I) Présentation des alcools - Europäische Schule ...€¦ · 1) Solubilité dans l’eau: III) Propriétés physiques des alcools : Chapitre 6 : LES ALCOOLS ET LEURS DERIVES Le

1) Définition :

I) Présentation des alcools :

Chapitre 6 : LES ALCOOLS ET LEURS DERIVES

Dans un alcool, un groupe hydroxyle (─ OH) est relié à un

carbone (carbone fonctionnel), lui-même relié à 3

atomes de carbone ou d'hydrogène par trois liaisons

covalentes simples. La formule générale est donc :

S 5 F

R, R', R" sont, soit des chaînes commençant par un atome

de carbone C, soit des atomes d'hydrogène H.

R, R', R" sont appelés groupes résiduels.

La formule développée de l'alcool pourra être considérée comme provenant

du remplacement d'un atome d'hydrogène H par un groupe hydroxyle ─ OH.

Dans le cas d’un alcane CnH2n + 2 CnH2n + 1OH alcool saturé.

Le groupe hydroxyle ─ OH est relié à un groupe alkyle CnH2n + 1 linéaire

ou ramifié qu'on notera R : R ─ OH

2) Nomenclature :



On recherche la chaîne carbonée la plus longue, contenant le carbone

fonctionnel; la nomenclature s'établit à partir du nom de l'hydrocarbure dont

l'alcool dérive, en remplaçant le suffixe ane par anol en indiquant, si

nécessaire, le numéro du carbone fonctionnel.

S 5 F

Exemple : CH3 ─ OH méthanol ; CH3 ─ CH2 ─ OH éthanol ;

CH3 ─ CH2 ─ CH2 ─ OH propan-1-ol ;

CH3 ─ CHOH ─ CH3 propan-2-ol.

Exemple : 3-méthylbut-2-èn-1-ol

(le "e" de "ène" a disparu)

Exemple : but-2-yne-1,4-diol

Exemple : Molécule contenant un groupe aryle (groupe phénylique ou cycle

benzénique) : phénol 1,3-dihydroxybenzène

3) Les polyalcools :



Le groupe fonctionnel alcool peut être présent plusieurs fois dans la même

molécule :

S 5 F

- L'éthan-1,2-diol ou glycol (HO ─ CH2 ─ CH2 ─ OH) est un dialcool utilisé lors

de la formation de polymères linéaires et comme fluide antigel.

- Le propan-1,2,3-triol ou glycérol est un trialcool. Il est utilisé

pour la synthèse des corps gras (triesters du glycérol).

Inversement, il peut être extrait de corps gras par hydrolyse.

Le glycérol est aussi utilisé pour la formation de polymères tridimensionnels

comme les peintures glycérophtaliques.

- Le glucose C6H12O6, sous forme cyclique est un polyalcool :

4) Les trois classes d’alcool :



Tous les alcools possèdent des propriétés communes dues à la présence du

groupe hydroxyle ─ OH :

S 5 F

ces propriétés définissent la fonction alcool.

Ces propriétés sont cependant légèrement modifiées par le fait que le

carbone fonctionnel est relié à 2, 1 ou aucun atome d'hydrogène.

Il existe trois classes d'alcools :

alcool primaire alcool secondaire alcool tertiaire

1) Production d’éthanol par fermentation alcoolique :

II) Production des alcools :


L'alcool éthylique ou éthanol se forme naturellement lors de la fermentation

des sucres des fruits (raisin, pomme, poire ...) ou de l'amidon des graines (riz,

orge, blé, seigle …).

S 5 F

En présence de levures, les sucres se transforment lentement en alcool

éthylique (éthanol) en produisant du gaz CO2.

C6H12O6 2 CH3 ─ CH2 ─ OH + 2 CO2

A partir du glucose, on peut écrire :

La fermentation nécessite l'action de catalyseurs biologiques, les

enzymes des levures.

Remarque :

2) Hydratation de l’éthène :

II) Production des alcools :


On peut également préparer l'éthanol à partir de l'éthène provenant des

produits pétroliers.

