Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Январь » 23 » Сравнение свойств спиртов изомерного и нормального строения
19:20
Сравнение свойств спиртов изомерного и нормального строения

   В прошлый раз мы разобрали общие зависимости свойств алканолов нормального строения от количества атомов углерода в алкильном фрагменте молекулы спирта. Стоит сопоставить свойства алифатических спиртов нормального и разветвленного строения.

   Основные отличия i-алканолов от n-алканолов заключается в более значительных стерических препятствиях образования межмолекулярных водородных связей. Это влечет за собой, как меньшую степень ассоциации данных спиртов, так и уменьшение энергии перехода из жидкого состояния в газообразное. В случае сравнения неразветвленного бутанола и третичного бутанола, разница в молярных температурах испарения достигает 6 кДж.моль-1. Как следствие, спирты с изомерным алифатическим фрагментом имеют более высокую молярную изобарную теплоемкость. Напомним, что изобарная молярная теплоемкость это количество энергии, которое необходимо дать одному молю вещества, что бы нагреть это вещество на 1*С в процессе при постоянном давлении. Это связано со значительно большим увеличением объема 1 моля, например, третичного бутанола по сравнению с н-бутанолом при возрастании температуры.

   На рисунке представлены изменения ряда свойств n-алканолов и i-алканолов в зависимости от числа атомов углерода в молекуле. В ряду 1 спирты: метанол, этанол, н-пропанол, н-бутанол. В ряду 2 спирты: метанол, этанол, изо-пропанол, трет-бутанол. То есть, второй ряд включает два спирта с разветвленными алкильными фрагментами.

   Под позицией “а” расположена зависимость молярной энтальпии испарения. Позиция “б” это зависимость молярных изобарных теплоемкостей. Позиция “в” – плотность спиртов, позиция “г” – коэффициенты изотермической сжимаемости. Все данные приведены для температуры проведения измерений 25*С.

   Высокая сжимаемость i-алканолов обусловлена более рыхлой структурой в связи с меньшей степенью ассоциации посредством водородных связей. Из всего сказанного выше можно так же сделать вывод об увеличении роли стерических препятствий межмолекулярных взаимодействий при переходе к спиртам разветвленного строения. Это касается не только взаимодействий вода-спирт или спирт-спирт, но и ко всем неэлектролитам, растворенными в данных спиртах.

   При этом, стоит учесть, что отсутствие промежуточных алкильных звеньев в молекуле третичного бутанола вызывает неаддитивное изменение свойств водно-t-бутанольного СР от концентрации спирта. Это заметно на примере величин растворимости изомеров бутанола в воде. Нормальный и изо-бутанол смешиваются с водой лишь до концентрации спирта порядка 10-12% по массе, в то время как, третичный бутанол смешивается водой в любых соотношения. Это является следствием конкуренции, с одной стороны, отсутствия стерических препятствий, связанных с промежуточными алкильными звеньями, с другой стороны, краевым эффектом влияния близко расположенных к гидроксилу метильных групп.

   Обычно, изомерные алканолы способны образовать более слабые межмолекулярные взаимодействия в жидких средах, чем их неразветвленные аналоги.

Категория: Физическая химия растворов | Просмотров: 892 | Добавил: Chemadm | Теги: теория растворов, изомеры спиртов, стерические препятствия | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]