ما هي درجة غليان الكحول ؟ ” ودرجة تجمدها  

درجة غليان الكحولات عالية بسبب

ارتفاع السلبية الكهربائية للأكسجين التي في الكحولات وهي التي تكون ما بين روابط الهيدروجين الجزيئية ولذلك للقيام بكسر رابطة الهيدروجين في الكحول قد يستلزم توفير أكبر قدر  ممكن من الطاقة ومن هنا يتضح حاجة الكحول إلى درجة غليان عالية


.[4]

الكحول

يعتبر فئة من المركبات العضوية التي تمتاز بأكثر من مجموعات الهيدروكسيل “OH”ترتبط بذرة كربون من مجموعة سلسلة هيدروكربونية وهي ألكيل، كما يمكن اعتبار الكحول  “H2O”كمشتق عضوي للمياه،حيث يتم تبديل مجموعة ألكيل بإحدى ذرات الهيدروجين، يتم تمثيلها عادةً بواسطة R في الهياكل العضوية على سبيل المثال، في الإيثانول (أو كحول الإيثيل)، تكون مجموعة الألكيل هي مجموعة الإيثيل  “”CH2CH3.

كما يعتبر الكحول هو مركب عضوي أكثرهم شيوعًا، وتُستخدم كمُحليات وفي صنع العطور، وهي مواد وسيطة قيّمة في تصنيع المركبات الأخرى، وهي أكثر المواد الكيميائية العضوية التي أصبح ينتجوها بكثرة في الصناعة، كما يوجد أشهر انواع الكحول وهما الإيثانول والميثانول (أو كحول الميثيل)، فيستخدم الإيثانول في أدوات التجميل والمستحضرات الصيدلانية والوقود، كما يستخدم لتعقيم أدوات المستشفيات.

كما يستخدم الميثانول كمذيب وكمواد خام لتصنيع الفورمالديهايد والراتنجات الخاصة وفي أنواع الوقود الخاصة ومضادات التجمد وتنظيف المعادن، كما يمكن تصنيف الكحوليات على أنها أولية، أو ثانوية، أو ثالثية، والتي وفقًا لها يتم ربط كربون مجموعة الألكيل بمجموعة الهيدروكسيل، إن كثير من الكحول عبارة عن مواد صلبة عديمة اللون او سوائل في درجة حرارة الغرفة، والكحولات ذات الوزن الجزيئي المنخفض قابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية مع زيادة الوزن الجزيئي، فتصبح أقل قابلية للذوبان في الماء، وتزداد نقاط غليانها، وضغط البخار، والكثافة، واللزوجة. [1]

الخصائص الفيزيائية للكحول

معظم الكحولات الشائعة عبارة عن سوائل عديمة اللون في درجة حرارة الغرفة، كحول الإيثيلي وكحول الميثيل وكحول الأيزوبروبيل  هو يتكون من سوائل تتدفق مع روائح الفواكه الكحولي الأعلى تلك التي تحتوي على 4 إلى 10 ذرات كربون فهي تكون لها روائح فاكهيه أثقل وتكون زيتية أو لزجة، وبعض الكحوليات شديدة التشعب وكثير من الكحوليات تشمل على أكثر من 12 ذرة كربون هي مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة. [1]

درجة غليان الكحول

تعتمد درجة غليان الكحول على نوع الكحول الذي تستخدمه، بالإضافة إلى الضغط الجوي تنخفض نقطة الغليان مع انخفاض الضغط الجوي و

جدول درجات الغليان للمركبات العضوية

، لذا ستكون أقل قليلاً إلا إذا كنت في مستوى سطح البحر، فيما يلي نظرة على نقطة غليان أنواع مختلفة من الكحول، وهي:

• نقطة غليان الإيثانول أو كحول الحبوب “C2H5OH” عند الضغط الجوي (14.7 رطل لكل بوصة مربعة، 1 بار مطلق) هي 173.1 فهرنهايت أو78.37 درجة مئوية.
• الميثانول (كحول الميثيل، كحول الخشب)، 66 درجة مئوية أو 151 درجة فهرنهايت.
• كحول الأيزوبروبيل (الأيزوبروبانول): 80.3 درجة مئوية أو 177 درجة فهرنهايت.

وتكون نقاط غليان الكحول أعلى بكثير من تلك الموجودة في الألكانات ذات الأوزان الجزيئية على سبيل المثال، يشمل الإيثانول  بوزن جزيئي 46 “MW”  على نقطة غليان تبلغ 78 درجة مئوية (173 درجة فهرنهايت)، كما يشمل البروبان “MW 44” على نقطة غليان تبلغ-42 درجة مئوية (-44 درجة فهرنهايت).

ويدل هذا الاختلاف في نقاط الغليان إلى أن جزيئات الإيثانول تنجذب إلى بعضها البعض بقوة أكبر بكثير من جزيئات البروبان، وينتج معظم هذا الاختلاف عن قدرة الإيثانول والكحوليات الأخرى على تكوين روابط هيدروجينية بين الجزيئات.

تسحب ذرة الأكسجين لرابطة “O – H” المستقطبة بشدة للكحول كثافة الإلكترون بعيدًا عن ذرة الهيدروجين ، يمكن لهذا الهيدروجين المستقطب الذي يحمل شحنة موجبة جزئية، تكوين رابطة هيدروجينية مع زوج من الإلكترونات غير المترابطة على ذرة أكسجين أخرى بالروابط الهيدروجينية، بقوة حوالي 5 سعرات حرارية (21 كيلوجول) لكل مول، هي أضعف بكثير من الروابط التساهمية العادية  مع طاقات الرابطة من حوالي 70 إلى 110 كيلو كالوري لكل مول.

