كحول يحوي أكثر من مجموعة هيدروكسيل

كحول يحوي أكثر من مجموعة هيدروكسيل هو الجليسرول .

الجليسرول هو كحول يحوي أكثر من مجموعة هيدروكسيل، والكحولات هي المواد التي تحتوي على مجموعة أو أكثر من مجموعات الهيدروكسيل، والجليسرول يطلق عليه أيضًا الجليسرين ويعرف تجاريًّا بهذا الاسم وهو عبارة عن مادة بيضاء لزجة لا لون لها ولكن لها مذاق حلو كالسكر، وينتمي إلى مجموعة الكحولات لاحتوائه على مجموعات الهيدروكسيل، وصيغته الكيميائية HOCH2CHOHCH2OH.

تم عزل مادة الجليسرين والتعرف عليها منذ زمن، حيث عزلها العالم كارل شيل، كما أن العالم اعتمد على استخراجها من صناعة الصابون وذلك لأنها تنتج عند تفاعلات معينة باستخدام الدهون والزيوت الحيوانية المختلفة، الجليسرول أو الجليسرين يستخدم في الكثير من التطبيقات مثل الطلاءات المنزلية وطلاءات السيارات وبعد الأشياء الحافظة لها، كذلك هو المادة الأساسية لصناعة الصمغ.[1]

ما معنى مجموعة الهيدروكسيل

مجموعة وظيفية، تحتوي على ذرة واحدة من الاكسجين والهيدروجين.

مجموعة الهيدروكسيل هي مجموعة كيميائية وظيفية، تحتوي على ذرة واحدة فقط من الأكسجين والهيدروجين، وتكون هذه المجموعة الوظيفية مركبات كثيرة من خلال ارتباطها مع ذرات أخرى.

أشهر المركبات التي يمكن تكوينها جزيء الماء، حيث إذا ارتبطت مجموعة الهيدروكسيل بذرة هيدروجين واحدة يتكون الماء، بالإضافة إلى الكحولات والتي تتكون من مجموعة ألكيل ومجموعة أو أكثر من الهيدروكسيل، لذلك نجد أن للماء والكحول خصائص متشابهة لوجود مجموعة الهيدروكسل.

وجود مجموعة الهيدروكسيل في الكحول والماء تجعل الكحولات لها القدرة على الارتباط مع بعضها البعض، كما أن لها القدرة على الارتباط بالماء وتكوين روابط هيدروجينية معه، لذلك الكحولات لها قابلية للذوبان في الماء.

هناك بعض الكحولات ذات الوزن الجزيئي الكبير والذي معناه أنها تتكون من جزء كبير من الهيدروكربون، والهيدروكربونات هي جزيئات كارهة للذوبان في الماء، لذلك لا تذوب هذه المركبات في الماء، ولأننا ذكرنا أن الجزء المسؤول عن الذوبان مجموعات الهيدروكسيل فتؤثر مجموعة الألكيل على قدرة المركب على الذوبان.[2]

ما هي خصائص الكحول

الخصائص الكيميائية.
الخصائص الفيزيائية.

الكحولات هي مركبات عضوية وتحتوي على مجموعة واحدة أو أكثر من مجموعة الهيدروكسيل، وهي التي تؤثر بشكل كبير على خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ومن هذه الخصائص:

الخصائص الكيميائية: تتوقف الخصائص الكيميائية للكحولات أو أي مركبات كيميائية على كيفية تفاعل الذرات مع بعضها البعض، ومن ثم يظهر ذلك عند التفاعلات المختلفة، ومن الخصائص الكيميائية للكحولات:

عند تفاعل الكحولات في تفاعل الأكسدة فإنها تنتج الكيتونات والألدهيدات، ولكن أكسدة الكحولات الأولية والثنائية فقط.
عند تسخين الإيثانول وهو من الكحولات فإنه ينتج الماء وثاني أكسيد الكربون، وذلك بالإضافة إلى اللهب الأزرق.
عند إذابة الكحولات في وسط حمضي تنتج الألكينات حيث تزال الماء، وهذا التفاعل يسمى بتفاعل إزالة الماء.
عند تفاعل الكحولات مع المعادن فإنها تكون مركبات تسمر ألكوكسسد.
عند تفاعل الكحولات مع حمض الهيدروكلوريك، فإنه ينتج هاليد الألكيل وذلك من خلال إزالة مجموعة الهيدروكسيد.[3]

الخصائص الفيزيائية:

تنتج الخصائص الفيزيائية للكحولات من خلال ارتباط الذرات مع بعضها في الجزيء الواحد، مما يعطيها شكلها وخصائصها التي يمكن أن نراها، ومن الخصائص الفيزيائية للكحولات:

الكحولات هي مركبات عضوية عديمة اللون مثل الماء تمامًا.
رائحة الكحولات في العموم حلوة ومقبولة، إلا بعضها ذو الرائحة النفاذة مثل الجليسرين.
الكحولات قابلة للاشتعال وتنتج ثاني أكسيد الكربون ولهبًا أزرق.
معظم الكحولات سائلة في درجة حرارة الغرفة إلا بعضها الذي يتميز بثقل قوامه مثل الجليسرين.
تعتبر الكحولات مذيبات رائعة للمركبات العضوية التي لا يمكن إذابتها بالماء.
درجة غليانها عالية، وأعلى من المركبات التي تماثلها في الوزن الجزيئي.
الكحولات حمضية، لذلك يمكنها التفاعل مع المعادن بشدة مثل الصوديوم والبوتاسيوم.
الكحولات قابلة للذوبان في الماء بسبب وجود مجموعة الهيدروكسيل.[3]

ما هي أنواع الكحول

كحولات أولية.
كحولات ثنائية.
كحولات ثلاثية.

