Napisz Nazwę I Wzór Sumaryczny Alkoholu O Masie Cząsteczkowej 60

Alkohol o masie cząsteczkowej 60 u to fascynujący przypadek, który otwiera drzwi do zrozumienia podstaw chemii organicznej. Znalezienie jego nazwy i wzoru sumarycznego wymaga odrobiny detektywistycznej pracy, polegającej na analizie danych i eliminacji możliwości.

Pierwszym krokiem jest uświadomienie sobie, co definiuje alkohol. Jest to związek organiczny zawierający grupę hydroksylową (-OH) przyłączoną do atomu węgla. Ta grupa funkcyjna nadaje alkoholom charakterystyczne właściwości i wpływa na ich reaktywność.

Mając na uwadze masę cząsteczkową 60 u, musimy odjąć masę grupy hydroksylowej. Wiemy, że atom tlenu ma masę 16 u, a atom wodoru 1 u, więc grupa -OH waży 17 u. Odejmując 17 u od 60 u, otrzymujemy 43 u.

Ta liczba 43 u reprezentuje masę pozostałej części cząsteczki, czyli fragmentu węglowodorowego, znanego jako grupa alkilowa. Musimy teraz ustalić, jaki fragment alkilowy ma masę 43 u.

Masa atomu węgla wynosi 12 u, a atomu wodoru 1 u. Możemy więc zacząć budować hipotetyczne fragmenty alkilowe, dodając atomy węgla i wodoru, aż osiągniemy masę bliską 43 u.

Spróbujmy z jednym atomem węgla. Jeden atom węgla waży 12 u, więc do 43 u brakuje jeszcze 31 u. Nie możemy "dodać" tylko atomów wodoru, aby osiągnąć 31 u, ponieważ każdy atom węgla musi być związany z czterema atomami lub grupami atomów (spełniając swoje 4 wiązania). Zatem jeden atom węgla jest niewystarczający.

Sprawdźmy dwa atomy węgla. Dwa atomy węgla ważą 24 u (12 u * 2). Do 43 u brakuje nam 19 u. Możemy dodać do dwóch atomów węgla maksymalnie 5 atomów wodoru (C2H5), ponieważ każdy atom węgla musi mieć 4 wiązania. Masa takiego fragmentu to 24 u (dwa atomy węgla) + 5 u (pięć atomów wodoru) = 29 u. To wciąż za mało.

Zbadajmy trzy atomy węgla. Trzy atomy węgla ważą 36 u (12 u * 3). Do 43 u brakuje nam 7 u. Możemy dodać do trzech atomów węgla maksymalnie 7 atomów wodoru (C3H7), ponieważ musimy spełnić regułę czterech wiązań dla każdego atomu węgla. Masa takiego fragmentu wynosi 36 u (trzy atomy węgla) + 7 u (siedem atomów wodoru) = 43 u. Bingo!

Zatem, grupa alkilowa o masie 43 u to C3H7. Połączmy to z grupą hydroksylową (-OH). Otrzymujemy C3H7OH.

Teraz musimy ustalić, jaki alkohol odpowiada temu wzorowi sumarycznemu i czy jest to jedyna możliwość. Grupa C3H7 może być przyłączona do grupy -OH na dwa sposoby: na pierwszym atomie węgla (prostej) lub na drugim atomie węgla.

Jeśli grupa -OH jest przyłączona do pierwszego atomu węgla, otrzymujemy propan-1-ol. Jeśli grupa -OH jest przyłączona do drugiego atomu węgla, otrzymujemy propan-2-ol (znany również jako alkohol izopropylowy).

Zarówno propan-1-ol, jak i propan-2-ol mają ten sam wzór sumaryczny (C3H8O), a zatem tę samą masę cząsteczkową (60 u). Są to izomery konstytucyjne, czyli związki o tym samym wzorze sumarycznym, ale różnej strukturze.

Wzór sumaryczny: C3H8O

Nazwa: Propanol (może odnosić się zarówno do propan-1-olu, jak i propan-2-olu; konieczne jest doprecyzowanie numeru atomu węgla, do którego przyłączona jest grupa -OH, aby jednoznacznie zidentyfikować izomer)

Izomery propanolu

Rozważmy teraz, dlaczego istnieją dwa izomery o masie cząsteczkowej 60 u. Wynika to ze sposobu, w jaki atomy węgla mogą się łączyć i jak grupa hydroksylowa może być do nich przyłączona. Propan ma trzy atomy węgla połączone w łańcuch. Możemy numerować te atomy od 1 do 3. Przyłączenie grupy -OH do atomu węgla numer 1 daje nam propan-1-ol, a przyłączenie do atomu węgla numer 2 daje nam propan-2-ol. Przyłączenie do atomu węgla numer 3 jest równoważne przyłączeniu do atomu węgla numer 1 (po prostu odwracamy cząsteczkę).

Zrozumienie izomerii jest kluczowe w chemii organicznej, ponieważ właściwości fizyczne i chemiczne różnych izomerów mogą się znacznie różnić. Propan-1-ol i propan-2-ol mają podobne, ale nie identyczne, właściwości.

Właściwości propanoli

Propan-1-ol jest cieczą bezbarwną o charakterystycznym, alkoholowym zapachu. Jest stosowany jako rozpuszczalnik, środek dezynfekujący i półprodukt w syntezie chemicznej. Ma wyższą temperaturę wrzenia niż propan-2-ol ze względu na większą powierzchnię, co sprzyja silniejszym siłom van der Waalsa między cząsteczkami.

Propan-2-ol (alkohol izopropylowy) jest również cieczą bezbarwną o ostrym zapachu. Jest szeroko stosowany jako środek dezynfekujący (np. w płynach do dezynfekcji rąk), rozpuszczalnik i środek czyszczący. Jest mniej toksyczny niż metanol i etanol, co czyni go popularnym wyborem do zastosowań domowych i przemysłowych.

Podsumowanie

Znalezienie alkoholu o masie cząsteczkowej 60 u doprowadziło nas do zidentyfikowania propanolu (C3H8O), a konkretnie do dwóch izomerów: propan-1-olu i propan-2-olu. Proces ten wymagał analizy masy cząsteczkowej, zrozumienia struktury alkoholi i znajomości koncepcji izomerii. Poznaliśmy również kilka zastosowań tych związków.

Pamiętajmy, że chemia organiczna to fascynująca dziedzina, pełna wyzwań i możliwości. Z każdym rozwiązanym problemem stajemy się bardziej kompetentni w zrozumieniu świata molekularnego.