高中化學/目錄/醇

烴中的氫原子被羥基（—OH）所取代後的產物便是醇。醇的官能團是羥基。我們生活中常見的酒精（乙醇）、甘油（丙三醇）都屬於醇。

醇的分類

醇可以有多種分類方法。如：

按照分子中所含羥基數目：一元醇、二元醇、多元醇。

按照羥基所連接的碳原子級別：一級醇（伯醇）、二級醇（仲醇）、三級醇（叔醇）。

醇的性質

物理性質

試根據下表所給出的數據，結合生活經驗，歸納醇的物理性質。

（部分醇的熔沸點、密度、水溶性等）

低級的一元飽和醇為無色中性液體，易揮發，具有特殊的氣味和辛辣味道；隨着碳原子數的增加，液體變得越來越粘稠；高級醇為無臭、無味的固體。根據相似相溶規則，甲醇、乙醇和丙醇可任意比與水互溶，含4~11個碳原子的醇僅可部分溶於水，高級醇不溶於水。同時，隨着相對分子質量的增大，羥基在分子中的地位也在逐漸降低，使得高級醇的物理性質與烷烴相似。

一元飽和醇的密度比烷烴大、比水小。

化學性質

我們以乙醇為例探究醇的化學性質。

回想實驗室所用的酒精燈，猜測乙醇所具有的化學性質。

燃燒氧化

醇易燃燒，能在空氣中燃燒生成氧化物。如：

${\ce {2CH3OH{+}3O2->[ignite]2CO2{+}4H2O}}$

${\ce {C2H5OH{+}3O2->[ignite]2CO2{+}3H2O}}$

乙醇不僅可以發生燃燒氧化，還能發生催化氧化，也能被酸性高錳酸鉀或酸性重鉻酸鉀等強氧化劑氧化。

催化氧化

實驗

取一支試管，倒入少量乙醇，置於試管夾備用。

取一根銅絲纏繞成螺旋狀，用坩堝鉗夾持置於酒精燈外焰上加熱，直到銅絲變黑。

迅速將銅絲插入試管中，螺旋部分浸在乙醇之下，觀察實驗現象。再扇聞試管中氣體的氣味，是否有什麼猜測？

我們觀察到：銅絲插入試管後由黑色變為紅色，乙醇中有少許氣泡冒出，生成的氣體具有辛辣、醚樣氣味（或具有果香、咖啡香、酒香）。這說明乙醇與氧化銅發生了化學反應。這其中涉及到的方程式有：

${\ce {2Cu{+}O2->[\Delta] 2CuO}}$

${\ce {CH3CH2OH{+}CuO->CH3CHO{+}Cu{+}H2O}}$

將上述兩個化學方程式相加便得到：

${\ce {2CH3CH2OH{+}O2->[Cu][\Delta]2CH3CHO{+}2H2O}}$

由於Cu參與反應後又迅速地生成了自身，所以它作催化劑。相似地，Ag也能作為該反應的催化劑。

如果我們將螺旋狀的熾熱的銅絲與乙醇保持較近距離但不接觸，那麼銅絲將保持持續紅熱，這說明該反應放熱。

重鉻酸鉀中的「重」字念chong（二聲），意為兩分子酸脫去一分子水形成的酸，此處指 ${\ce {H2Cr2O7}}$

被強氧化劑氧化

乙醇能被酸性高錳酸鉀（ ${\ce {KMnO4}}$ ）和酸性重鉻酸鉀（ ${\ce {K2Cr2O7}}$ ）氧化成為乙酸，氧化劑對應地被還原為 ${\ce {Mn^{2+}}}$ 和 ${\ce {Cr^{3+}}}$ 。

乙醇和水都是共價化合物，都可以看做羥基和一個不大的基團所形成的化合物。那麼它們在某些方面是否存在一些共同點呢？

水可以和活潑金屬反應，水與鈉的反應便為其代表。先回想一下水與鈉反應時的現象，點擊此處檢查所回答的現象是否完整、正確。再思考：如果鈉能夠和乙醇反應，那麼現象為何、產物又為何。

與鈉反應

實驗

取少量無水乙醇於試管中，向其中投入一小塊已擦乾表面煤油的鈉，觀察現象。

在實驗中，我們觀察到：鈉沉在乙醇底部，並不熔化，上下晃動，不發出響聲。用一個帶針頭的橡膠塞塞住試管，用燃着的木條接近針頭口，發出淡藍色火焰；將一冷而乾燥的燒杯罩在火焰上，燒杯壁上出現小水珠。

鈉沉在乙醇底部，說明鈉的密度大於乙醇；鈉不熔化，說明反應放出的熱量不如與水反應的多，並且乙醇吸收的熱量比水多；上下晃動且放出了無色氣體（氫氣）；不發出響聲說明反應不如水劇烈。

那麼放出的氫氣到底來自於乙醇上的哪一個氫原子呢？請設計一個定量實驗來判斷。

我們可以取一定物質的量的乙醇（如0.5mol），與足量的鈉反應，收集所產生的氫氣，將其體積轉化為物質的量，進行合理的推理。通過進一步的定量實驗我們可以發現，0.5mol的乙醇能夠產生0.25mol的氫氣，即一個乙醇分子中有且只有一個氫原子能夠與鈉反應放出氫氣。觀察乙醇的結構式我們可以發現：甲基上的三個氫原子是等效的、亞甲基上的兩個氫原子是等效的，只有羥基上的氫原子是「孤獨」的。所以放出的氫氣來自於羥基。

總而言之，乙醇與鈉反應不如水與鈉反應劇烈，說明乙醇中的羥基的活潑程度弱於水中羥基的活潑程度。這是因為乙基對羥基產生了影響。

該反應的方程式為：

${\ce {2C2H5OH{+}2Na->2C2H5ONa{+}H2\uparrow }}$

其中的 ${\ce {C2H5ONa}}$ 叫做乙醇鈉，是一種離子化合物。

在高中所涉及的酸鹼經典理論中它不屬於鹽，因為乙醇不是酸；而在酸鹼質子理論、酸鹼電子理論中乙醇是酸（路易斯酸），故乙醇鈉是鹽。對於這個問題教材未提及，僅作了解。

酯化反應

醇能夠和含有羥基的酸（如多數無機含氧酸、有機羧酸）反應生成酯。這個反應被稱為酯化反應。該反應的實質是酸脫去它的羥基，醇脫去羥基上的氫，餘下的部分形成新化學鍵，羥基與氫結合成水。可以記為：「酸脫羥基醇脫氫」。至於為什麼不是醇脫羥基酸脫氫，由於其解釋較複雜，故不在此解釋，有興趣的同學可以使用搜尋引擎或查閱資料了解。

酯化反應是可逆反應，由於它在常溫下的反應限度較小，需要加入催化劑（常為濃硫酸）並加熱。

如乙醇（用 ${\ce {^{18}O}}$ 標記）與乙酸：