Alkohole to organiczne, jednofunkcyjne związki chemiczne, będąca pochodnymi węglowodorów, w których jeden lub kilka atomów wodoru uległo podstawieniu grupą hydroksylową (-OH). Grupy te muszą byś połączone z tetraedrycznymi atomami węgla oraz jeden atom węgla może przyłączyć maksymalnie jedną grupę hydroksylową.
Wszystkie alkohole można podzielić na polihydroksylowe oraz monohydroksylowe. Alkohole monohydroksylowe (inaczej: jednowodorotlenowe) to alkohole posiadające tylko jedną grupę hydroksylową w cząsteczce, zaś alkohole polihydroksylowe (inaczej : alkohole wielowodorotlenowe) to alkohole zawierające w cząsteczce przynajmniej dwie takie grupy.
Przykładem alkoholu polihydroksylowego jest glicerol (CH2OH-CHOH-CH2OH).
Przykładami alkoholi monohydroksylowych są metanol (CH3OH) , etanol (CH3CH2OH) oraz dalsze homologi.
Właściwości fizyczne alkoholi monohydroksylowych:
Alkanole (pochodne alkoholowe alkanów) zawierające w cząsteczce do 10 atomów węgla są cieczami, natomiast jeżeli zawierają ich więcej są ciałami stałymi.
Ich rozpuszczalność w roztworach wodnych malej wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.
Temperatury przejść fazowych alkoholi zmieniają się podobnie jak temperatury przejść fazowych odpowiednich węglowodorów, ale są od nich wyższe na skutek występowania oddziaływań między cząsteczkami alkoholi cząsteczkami wody (tworzą się wiązania wodorowe pomiędzy grupą hydroksylową alkoholu, a atomami wodoru cząsteczek wody).
Metanol:
Metanol jest bezbarwną, lotną cieczą o charakterystycznym zapachu oraz piekącym smaku. Łatwo się miesza z wodą, w każdym stosunku.
Metanol jest bardzo silna trucizną! Spożycie nawet niewielkich jego ilości grozi ślepotą, a nawet śmiercią. Trujące jest także wdychanie jego par, dlatego należy być szczególnie ostrożnym, w czasie przeprowadzania doświadczeń z użyciem metanolu. Dawkę śmiertelną określa się na ok. 30 do 200 [cm3], natomiast dawkę , powodująca uszkodzenie wzroku : 4 do 15 [cm3].
Metanol w tlenie spala się charakterystycznym bladoniebieskim płomieniem, równanie tej reakcji można zapisać:
2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O
Etanol:
Etanol, podobnie jak metanol jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu i piekącym smaku. Etanol rozpuszcza się w wodzie bez ograniczeń. Jeśli jednak będzie się go bardo ostrożnie wlewać do wody, to można zaobserwować granicę obu faz. W trakcie mieszania etanolu i wody zachodzi zjawisko kontrakcji objętości, czyli sumaryczna objętość zmieszanej wody oraz etanolu nie jest równa objętości powstałego roztworu.
Także spala się niebieskim płomieniem w tlenie, według równania reakcji:
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Etanol nie jest , aż tak mocno trującą substancją ja metanol, ale jego nadmierne spożywanie może doprowadzić do uzależnienia i choroby alkoholowej, której efektem są zaburzenia psychiczne człowieka oraz uszkodzenie narządów wewnętrznych. Charakterystyczny stan upojenia alkoholowego powstaje na skutek oddziaływania etanolu na system nerwowy człowieka. Mogą się wtedy pojawić zamroczenia, zaniki pamięci, brak lub ograniczenie koordynacji ruchowo - wzrokowej, utrata kontroli nad własnymi emocjami i zachowaniem.
Otrzymywanie:
Wszystkie alkohole można otrzymywać, w wyniku kilku charakterystycznych reakcji. Metody te wraz z przykładami zostały przedstawione poniżej:
- Podstawowa metoda otrzymywania alkoholi to hydroliza fluorowcopochodnych węglowodorów:
Np. CH3-CH2Br + H2O → CH3-CH2OH + HBr
- Inny sposób to przyłączanie cząsteczek wody do alkenów (addycja wody do alkenów), reakcja ta zachodzi w środowisku kwaśnym:
Np. CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH
- Redukcja ketów oraz aldehydów - w wyniku tych reakcji otrzymuje się odpowiednio alkohole pierwszorzędowe (z redukcji aldehydów) oraz alkohole drugorzędowe ( z redukcji ketonów):
Np. CH3-CHO + H2 → CH3-CH2OH
CH3-CO-CH3 + H2 → CH3-CHOH-CH3
- Kolejny sposób to hydroliza estrów:
Np. HCOOCH2CH3 + H2O → CH3-CH2OH + HCOOH
Oprócz ogólnych metod otrzymywania alkoholi, zgodnie z którymi można otrzymać większość alkoholi, istnieją jeszcze metody specjalne, charakterystyczne dla określonych alkoholi.
