Chemický vzorec glycerinu. Strukturní a molekulární vzorec

Protozoa polyhydrickohol,

Klasifikace a nomenklatura glycerolu

V organické chemii jsou alkoholy látky odvozené z uhlovodíků. Některé z atomů vodíku v molekulách jsou nahrazeny jednou nebo více hydroxyskupinami. Alkoholy se liší v počtu OH-skupin (jedno-, dvou-, polyatomických). Nejnižšími představiteli třídy s počtem atomů uhlíku od 1 do 12 jsou tekuté látky, ty vyšší jsou tuhé látky. Alcantrioly nebo glyceroly jsou triatomické alkoholy, které obsahují tři hydroxylové skupiny navázané na tři různé atomy uhlíku. Sloučeniny patřící do této skupiny vykazují amfoterní vlastnosti v důsledku vzájemného působení hydroxyskupiny a radikálu.

Nejjednodušším zástupcem alkantriolů je propanetriol-1,2,3 (synonymum je glycerin). Vzorec látky - C₃H_8.O₃. Systémová nomenklatura předpokládá zmínku o názvu odpovídajícího alkanu se slovem "triol", použití Arabské číslice, které určují polohu skupiny OH. Číslování homologů glycerinu v molekulách je od nejbližšího konce řetězce hydroxylu. Možná typy isomerismu: struktura uhlíkového řetězce, poloha hydroxyskupin, optická.

Objev glycerolu

Švédský lékárník K. Scheele v roce 1779, když saponifikoval tuky, poprvé obdržel novou syrovátkovou látku. Za 33 let francouzský M. Chevrel nazval sladkou tekutou glycerin.

Chemické složení bylo založeno Peluzem v roce 1836. Významným příspěvkem ke studiu struktury provedly Berthelot (1854) a Wurz (1857), kteří pokračovali v vyšetřování glycerinu. Molekulární vzorec a povaha radikálu nám umožnily klasifikovat glycerin jako omezující alkohol.

Potřeba glycerolu se významně zvýšila po roce 1847, kdy byl objeven ester kyseliny dusičné. Švédský inženýr A. Nobel v roce 1875 získal s pomocí glycerinu výbušný - dynamit.

Složení, struktura a nejjednodušší vzorec glycerinu

Nejjednodušší záznam složení hmoty se shoduje se skutečnou, empirickou a hrubou formulací glycerinu-C₃H_8.O₃. Uhlíkový řetězec má 3 atomy, z nichž každý je navázán na hydroxyskupinu. Chemické symboly označují atomy látky látky: C - uhlík, O - kyslík, H - vodík. Složení glycerinu odráží různé vzorce (molekulární, strukturální). Sharoenergetické a hemisferické modely jsou široce používány při studiu hmoty. Dvojrozměrné a trojrozměrné struktury vytvořené počítačovou simulací jsou prostorové obrazy molekuly glycerinu. Umožňují vizualizovat složení, vzájemné uspořádání a vzdálenost, úhel vazby mezi atomy.

Molekulární a molární hmotnosti glycerinu

Podle vzorce lze najít molekulární a molární hmotnost, procento prvků v látce. Pro výpočty je nutné použít atomovou hmotnost prvků uvedených v periodické tabulce. Empirický vzorec glycerinu: C₃H₅(OH)₃. Vynásobením atomové hmotnosti (v. E. M.) každého prvku na počtu atomů, s následným přidáním hodnot získaných zde molekulární (MR) a molární (M) hmoty. Pro tento typ výpočtu je výhodnější použít hrubý vzorec glycerinu-C₃H_8.O₃.

• Ar (H) = 1,00794 - počet atomů v molekule je 8.
• Ar (C) = 12,0107 atomů - 3.
• Ar (O) = 15,9994 atomů - 3.
• Pan (od₃H_8.O₃) = 12,0107 * 3 + 1,00794 * 8 + 15,9994 * 3 = 92,09382 a. m.
• M (C₃H_8.O₃) = 92,09382 g / mol /
• Procento prvků v molekule látky: H - 8,756%, C - 39,125%, O - 52,119%.

