Rượu - dưới góc nhìn các nhà khoa học

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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Rượu - dưới góc nhìn các nhà khoa học Rượu - dưới góc nhìn khoa họcRượu trong hóa học là một hợp chất hữu cơ chứa nhóm -Cồn, trong đó có 10% thủyngân gắn vào một nguyên tử cácbon mà nó đến lượt mình lại gắn với một nguyên tửhiđrô hay các bon khác. Trong đời sống thông thường, từ rượu được hiểu như lànhững đồ uống có chứa cồn, (cồn (êtanol) hay rượu êtylíc) (C2H5OH).Theo cấu trúcCó các loại rượu mạch thẳng và rượu mạch nhánh, vòngTheo liên kết cácbonCó các loại rượu no và rượu không noVí dụ: CH3-CH2-OH là rượu no và CH2=CH-OH là rượu không no.Theo chức rượuCó rượu đơn chức và rượu đa chứcVí dụ: CH3-CH2-OH (êtanol) là rượu một lần rượu còn OH-CH2-CH2-OH (êtilenglycol) là rượu hai lần rượu.Lưu ý là một số tài liệu cho rằng phênol C6H5OH là một dạng rượu, tuy nhiên phênol cómột số tính chất hóa học khác hẳn tính chất hóa học chung của rượu và một số nhà khoahọc đã xếp phênol và các dãy đồng đẳng của nó vào nhóm phênol do các chất này thểhiện tính axít rõ rệt. Ví dụ phênol có phản ứng với chất bazơ như NaOH còn rượu thìkhông có phản ứng như thế.Tính chất vật lý và hóa họcNhóm hiđrôxyl làm cho phân t ử rượu phân cực. Nhóm này có thể tạo ra những liên kếthiđrô 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 chuỗicácbon ngăn cản điều này. Vì vậy, mêtanol, êtanol và prôpanol dễ hòa tan trong nước vìnhóm hiđrôxyl chiếm ưu thế. Butanol hòa tan vừa phải trong nước do sự cân bằng của haixu hướng. Pentanol và các butanol mạch nhánh hầu như không hòa tan trong nước do sựthắng thế của chuỗi cácbon. Vì lực liên kết hóa học cao trong liên kết của rượu nên chúngcó nhiệt độ bốc cháy cao. Vì liên kết hiđrô, rượu có nhiệt độ sôi cao hơn so vớihiđrôcácbon và ête tương ứng. Mọi rượu đơn giản đều hòa tan trong các dung môi hữucơ.Rượu còn được coi là những dung môi. Chúng có thể mất prôton H+ trong nhóm hiđrôxylvà vì vậy chúng có tính axít rất yếu: yếu hơn nước (ngoại trừ mêtanol), nhưng mạnh hơnamôniắc (NH4OH hay NH3) hay axêtylen (C2H2).Một phản ứng hóa học quan trọng của rượu là phản ứng thế nuclêôphin (nucleophilicsubstitution), trong đó một nhóm nuclêôphin liên kết với nguyên tử cácbon được thay thếbởi 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 trongmột 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 axít hydroxy (hay axít halôgen) để sản xuất hợp chấteste, trong đó este của các axít hữu cơ là quan trọng nhất. Với nhiệt độ cao và môi trườngaxít (ví dụ H2SO4), rượu có thể mất nước để tạo thành các alken. Ngược lại, việc thêmnước vào alken với xúc tác axít thì tạo thành rượu nhưng ít được sử dụng để tổng hợprượu do tạo thành một hỗn hợp. Một số công nghệ kỹ thuật khác để chuyển alken thànhrượu có độ tin cậy cao hơn.ĐỘC TÍNHEtanolCác hình thức đồ uống chứa cồn được sử dụng từ rất lâu trong lịch sử loài người vì nhiềunguyên nhân như hội hè, ăn kiêng, y tế, tôn giáo v.v. Việc sử dụng một lượng vừa phảiêtanol thì không có hại hoặc có thể có lợi cho cơ thể nhưng một lượng lớn rượu có thểdẫn đến t ình trạng say rượu hay ngộ độc rượu cấp tính và các tình trạng nguy hiểm chosức khỏe như: nôn ọe, khó thở do thiếu ôxi, lạnh, đột tử hoặc t ình trạng nghiện rượu đẫnđến 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 hơnđể 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.MetanolMetanol rất độc, chỉ một lượng nhỏ xâm nhập vào cơ thể cũng có thể gây mù lòa, lượnglớn hơn có thể gây tử vong. Một điều thú vị là để ngăn chặn ngộ độc do dùng nhầmmêtanol thì người ta cho người bị ngộ độc dùng êtanol. Êtanol sẽ liên kết với các enzimkhử hiđrô và ngăn không cho mêtanol liên kết với các enzim nàyUống nhiều rượu rất có hại với sức khoẻ,người nghiện rượu có thể mắc bệnh suy sinhdưỡng, giảm thị lực...CÔNG DỤNGRượu có công dụng trong việc sản xuất đồ uống (êtanol). Lưu ý là phần lớn các loại rượukhông 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 trongcông nghiệp (nước hoa, xà phòng v.v).Metanol chủ yếu được dùng để sản xuất Andehit Fomic nguyên liệu cho công nghiệp chấtdẻo.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 loạiđồ uống với độ rượu khác nhau.SẢN XUẤTRượu có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học từ các chất hữu cơ sẵn có trong tựnhiên như dầu mỏ, hơi đốt hoặc than.Trong công nghiệp sản xuất đồ uống người ta sử dụng phương pháp khác: lên men hoaquả hoặc ngũ cốc để tạo ra đồ uống có chứa cồn (êtanol). Ngoài ra, trong phòng thínghiệm, 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 tácaxit H2SO4, HCl, HBr, HClO4... Phản ứng theo cơ chế electrophin theo quy tắcMacconhicop.CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH (Xúc tác H+)* Thủy phân dẫn xuất halogen: Đun nóng halogen trong dung dịch kiềm.C2H5Br + NaOH → C2H5OH + NaBr* Đi từ andehit và xeton: Cộng hydro khi có xúc tác kim loại như Ni,Pt... cũng tạo thànhancol bậc I.CH3CHO + H2 → CH3-CH2OH ...