Metanol
Metanol uzyskuje się najczęściej, także na skalę przemysłową z gazu syntezowego, czyli z mieszaniny wodoru i tlenku węgla (II). W wyniku katalitycznej reakcji między tymi gazami powstaje metanol. Proces ten przeprowadza się w ściśle określonych warunkach: w temperaturze ok. 250 [ºC], pod ciśnieniem 5 [MPa] oraz w obecności katalizatorów: tlenku cynku (ZnO), tlenku miedzi (CuO) i tlenku manganu (MnO2).
CO + 2 H2 → CH3OH
Innym sposobem, dziś już nie stosowanym, jest otrzymywanie metanolu w wyniku suchej destylacji drewna, stąd pochodzi zwyczajowa nazwa alkoholu metylowego - spirytus drzewny.
Etanol:
Przemysłową metodą otrzymywania alkoholu metylowego jest proces fermentacji alkoholowej. Jest reakcja biochemiczna zachodząca m.in. w drożdżach pod wpływem enzymów (pełniących funkcję katalizatorów). Substrat stanowi glukoza:
C6H12O6 → 2 CH3-CH2OH + 3 H2O
Właściwości chemiczne:
Reaktywność alkoholi maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego, tak więc najbardziej aktywne chemicznie alkohole to metanol, etanol, propanol.
Aktywność chemiczna alkoholi zależy także od rzędowości atomu węgla, do którego przyłączona jest grupa hydroksylowa. Według ogólnych zasad alkohole I- rzędowe najłatwiej ulegają reakcjom, w których następuje zerwanie wiązania tlen - wodór, natomiast alkohole III- rzędowe najłatwiej ulegają procesom, w wyniku których jest zrywane wiązanie węgiel - tlen.
Najważniejsze reakcje alkoholi monohydroksylowych na przykładzie metanolu i etanolu:
- reakcje estryfikacji, czyli tworzenie estrów z kwasami karboksylowymi oraz nieorganicznymi:
Np. CH3-CH2OH + HCOOH → HCOOCH2CH3 + H2O
CH3OH + HCOOH → HCOOCH3 + H2O
- reakcje eliminacji wody, prowadzące do otrzymania alkenów:
Np. CH3-CH2OH 
CH2=CH2 + H2O
- reakcje z aktywnymi metalami (litowcami, berylowcami), prowadzące do otrzymania alkoholanów:
Np. 2 CH3OH + 2 Na → 2 CH3ONa + H2↑
- reakcje z kwasami fluorowodorowymi, prowadzące do podstawienia grupy hydroksylowej atomem fluorowca:
Np. CH3-CH2OH + HBr → CH3-CH2Br + H2O
- reakcje utleniania, prowadzące do otrzymania aldehydów z alkoholi pierwszorzędowych oraz ketonów z alkoholi drugorzędowych.
Np. CH3-CH2OH + CuO → CH3COH + Cu + H2O
Zastosowanie:
Alkoholami monohydroksylowymi o największym zastosowaniu są metanol i etanol:
Metanol:
Metanol znajduje zastosowanie głównie w przemyśle chemicznym do wyrobu tworzyw sztucznych , barwników i włókien syntetycznych.
Etanol:
Etanol jest głównie produkowany w przemyśle spożywczym do produkcji napojów alkoholowych
Jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla wielu substancji nierozpuszczalnych w wodzie. Np. jod , który nie rozpuszcza się wodzie , łatwo rozpuszcza się w etanolu - roztwór taki nazywa się jodyną i stanowi środek odkażający stosowany w medycynie. Na bazie etanolu jest produkowanych także wiele innych leków, a także perfumy i inne kosmetyki.
Przemysł chemiczny wykorzystuje etanol do wyrobu takich produktów jak: farby, lakiery, ocet.
