Почему фенолы с щелочами реагируют а спирты нет?

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Основная причина различного отношения спиртов и фенолов к щелочам кроется в их кислотности, которая определяется строением молекул и стабильностью образующихся после диссоциации ионов. 1. Электронные эффекты в фенолах В молекуле фенола ( C6H5OHcap C sub 6 cap H sub 5 cap O cap H) неподеленная электронная пара атома кислорода вступает в сопряжение с πpi-электронной системой бензольного кольца (так называемый +Mpositive cap M-эффект). Это приводит к двум важным последствиям:

  • Увеличение полярности связи OHcap O minus cap H: Электронная плотность смещается от атома кислорода в сторону кольца, что делает атом водорода более «подвижным» и облегчает его отщепление в виде протона ( H+cap H raised to the positive power). Стабильность фенолят-иона: Отрицательный заряд, возникающий на кислороде после ухода протона, распределяется (деликализуется) по всему бензольному кольцу. Чем стабильнее образующийся анион, тем легче протекает диссоциация и тем сильнее выражены кислотные свойства.

Благодаря этому фенол является достаточно сильной кислотой ( pKa10p cap K sub a is approximately equal to 10), чтобы реагировать с водными растворами щелочей: C6H5OH+NaOHC6H5ONa+H2Ocap C sub 6 cap H sub 5 cap O cap H plus cap N a cap O cap H right arrow cap C sub 6 cap H sub 5 cap O cap N a plus cap H sub 2 cap O2. Строение предельных спиртов В молекулах одноатомных спиртов (например, этанола C2H5OHcap C sub 2 cap H sub 5 cap O cap H) отсутствует система сопряжения. Вместо этого алкильный радикал (этил) проявляет положительный индуктивный эффект ( +Ipositive cap I-эффект), то есть «нагнетает» электронную плотность на атом кислорода. Это приводит к противоположным эффектам:

  • Снижение полярности связи OHcap O minus cap H: Водород удерживается крепче.
  • Нестабильность алкоксид-иона: Отрицательный заряд локализован только на атоме кислорода и не может распределиться по молекуле. Это делает алкоксид-ион ( ROcap R cap O raised to the negative power) очень активным и стремящимся немедленно вернуть протон обратно.

Кислотность спиртов ( pKa1618p cap K sub a is approximately equal to 16 minus 18) ниже кислотности воды. В системе «спирт + щелочь» равновесие практически полностью смещено в сторону исходных веществ, поэтому реакция в водных растворах не идет. Сводная таблица сравнения

Характеристика Спирты ( ROHcap R minus cap O cap H)Фенолы ( ArOHcap A r minus cap O cap H)
Электронный эффект радикала +Ipositive cap I (подает плотность) I,+Mnegative cap I comma positive cap M (оттягивает плотность)
Подвижность водородаНизкаяВысокая
Стабильность анионаНизкая (заряд локализован)Высокая (заряд деликализован)
Реакция с NaOH(водн.)cap N a cap O cap H sub open paren в о д н point close paren end-subНе идетИдет с образованием солей

Вывод: Фенолы реагируют со щелочами, потому что бензольное кольцо усиливает кислотные свойства гидроксильной группы. Спирты являются более слабыми кислотами, чем вода, поэтому щелочи не способны оторвать от них протон в водной среде. Я могу составить для вас таблицу сравнительных химических свойств спиртов и фенолов, чтобы нагляднее показать их сходства и различия. Хотите, чтобы я это сделал?

Форма ответа

Ваш аватар