الماء والكحول لهما خصائص متشابهة لأن جزيئات الماء تشمل على مجموعات هيدروكسيل يمكنها تكوين روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء وجزيئات الكحول، وبالمثل يمكن لجزيئات الكحول تكوين روابط هيدروجينية مع جزيئات كحول أخرى وكذلك مع الماء، ونظرًا لأن الكحول يشكل روابط هيدروجينية مع الماء، فإنها تميل إلى أن تكون قابلة للذوبان في الماء.

ويشار إلى الهيدروكسيل على أنها مجموعة محبة للماء ، لأنها تشكل أربطة هيدروجينية مع الماء وتعزز قابلية ذوبان الكحول في الماء كحول الايثانول وكحول تي بيوتيل وكحول الميثانول، وكحول البروبيل، وكحول الأيزوبروبيل كلها قابلة للامتزاج بالماء، كما تميل الكحوليات ذات الأوزان الجزيئية الأعلى إلى أن تكون أقل للذوبان في الماء، لأن الجزء الهيدروكربوني من الجزيء  وهو كاره للماء، يكون أكبر مع زيادة الوزن الجزيئي نظرًا لكونها قطبية قوية، فإن الكحوليات هي مذيبات أفضل من الهيدروكربونات للمركبات الأيونية والمواد القطبية الأخرى. [2]

درجة تجميد الكحول

يتجمد الماء عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) ونقطة التجمد لكحول الإيثانول النقي هي -114 درجة مئوية (-173.2 فهرنهايت)، فالمشروبات الكحولية عبارة عن مزيج من الكحول والماء في بعض الحالات، السكريات والإضافات الأخرى أيضًا، لذا فإن نقطة تجمد المشروبات الكحولية في مكان ما بينهما.

كما تعتمد درجة تجميد المواد الكحولية على نوع الكحول نفسه وقيمة الضغط الجوي، حيث تبلغ درجة تجمد الإيثانول (الكحول الإيثيلي) بتركيبة كيميائية “C2H6O” حوالي 114درجة مئوية تحت الصفر، ونقطة تجمد الميثانول (كحول الميثيل) بتركيبة كيميائية “CH3OH” تقارب (97) درجة مئوية تحت الصفر، وبالتالي نجد تغيرًا في قيم نقطة التجمد للمواد الكحولية بسببها تأثير من قيمة الضغط الجوي.

من المعروف أنه إذا كانت المواد الكحولية موجودة في الماء، فستكون درجة التجمد أعلى، لأن نقطة تجمد المشروبات الكحولية تقع في نطاق نقطة تجمد الماء، وهي 0 درجة مئوية كحول الإيثانول النقي الذي يصل إلى 114 درجة مئوية تحت الصفر، ووجدنا أن معظم المشروبات الكحولية تحتوي على نسب أعلى من الماء من الكحول وبالتالي يسهل تجميدها في الثلاجات المنزلية. [3]

حقائق وأرقام حول الكحول

فيما يلي بعض الحقائق عن الكحول:

• 88000 حالة وفاة سنويًا مرتبطة بالإفراط في الشرب.
• إدمان الكحول هو السبب الرئيسي الثالث للوفاة.
• يفقد الاستهلاك المفرط للكحول 2.5 مليون سنة من العمر المحتمل كل عام، وهو ما يعادل حوالي 30 عامًا من فقدان الحياة المحتمل لكل حالة وفاة.
• يتم استخدام ما يصل إلى 40٪ من جميع أسرة المستشفيات في الولايات المتحدة باستثناء تلك المستخدمة من قبل مرضى الولادة والعناية المركزة لعلاج الأمراض المرتبطة بالكحول.
• يُعتقد أن الرجال هم أكثر عرضة من النساء لشرب الكحول، ومن المرجح أن يتعرضوا لحادث سيارة مرتين بسبب إدمانهم للكحول.
• أفاد 70٪ من الأطفال فوق سن الثامنة عشرة بأنهم شربوا الكحول مرة واحدة على الأقل، في حين أن 80٪ من طلاب الجامعات يفعلون ذلك.

تاريخ الكحول

منذ آلاف السنين اعتاد الناس على استخدام خميرة الحبوب وعصائر الفاكهة لصنع الكحوليات مثل الإيثانول والميثانول، حيث تم اكتشاف المشروبات المخمرة في الحضارة المصرية المبكرة، وهناك أدلة على ظهور أول المشروبات الكحولية في الصين في ذلك الوقت تقريبًا عام 7000 قبل الميلاد ، بينما كان يستخدم في الهند كمشروب كحولي يطلق عليه اسم سورا  مقطر من الأرز، وكان بين 3000 و 2000 قبل الميلاد.

في القرن السادس عشر تم استخدام الكحول، المسمى (الأرواح) طبيًا، وفي أوائل القرن الثامن عشر أصدر البرلمان البريطاني تشريعًا يشجع على استخدام الحبوب لتقطير المشروبات الروحية، وغمرت المشروبات الروحية الرخيصة السوق وبلغت ذروتها في منتصف القرن الثامن عشر مئة عام، وفي المملكة المتحدة  بلغ استهلاك الكحول 18 مليون جالون وانتشر إدمان الكحول. [1] [2]