Einteilung der Alkohole und Mehrwertige Alkohole

Alkohole werden nach der Anzahl der Kohlenstoffatome am C-Atom, an dem die Hydroxygruppe gebunden ist, klassifiziert:

1. Primäre Alkohole: Ein C-Atom am OH-tragenden C-Atom

   Beispiel: Ethanol (CH3CH2OH)

2. Sekundäre Alkohole: Zwei C-Atome am OH-tragenden C-Atom

   Sekundärer Alkohol Beispiel: Propan-2-ol (CH3CH(OH)CH3)

3. Tertiäre Alkohole: Drei C-Atome am OH-tragenden C-Atom

   Tertiärer Alkohol Beispiel: 2-Methylpropan-2-ol ((CH3)3COH)

Diese Einteilung ist wichtig für das Verständnis der Reaktivität von Alkoholen, insbesondere bei Oxidationsreaktionen.

Mehrwertige Alkohole: Alkohole können auch mehrere Hydroxygruppen besitzen:

• Eine OH-Gruppe: -ol
• Zwei OH-Gruppen: -diol
• Drei OH-Gruppen: -triol

Highlight: Mit zunehmender Anzahl an OH-Gruppen steigt die Tendenz, bei Raumtemperatur als Feststoff vorzuliegen.

Alkanale: Alkanale sind eine verwandte Stoffklasse, die durch Oxidation primärer Alkohole entstehen können.

Vocabulary: Die funktionelle Gruppe der Alkanale ist die Aldehydgruppe (-CHO).

Die Nomenklatur folgt dem Schema: Name des verwandten Alkans + Endung "-al"

Oxidation von Alkoholen:

• Primäre Alkohole können zu Alkanalen oxidiert werden
• Sekundäre Alkohole können zu Ketonen oxidiert werden
• Tertiäre Alkohole können nicht oxidiert werden

Beispiel: Die Oxidation von Ethanol führt zu Ethanal. Eine weitere Oxidation von Ethanal ergibt eine Carbonsäure.

Diese Oxidationsreaktionen sind grundlegend für das Verständnis der Reaktivität von Alkoholen und ihrer Umwandlung in andere funktionelle Gruppen.

Carbonsäuren: Struktur, Reaktionen und Eigenschaften

Carbonsäuren sind eine wichtige Klasse organischer Verbindungen, die durch die Carboxygruppe (-COOH) charakterisiert sind.

Nomenklatur: Die Benennung folgt dem Schema: Name des verwandten Alkans + "säure"

Beispiel: Ethansäure (CH3COOH), auch bekannt als Essigsäure

Reaktionen von Carbonsäuren:

1. Mit Wasser: Carbonsäuren reagieren mit Wasser unter Bildung von Oxonium-Ionen (H3O+) und dem entsprechenden Carboxylat-Ion.

   Vocabulary: Oxonium-Ionen sind protonierte Wassermoleküle (H3O+).

2. Mit Metallen: Carbonsäuren reagieren mit unedlen Metallen wie Magnesium oder Blei unter Wasserstoffentwicklung.

   Beispiel: Mg + 2CH3COOH → Mg(CH3COO)2 + H2

   Diese Reaktionen sind exotherm und führen zur Bildung von Metallsalzen der Carbonsäure.

Eigenschaften von Carbonsäuren:

• Löslichkeit: Ähnlich wie Alkohole besitzen Carbonsäuren einen lipophilen Teil (Alkylrest) und einen hydrophilen Teil (Carboxygruppe).

• Schmelz- und Siedetemperaturen: Carbonsäuren haben höhere Schmelz- und Siedetemperaturen als Alkohole mit ähnlicher Molekülmasse.

  Highlight: Dies liegt an der Fähigkeit von Carbonsäuremolekülen, doppelte Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden.

• Säure-Base-Verhalten: Carbonsäuren sind schwache Säuren und können in wässriger Lösung Protonen abgeben.

Titration von Carbonsäuren: Die Konzentration von Carbonsäuren kann durch Titration mit einer Base (z.B. Natronlauge) bestimmt werden.

Beispiel: Bei der Titration von Essigsäure mit Natronlauge kann die Konzentration und der Massenanteil der Säure bestimmt werden.

Diese Eigenschaften und Reaktionen machen Carbonsäuren zu vielseitigen Verbindungen in der organischen Chemie und in vielen industriellen Anwendungen.