu moli

Deplasarea echilibrului

Cresc randamentul:

exces de alcool
îndepărtarea apei (H₂SO₄ conc., aparat Dean–Stark)
distilarea esterului

Bilanțuri cu Na, NaOH, NaHCO3

Naorice O–H (alcool, apă, acid): 1/2 H₂ pe grupă
NaOHacizii (și fenolii)
NaHCO₃numai acizii carboxilici, câte un CO₂ pe –COOH

1.Un amestec de 1 mol acid acetic, 1 mol etanol și 1 mol apă se aduce la echilibru ( $K_{c} = 4$ ). Ce procent din acid se esterifică?
%
Apa inițială apare în numărător: [H₂O] = 1 + x.
1. $\frac{x ( 1 + x )}{( 1 - x ) ^{2}} = 4 \Rightarrow 3 x^{2} - 9 x + 4 = 0$
2. $x = \frac{9 - 33}{6} = 0, 543$ → 54,3% (față de 66,7% fără apă)
2.0,6 mol acid propanoic și 0,6 mol metanol ajung la echilibru. Amestecul tratat cu exces de NaHCO₃ degajă 4,48 L CO₂ (c.n., Vm = 22,4 L/mol). Calculează $K_{c}$ .
CO₂ îți spune câți moli de acid au rămas neesterificați.
1. n(acid rămas) = n(CO₂) = 0,2 mol → x = 0,4 mol ester și 0,4 mol apă
2. $K_{c} = \frac{0 , 4 \cdot 0 , 4}{0 , 2 \cdot 0 , 2} = 4$
3.O probă dintr-un amestec de etanol și acid acetic degajă cu Na în exces 2,24 L H₂. O probă identică degajă cu NaHCO₃ în exces 2,24 L CO₂ (volume în c.n., Vm = 22,4 L/mol). Ce procent de masă de etanol conține amestecul?
%
Cu Na reacționează ambele; cu NaHCO₃ doar acidul.
1. Na: n(O–H total) = 2·0,1 = 0,2 mol; NaHCO₃: n(acid) = 0,1 mol → n(etanol) = 0,1 mol
2. m = 0,1·46,07 + 0,1·60,05 = 10,61 g
3. %etanol = 4,607/10,61 = 43,4%
4.Care este ordinea descrescătoare a acidității?
ClCH₂COOH > CH₃COOH > C₆H₅OH > CH₃CH₂OHCH₃COOH > ClCH₂COOH > C₆H₅OH > CH₃CH₂OHClCH₂COOH > C₆H₅OH > CH₃COOH > CH₃CH₂OHClCH₂COOH > CH₃COOH > CH₃CH₂OH > C₆H₅OH
Clorul atrage electroni și stabilizează anionul; fenolul e mult mai slab decât un acid carboxilic.
1. pKa aproximativ: ClCH₂COOH 2,9; CH₃COOH 4,8; fenol 10; etanol 16.
2. Ordinea corectă este a.
5.Care alcool C₄H₁₀O nu schimbă culoarea soluției acide de K₂Cr₂O₇?
1-butanol2-butanol2-metil-1-propanol2-metil-2-propanol
Oxidarea cere un H pe C-ul care poartă OH.
1. (CH₃)₃C–OH nu are H pe C-ul carbinolic, deci nu se oxidează.
2. Soluția rămâne portocalie; ceilalți alcooli o fac verde (Cr³⁺).
6.Câte alchene (izomeri de constituție și geometrici) pot rezulta la deshidratarea intramoleculară a 3-hexanolului?
H-ul se poate elimina de la C₂ sau de la C₄.
1. Eliminare spre C₂: 2-hexenă, cu E și Z.
2. Eliminare spre C₄: 3-hexenă, cu E și Z.
3. Total: 4