يمكن تقسيم الكحولات بما أنها مجموعة كبيرة للغاية من المركبات العضوية إلى أقسام، وهذا التصنيف يقوم على أساس كيفية ارتباط مجموعة الهيدروكسيل في الكحول:

كحولات أولية: الكحولات الأولية هي الكحولات التي تحتوي على مجموعة واحدة من الهيدروكسيل، ترتبط مجموعة الهيدروكسيل بمجموعة الألكيل والتي لا ترتبط بشيء آخر إلا من جهة واحدة، ومن أمثلة الكحولات الأولية الإيثانول والبروبانول، ولا يتم تصنيف الكحولات بحسب عدد مجموعات الهيدروكسيل ولكن بطريقة ارتباطها في الجزيء.

كحولات الثانوية: في الكحولات الثانوية لا يكون في الجزيء إلا مجموعة هيدروكسيل واحدة، ولكن ترتبط هذه المجموعة بذرة كربون وهذه الذرة ترتبط من الجانبين بمجموعتي ألكيل، من الوارد أن تكون المجموعتان متساويتان ومتماثلتان، ولكن قد يختلفان أيضًا حسب المركب الموجود.

كحولات ثلاثية: بالقياس، فإن الكحولات الثلاثية هي كحولات تحتوي على مجموعة هيدروكسيل واحدة وترتبط هذه المجموعة بذرة كربون وهذه الذرة تكون من الجهات الثلاث روابط هيدروجينية مع ثلاث مجموعات ألكيل، ويمكننا الإشارة إلى أن كل هذه الروابط تكون ضعيفة بعكس الرابطة بين ذرة الكربون ومجموعة الهيدروكسيل.[4]

لماذا الكحول الثلاثي لا يتأكسد

بسبب ذرة الكربون التي تحمل مجموعة الهيدروكسيل.

يسهل على الكحولات الأولية والثانوية التأكسد ولكن إذا أتينا إلى الكحولات الثلاثية سنجد أن الأمر صعب للغاية، و ذلك بسبب ذرة الكربون التي تحمل مجموعة الهيدروكسيل، حيث أن هذه الذرة لا تحتوي على مجموعة هيدروجين يمكن من خلالها التخلص من مجموعة الهيدروكسيل مثل الكحولات الأولية والثانوية، ولكن هذا لا يحدث بسبب غياب ذرة الهيدروجين لأن ذرة الكربون تكون منفردة.[5

درجة غليان الكحولات عالية بسبب

بسبب قوة الجذب القوية بين الجزيئات.

تستطيع جزيئات الكحولات إلى تكوين روابط هيدروجينة مع بعضها البعض مما يسبب قوة جذب شديدة للغاية تعمل على زيادة درجة الغليان للكحولات حيث أنها تزداد عن المركبات التي تماثلها في الوزن الجزيئي أيضًا.

نحن في درجة الغليان لا ننظر إلى الوزن ولكن ننظر إلى الروابط التي تتكون وقوة الجذب، فمثلًا درجة الغليان للإيثانول تصل إلى 78 درجة، بينما درجة غليان البروبانول تبلغ -44 درجة، رغم أن البروبان هو الاكثر وزنًا من الإيثانول ولكن قوة الجذب بين جزيئات الإيثانول أكبر من البروبان.[6]

استخدامات الكحولات

مشروبات.
مضاد للتجمد.
مطهرات.
مادة حافظة.

توجد العديد من التطبيقات والاستخدامات للكحولات في حياتنا اليومية وقد لاحظنا ذلك أثناء الأزمة العالمية لفيروس كورونا، ومن هذه التطبيقات:

مشروبات: تستخدم الكحولات على هيئة مشروبات في البلاد الأجنبية، حيث توجد العديد من المنتجات التي يدخل فيا الكحول مثل الخمر، تكون نسبة الكحول في هذه المشروبات ما بين 30% و40%، ويكون عادة من الإيثانول.

مضاد للتجمد: يستخدم الكحول في البلاد التي يوجد فيها جليد في فصل الشتاء كمضاد للتجمد، كما أن الجلسرين يمنع تكون الكريستال عند التجمد، ومن المركبات التي تستخدم مع الكحول لزيادة المفعول محلول جلايكول الإيثيلين المذاب في الماء.

مطهرات: يستخدم الكحول بكثرة في التطهير وذلك لأن له القدرة على قتل الميكروبات والفيروسات وجميع المواد الضارة ولكن يتوقف المفعول حسب التركيز، وكلنا لاحظنا في الفترة التي انتشر فيها فيروس كورونا أن المطهرات انتشرت بشدة وخاصة الكحول، كما أن الأطباء يستخدمونه في المستشفيات لتطهير الجروح والأماكن.[4]