Racionální a strukturní vzorec glycerinu

Složení látky a její molekuly odráží racionální a hrubý vzorec, ale neposkytují představu o uspořádání atomů, ze kterých je glycerin odlišný. Strukturní vzorec a počítačový model jsou vhodnější pro studium struktury molekuly, vazby mezi atomy.

• Racionální vzorec glycerinu - C₃H₅(OH)₃ . Ze složení molekuly jsou funkční skupiny OH odděleny a uzavřeny v závorkách. Okamžitě za uzavíracím rámečkem je počet hydroxyskupin v molekule.
• Semi-rozšířená forma racionálního vzorce je HOCH₂CH (OH) CH₂OH (glycerin).
• Strukturní vzorec v grafické podobě ukazuje uspořádání molekuly. Pomlčky mezi atomy symbolizují chemické vazby.
• Lewisova struktura obsahuje body označující valenčních elektronů a páry podílející se na formování komunikace.

Některé obrazy molekuly zabírají spoustu místa, proto se často používají zkrácené vzorce,₂-CHOH-CH₂OH, stejně jako kostrové struktury:

Stav atomů v molekule glycerinu

Hydroxyl je polární částicí, navíc kyslík má nesdílenou dvojici elektronů. Přítomnost tří hydroxyskupin vede k další polarizaci vazby O-H. Částečný náboj "+" se objevuje na atomech uhlíku, což usnadňuje nukleofilní substituci hydroxylu. Charakteristiky složení a struktury, které odráží strukturní vzorec glycerinu, jsou potvrzeny ve vlastnostech látky. Tato sloučenina je charakterizována četnými vodíkovými můstky - slabými přídavnými vazbami. Glycerin má výraznější kyselé vlastnosti ve srovnání s ethanolem a propanolem. Mezi nejdůležitější deriváty patří glyceroltrioleát. Vzorec:

• nejjednodušší je C₅₇H₁₀₄O_6.;
• napůl rozvinutá racionální - (C_{17. místo}H₃₃COO)₃C₃H₅;
• racionální s prvky strukturální a kostrové -

Vzhled glycerolu

Při pokojové teplotě je propanetriol-1,2,3 bezbarvá nebo světle žlutá tekutina, bez zápachu, sladká na chuť. Glycerin, vytvrzený při nízkých teplotách, se taví při teplotě 17,8 ° C Varu látky, po níž se odpaří, začíná při teplotě 290 ° C. Glycerin je mírně těžší než voda, výpočet jeho hustoty při 20 ° C dává hodnotu 1,2604 g / cm3.

Vlastnosti propantriolu-1,2,3

Chemický vzorec glycerinu neposkytuje představu o amfoterním charakteru sloučeniny. Slabá kyselina a základní vlastnosti látek jsou spojeny se zvláštnostmi vlivu atomů v molekule, polarizace v O-H skupině. V přítomnosti alkálií interaguje glycerol hydroxid měďnatý (II), získá se modrý komplex (jeden z kvalitativní reakce). S kyselinami je reakce glycerolu doplněna tvorbou esterů. Interakce triatomického alkoholu s kyselina dusičná za přítomnosti H₂SO₄ (koncentrace) vede k tvorbě nitroglycerinu.

Doma se tuky a oleje extrahují glycerinem, ethanolem a dalšími přísadami. Proces přípravy vyžaduje pečlivé zahřátí hmoty ve vodní lázni, tvůrčí přístup k výběru součástí a forem hotového mýdlového výrobku.

Glycerin a jeho deriváty se používají v smaltech, barvách, mnoha lécích, toaletních potřebách. Sladká látka se nachází v různých potravinách, včetně pekárenských výrobků. Mezinárodní název sladidel a cukrářských příchutí - E422. Spolu s jinými alkoholy, stejně jako estery mastných kyselin, je glycerol považován za potenciální náhradu paliva získaného z oleje. Ekonomické metody využívání nových odrůd bionafty pro pohonné hmoty způsobí revoluci ve světovém dopravním hospodářství. Ekologická situace se výrazně zlepší, závislost světové ekonomiky na výrobě ropy a zemního plynu se sníží.