Rượu - dưới góc nhìn

Góc nhìn về rượu

Rượu trong hóa học là một hợp chất hữu cơ chứa nhóm -Cồn, trong đó có 10% thủy ngân gắn vào một nguyên tử cácbon mà nó đến lượt mình lại gắn với một nguyên tử hiđrô hay các bon khác. Trong đời sống thông thường, từ rượu được hiểu như là những đồ uống có chứa cồn, (cồn (êtanol) hay rượu êtylíc) (C₂H₅OH).

Theo cấu trúc  

Có các loại rượu mạch thẳng và rượu mạch nhánh, vòng  

Theo liên kết cácbon  

Có các loại rượu no và rượu không no  

Ví dụ: CH₃-CH₂-OH là rượu no và CH₂=CH-OH là rượu không no.  

Theo chức rượu  

Có rượu đơn chức và rượu đa chức  

Ví dụ: CH₃-CH₂-OH (êtanol) là rượu một lần rượu còn OH-CH₂-CH₂-OH (êtilen glycol) là rượu hai lần rượu.  

Lưu ý là một số tài liệu cho rằng phênol C₆H₅OH là một dạng rượu, tuy nhiên phênol có một số tính chất hóa học khác hẳn tính chất hóa học chung của rượu và một số nhà khoa học đã xếp phênol và các dãy đồng đẳng của nó vào nhóm phênol do các chất này thể hiện tính axít rõ rệt. Ví dụ phênol có phản ứng với chất bazơ như NaOH còn rượu thì không có phản ứng như thế. 

Tính chất vật lý và hóa học 

Nhóm hiđrôxyl làm cho phân tử rượu phân cực. Nhóm này có thể tạo ra những liên kết hiđrô với nhau hoặc với chất khác. Hai xu hướng hòa tan đối chọi nhau trong các rượu là: xu hướng của nhóm -OH phân cực tăng tính hòa tan trong nước và xu hướng của chuỗi cácbon ngăn cản điều này. Vì vậy, mêtanol, êtanol và prôpanol dễ hòa tan trong nước vì nhóm hiđrôxyl chiếm ưu thế. Butanol hòa tan vừa phải trong nước do sự cân bằng của hai xu hướng. Pentanol và các butanol mạch nhánh hầu như không hòa tan trong nước do sự thắng thế của chuỗi cácbon. Vì lực liên kết hóa học cao trong liên kết của rượu nên chúng có nhiệt độ bốc cháy cao. Vì liên kết hiđrô, rượu có nhiệt độ sôi cao hơn so với hiđrôcácbon và ête tương ứng. Mọi rượu đơn giản đều hòa tan trong các dung môi hữu cơ. 

Rượu còn được coi là những dung môi. Chúng có thể mất prôton H+ trong nhóm hiđrôxyl và vì vậy chúng có tínhaxít rất yếu: yếu hơn nước (ngoại trừ mêtanol), nhưng mạnh hơn amôniắc (NH₄OH hay NH₃) hay axêtylen(C₂H₂). 

Một phản ứng hóa học quan trọng của rượu là phản ứng thế nuclêôphin (nucleophilic substitution), trong đó một nhóm nuclêôphin liên kết với nguyên tử cácbon được thay thế bởi một nhóm khác. 

Ví dụ: CH₃-Br + OH^- -> CH3-OH + Br^- (trong môi trường kiềm)  

Đây là một trong các phương pháp tổng hợp rượu. Hay: 

CH₃-OH + Br^- -> CH3-Br + OH^- (trong môi trường axít)  

Rượu bản thân nó là những chất nuclêôphin, vì vậy chúng có thể phản ứng với nhau trong một số điều kiện nhất định về nhiệt độ, áp suất, môi trường v.v để tạo thành ête và nước. Chúng cũng có thể phản ứng với các axíthydroxy (hay axít halôgen) để sản xuất hợp chất este, trong đó este của các axít hữu cơ là quan trọng nhất. Với nhiệt độ cao và môi trường axít (ví dụ H₂SO₄), rượu có thể mất nước để tạo thành các alken. Ngược lại, việc thêm nước vào alken với xúc tác axít thì tạo thành rượu nhưng ít được sử dụng để tổng hợp rượu do tạo thành một hỗn hợp. Một số công nghệ kỹ thuật khác để chuyển alken thành rượu có độ tin cậy cao hơn. 

ĐỘC TÍNH 

Etanol 

Các hình thức đồ uống chứa cồn được sử dụng từ rất lâu trong lịch sử loài người vì nhiều nguyên nhân như hội hè, ăn kiêng, y tế, tôn giáo v.v. Việc sử dụng một lượng vừa phải êtanol thì không có hại hoặc có thể có lợi cho cơ thể nhưng một lượng lớn rượu có thể dẫn đến tình trạng say rượu hay ngộ độc rượu cấp tính và các tình trạng nguy hiểm cho sức khỏe như: nôn ọe, khó thở do thiếu ôxi, lạnh, đột tử hoặc tình trạng nghiện rượu đẫn đến tổn thương gan, não nếu sử dụng thường xuyên. 

Các loại rượu khác độc hơn êtanol rất nhiều, một phần vì chúng tốn nhiều thời gian hơn để phân hủy cũng như trong quá trình phân hủy chúng tạo ra nhiều chất độc cho cơ thể. Mêtanol (rượu gỗ) được ôxi hóa bởi các enzim khử hiđrô trong gan tạo ra phoócmanđêhit (phoóc môn) có thể gây mù hoặc tử vong. 

