Alkohole – Reaktionen (Expertenwissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt: Alkohole-Reaktionen, für den Leistungskurs.

1. Verbrennung In Worten: Alkohole verbrennen zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. In der Formelgleichung nehme ich einen Alkohol, der aus drei Kohlenstoffatomen besteht. Dieser Alkohol reagiert mit O2 zu CO2 + H2O. Wir müssen nun noch die richtigen Koeffizienten wählen, und die Formelgleichung steht. Wie heißt der gewählte Alkohol? Häufig wird er als n-Propanol bezeichnet. Der systematische Name lautet: Propan-1-ol

2. Oxidation zu Aldehyden Wir merken uns in Worten: Alkohole werden mit Luftsauerstoff zu Aldehyden oxidiert. Für die Formelgleichung nehmen wir Ethanol. Es bildet sich ein Aldehyd und Wasser. Formal kann man die beiden Wasserstoffatome aus dem Ethanol abziehen, wie lila gekennzeichnet wurde. Dann wird auch klar, wie auszugleichen ist. Man schreibt 2en vor alle Formeln, bis auf O2, dem gebildeten Aldehyd CH3CHO, finden wir die funktionelle Gruppe CHO. Ich möchte sie unten links etwas ausführlicher darstellen. Das ist die Aldehydgruppe, dem gebildeten Aldehyd versehe ich mit einem Sternchen. Welche Namen hat er? Der systematische Name ist Ethanal, aber umgangssprachlich unter Chemikern heißt er nur Acetaldehyd.

3. Reaktion zu Carbonsäuren In Worten: Alkohole werden mit Oxidationsmittel zu Carbonsäuren oxidiert. Für die Formelgleichung habe ich ein  Alkohol ausgewählt, der aus 8 Kohlenstoffatomen besteht, Octanol. Von dem oxidierenden Sauerstoffmolekül O2, geht 1 Sauerstoffatom O an das gekennzeichnete Kohlenstoffatom. Es bildet dort mit dem Kohlenstoffatom eine Doppelbindung aus. Das verbleibende Sauerstoffatom, hellblau gekennzeichnet, O, verbindet sich mit dem, in einem Kästchen eingerahmten Wasserstoffatomen H2 zum Wassermolekül H2O. Die entstandene Carbonsäure heißt mit systematischem Namen Octansäure. Der Trivialname heißt Caprylsäure.

4. Reaktionen mit Natrium In Worten: Alkohole reagieren mit Natrium zu Alkoholaten und Wasserstoff. Für die Formelgleichung habe ich den einfachsten Alkohol Methanol ausgewählt. CH3OH plus Na reagieren zu CH3ONa + H2. Nun muss noch ausgeglichen werden. Ich schreibe vor alle beteiligten Teilchen, außer H2, eine 2 und wir sind fertig. Der Alkohol heißt Methanol. Das Reaktionsprodukt Natriummetylat. Das Methanol verhält sich in der Reaktion wie eine Säure. Das Reaktionsprodukt verhält sich wie ein Salz.

5. Abspaltung von Wasser In Worten: Alkohole spalten unter der Einwirkung von Säuren Wasser ab. Für die Formelgleichung habe ich einen etwas komplizierteren, verzweigten Alkohol gewählt. Unter der Einwirkung einer starken Säure, Schwefelsäure, ist er in der Lage Wasser abzuspalten. Das geschieht unter Abspaltung der Gruppe OH, hellblau umrandet, und eines der Wasserstoffatome am benachbarten Kohlenstoffatom, ebenfalls hellblau umrandet. Es bildet sich eine 2. Bindung heraus. Wir erhalten eine Doppelbindung und damit ein Alken. Ein 2. Produkt entsteht, das versprochene Wasser H2O. Den eingesetzten Alkohol nennt man in Chemikerkreisen tert-Butanol, das Reaktionsprodukt Isobotylen. Wir haben somit aus einem Alkohol, ol, ein tylen, en, hergestellt.  

6. Reaktion mit Carbonsäuren (Veresterung) In Worten: Alkohole reagieren mit Carbonsäuren, in Gegenwart von Mineralsäuren, zu Estern. Beispiel für die Formelgleichung habe ich Ethanol und Ethansäure gewählt. Es entsteht ein Ester. Dafür ist notwendig das sich von dem Ethansäuremolekül, die Hydroxylgruppe OH ablöst und vom Ethanol 1 Wasserstoffatom, H. Diese vereinigen sich zum Wassermolekül H2O. Der Ester ist zusammengesetzt aus dem Fragment CH3CO, dass aus der Säure gebildet wird und dem Fragment CH3CH2O, welches aus dem Alkohol kommt. Der Ester in unserem Fall heißt Essigsäureethylester.

7. Reaktion zu Ethern In Worten: Alkohole reagieren in Anwesenheit von Mineralsäuren zu Ethern und Wasser. Für die Formelgleichung habe ich zwei Moleküle Ethanol ausgewählt, die sich mit ihren Hydroxylgruppen anschauen. Für die Reaktion spalte sich vom linken Molekül die gesamte Hydroxylgruppe ab und vom rechten Molekül 1 Wasserstoffatom. Die Reaktion läuft ab in Anwesenheit von konzentrierter Schwefelsäure. Es entsteht ein größeres Molekül, der Ether und Wasser wird frei. Die entstandene chemische Verbindung nennt man Diethylether oder vereinfacht Ether

8. Reaktion zu Halogenalkanen In Worten: Alkohole reagieren mit Phosphor(III)-halogenid zu Halogenalkanen und phosphoriger Säure. Für die Formelgleichung habe ich einen Alkanol mit 7 Kohlenstoffatomen ausgewählt. Dieser reagiert mit Phosphor(III)-chlorid PCl3, dabei wird die Hydroxylgruppe OH gegen Chlor Cl ausgetauscht. Es entsteht phosphorige Säure. P(OH) 3mal. Wir gleichen aus, schreiben 3en vor den Alkohol und das Chloralkan und sind fertig. Bei dem Reaktionsprodukt handelt es sich um 1-Chlor-Heptan. Man kann auch auf den einen Bindestrich verzichten. Schaut die Zeile darunter und auch das Nebenprodukt wollen wir noch schriftlich festhalten, phosphorige Säure.

Danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.