S 5 F

Industriellement, on fait agir de la vapeur d'eau sur de l'éthène :

CH2 == CH2 + H2O CH3 ─ CH2 ─ OH

La réaction est pratiquée à 250 ° C et sous 200 atm en présence

d‘un catalyseur, l’acide ortho phosphorique.

Remarque :

1) Solubilité dans l’eau :

III) Propriétés physiques des alcools :


Le méthanol, l’éthanol et le propan-1-ol sont solubles dans l'eau en toutes

proportions.

S 5 F

Les atomes d'oxygène d'une molécule sont attirés par les atomes

d'hydrogène d'une autre molécule ces deux atomes forment un "pont

hydrogène" R ─ Od- - - - Hd+─ R’

La présence du groupe hydroxyle (─ OH) dans les molécules d'eau et

d'alcool, et la possibilité de formation de ponts hydrogène entre ces

molécules explique la grande solubilité. La solubilité diminue avec la

longueur de la chaîne carbonée "hydrophobe".

2) Température d’ébullition :



Les alcools ont une température d’ébullition bien plus élevée que les alcanes

ou alcènes de masses molaires semblables, par exemple, l'éthane est gazeux

à la température ambiante alors que l'éthanol est liquide.

S 5 F

La température d'ébullition plus importante est due à la présence dans

les molécules d'alcool du groupe hydroxyle ─ OH. Dans ce groupe, les

liaisons C ─ O ─ H sont fortement polarisées vers l'atome O il apparaît

donc des "ponts hydrogènes" entre les molécules.

L'énergie à fournir pour évaporer un alcool devra donc, d'une part briser ses

ponts hydrogène et ensuite seulement, séparer les molécules par agitation.

2) Température d’ébullition :


Chapitre 6 : LES ALCOOLS ET LEURS DERIVES S 5 F

La température d'ébullition croit avec la masse molaire de l'alcool.

Pour un même nombre d'atome de carbone, la température d'ébullition

diminue un peu avec la classe de l'alcool et le nombre de ramifications.

Nom Formule Masse molaire (g.mol-1)

Densité par rapport à

l'eau

qfus (°C)

qéb (°C)

méthanol CH3 ─ OH 32 0,792 - 97 64,7

éthanol C2H5 ─ OH 46 0,789 - 114 78,8

propan-1-ol C3H7 ─ OH 60 0,804 - 126 97,2

propan-2-ol CH3 ─ CHOH ─ CH3 60 0,786 - 88 82,3

butan-1-ol C4H9 ─ OH 74 0,810 - 90 117,7

2-méthylpropan-2-ol 74 0,789 + 2 82,5

hexan-1-ol C6H13 ─ OH 102 0,820 - 52 155,8

dodécan-1-ol C12H25 ─ OH 186 0,831 + 24 259,0

1) Combustion complète :

IV) Propriétés chimiques des alcools :


La combustion complète d’un alcool dans le dioxygène (pur ou contenu

dans l’air), conduit à la formation de dioxyde de carbone et d’eau.

Exemple : - Combustion complète de l’éthanol :

C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

- Combustion complète du propanol :

2 C3H7OH + 7 O2 6 CO2 + 4 H2O

2) Oxydation ménagée des alcools :



On peut obtenir une oxydation ménagée par le dioxygène lors d'une réaction

catalysée (en présence d'un catalyseur) ou à l'aide d'un oxydant efficace

(ion permanganate MnO4-, ion bichromate Cr2O7

2-, liqueur de Fehling).

S 5 F

On dit qu'un composé organique subit une oxydation ménagée

lorsque, au cours de la réaction le "squelette" carboné de la molécule

du composé n'est pas modifié.

Remarque : Par opposition la combustion d'un composé organique est une

oxydation vive qui détruit complètement le "squelette" carboné

de la molécule du composé (dont les atomes de carbone se

retrouvent sous forme de dioxyde de carbone).

a) Définition :

2) Oxydation ménagée des alcools :



En phase aqueuse, on peut utilise un oxydant comme l'ion permanganate

MnO4- ou l'ion bichromate Cr2O7

2-.