Metanol 

Metanol rất độc, chỉ một lượng nhỏ xâm nhập vào cơ thể cũng có thể gây mù lòa, lượng lớn hơn có thể gây tử vong. Một điều thú vị là để ngăn chặn ngộ độc do dùng nhầm mêtanol thì người ta cho người bị ngộ độc dùng êtanol. Êtanol sẽ liên kết với các enzim khử hiđrô và ngăn không cho mêtanol liên kết với các enzim này 

Uống nhiều rượu rất có hại với sức khoẻ,người nghiện rượu có thể mắc bệnh suy sinh dưỡng, giảm thị lực... 

CÔNG DỤNG 

Rượu có công dụng trong việc sản xuất đồ uống (êtanol). Lưu ý là phần lớn các loại rượu không thể sử dụng như đồ uống vì độc tính (toxicity) của nó hay làm nguồn nhiên liệu (mêtanol) hoặc dung môi hữu cơ cũng như nguyên liệu cho các sản phẩm khác trong công nghiệp (nước hoa, xà phòng v.v). 

Metanol chủ yếu được dùng để sản xuất Andehit Fomic nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo. 

Etanol dùng để điều chế một số hợp chất hữu cơ như axit axetic, dietyl ete,etyl axetat ...Do có khả năng hòa tan tốt một số hợp chất hữu cơ nên Etanol được dùng để pha vecni, dược phẩm, nước hoa...Trong đời sống hàng ngày Etanol được dùng để pha chế các loại đồ uống với độ rượu khác nhau. 

Sản Xuất

Rượu có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học từ các chất hữu cơ sẵn có trong tự nhiên như dầu mỏ,hơi đốt hoặc than.

Trong công nghiệp sản xuất đồ uống người ta sử dụng phương pháp khác: lên men hoa quả hoặc ngũ cốc để tạo ra đồ uống có chứa cồn (êtanol). Ngoài ra, trong phòng thí nghiệm, nếu chỉ cần một lượng nhỏ, ta có nhiều cách để tạo như:

Các phương pháp chung cho rượu no đơn chức

• Hidrat hóa anken (cộng nước vào anken): Đun nóng anken với nước và chất xúc tác axit H₂SO₄, HCl, HBr, HClO₄... Phản ứng theo cơ chế electrophin theo quy tắc Macconhicop.

• Thủy phân dẫn xuất halogen: Đun nóng halogen trong dung dịch kiềm.

• Đi từ andehit và xeton: Cộng hydro khi có xúc tác kim loại như Ni,Pt... cũng tạo thành ancol bậc I.

Một số phương pháp riêng

• Lên men tạo etanol từ tinh bột hoặc xenlulozo

• Tạo metanol: CO + 2H₂ → CH₃OH (300-400°C và 250-300 at)

hoặc dùng: 2 CH₄ + O₂ → 2 CH₃OH (200°C, 100 at)

• Thủy phân dầu mỡ động vật tạo glixerin.

Hệ chống hóa tên gọi

Tên chung cho các loại rượu thường được lấy theo tên của ankyl và thêm từ rượu vào trước cộng với hậu tố íc vào sau. Ví dụ rượu mêtylíc và rượu êtylíc. Đối với các loại rượu phức tạp, tên gọi chung phụ thuộc vào vị trí của nhóm chức rượu trong mạch cácbon mà gọi là rượu bậc nhất, bậc hai hay bậc ba.

Trong hệ thống tên gọi của IUPAC, thì thêm hậu tố ol vào tên của ankan. Ví dụ mêtan --> mêtanol. Trong trường hợp cần thiết thì vị trí của nhóm hiđrôxyl được thêm vào trước hoặc sau tên gọi. Ví dụ 1-prôpanol hay prôpanol-1. Một cách đặt tên khác là thêm tiền tố hiđrôxy vào tên của ankan: 1-hiđrôxyprôpan, 2-hiđrôxyprôpan.

Rượu bậc ba thì thêm tiền tố 3 trước tên của ankyl + íc.

Ví dụ: (CH₃)₃COH là rượu 3-butylíc, hay 2-mêtyl 2-prôpanol theo quy tắc của IUPAC, chỉ ra rằng cả hai nhóm mêtyl và nhóm hiđrôxyl cùng gắn với nguyên tử ở giữa (thứ hai) của chuỗi prôpan.

Rượu với hai nhóm chức hiđrôxyl được gọi chung là "glycol", ví dụ HO-CH₂CH₂-OH là êtylen glycol. Tên gọi của nó theo IUPAC là 1,2-êtanđiol, "điol" chỉ rằng có hai nhóm hiđrôxyl, và 1,2 chỉ vị trí liên kết của chúng. Các glycol tương tự (với cả hai nhóm hiđrôxyl liên kết với một nguyên tử cácbon), như 1,1-êtanđiol, nói chung là không ổn định. Đối với rượu có ba hoặc bốn nhóm chức rượu, sử dụng hậu tố "triol" and "tetraol"

Mọi thông tin xin liên hệ:

Rươuthegioi.com.vn

115 Lý Thường Kiệt - Hải Phòng - 0936.737.588