Par exemple, en milieu

acide l'ion permanganate

en excès réagit avec

l'éthanol :

L’ion permanganate (MnO4-) est réduit en ion manganèse (Mn2+) :

(MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn2+ + 4 H2O) x 4

L’éthanol (C2H5OH) est oxydé en acide éthanoïque (CH3COOH) :

(CH3 – CH2OH + H2O CH3 – COOH + 4 H+ + 4 e-) x 5

5 CH3CH2OH + 4 MnO4- + 12 H+ 5 CH3COOH + 4 Mn2+ + 16 H2O

b) Oxydation ménagée en phase aqueuse :

V) Dérivés des alcools :


Un composé carbonylé possède un carbone relié à un atome d'oxygène par

une double liaison.

S 5 F

On appelle groupe carbonyle, l'ensemble C == O.

Suivant la position de ce groupe on distingue les aldéhydes, les cétones et

les acides carboxyliques auxquels nous consacrerons un chapitre.

1) Les aldéhydes :



Le groupe fonctionnel aldéhyde est constitué d'un

groupe carbonyle portant sur le dernier atome de

carbone d'une chaîne :

S 5 F

groupe

fonctionnel

aldéhyde groupe

carbonyle

Exemple : HCHO méthanal ; CH3 ─ CHOH éthanal ;

3-méthylbutanal

Pour les nommer, on prend le nom de l'alcool primaire dont ils dérivent, puis

on remplace le suffixe ol par al.

a) Définition :

Parfois, on peut écrire aussi : R ─ CHO

1) Les aldéhydes :



Les aldéhydes peuvent être facilement mis en

évidence par le réactif de Schiff.

S 5 F

b) Propriétés chimiques :

Dès qu'on verse quelques gouttes d'éthanal

dans le réactif de Schiff, celui-ci se colore en

rose :

-

1) Les aldéhydes :




Les aldéhydes sont de bons réducteurs, on peut les caractériser par : -

Le réactif de Tollens (nitrate d'argent ammoniacal, Ag+) qui se réduit à

l'état d'argent métallique (Ag).

Mélangeons de l'éthanal avec

du réactif de Tollens dans un

flacon ballon et chauffons :

Au bout de quelques instants, les

parois du flacon se recouvrent

d'une pellicule d'argent métallique.

1) Les aldéhydes :




Les aldéhydes sont de bons réducteurs, on peut les caractériser par : -

La liqueur de Fehling, solution d'un bleu intense (solution de cuivre +II) qui

se réduit en Cu2O rouge brique (précipité de cuivre +I).

Dans un tube à essai, mélangeons de l'éthanal

et de la liqueur de Fehling et chauffons.

Au bout de quelques instants, il apparaît un

précipité rouge brique, le monoxyde de cuivre.

2) Les cétones :



Le groupe fonctionnel cétone est constitué d'un

groupe carbonyle portant sur un atome de carbone à

l’intérieur d'une chaîne :

S 5 F

groupe

fonctionnel

cétone groupe

carbonyle

a) Définition :

Exemple : propanone ; butanone ;

pentan-2-one

pentan-3-one

but-3-èn-2-one (priorité au groupe carbonyle

et le "e" de "ène" a disparu).

Pour les nommer, on prend le nom de l'alcool secondaire ou tertiaire dont

elles dérivent, puis on remplace le suffixe ol par one.

Parfois, on peut écrire aussi : R ─ CO ─ R’

2) Les cétones :



La D.N.P.H. (2,4-dinitrophénylhydrazine) réagit en présence du groupe

carbonyle ─ CO ─ et donne un précipité jaune.

S 5 F


Dans un tube à essai contenant une cétone,

versons quelques gouttes de D.N.P.H. :

Nous observons l'apparition d'un précipité jaune.

cétone ou

aldéhyde ou

acide carboxylique

Remarque : La D.N.P.H. réagit avec les cétones et

les aldéhydes (ainsi qu'avec les acides

carboxyliques).

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I) Présentation des alcools - Europäische Schule ...€¦ · 1) Solubilité dans l’eau: III) Propriétés physiques des alcools : Chapitre 6 : LES ALCOOLS ET LEURS DERIVES Le