شیمی یازدهم صفحه 112 - با هم بیندیشیم
با توجه به دو ساختار داده شده به پرسشها پاسخ دهید:
(ساختار اول: $CH_{3}-CH_{2}-OH$ و ساختار دوم: $CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-OH$)
الف) پیشبینی کنید چه نوع نیروهای بین مولکولی در این دو الکل وجود دارد؟
ب) مولکول این الکلها دو بخش قطبی و ناقطبی دارند. با توجه به اینکه گشتاور دوقطبی هیدروکربنها حدود صفر است، این دو بخش را در هر مولکول بالا مشخص کنید.
پ) پیشبینی کنید در شرایط یکسان انحلالپذیری کدام الکل در آب بیشتر است؟
ت) درستی پیشبینی خود را با توجه به دادههای جدول زیر بررسی کنید.
| فرمول الکل | انحلالپذیری ($g/100g\,H_{2}O$) |
| :--- | :--- |
| $CH_{3}CH_{2}OH$ | به هر نسبتی حل میشود |
| $CH_{3}(CH_{2})_{7}OH$ | ۰/۴۶ |
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی یازدهم صفحه 112 - با هم بیندیشیم
سلام به شیمیدانهای عزیز! در این فعالیت میخواهیم تأثیر طول زنجیره کربنی را بر ویژگیهای فیزیکی الکلها، بهویژه انحلالپذیری آنها، بررسی کنیم.
**الف) نیروهای بینمولکولی:**
در هر دو الکل، به دلیل وجود گروه هیدروکسیل ($-OH$)، **پیوند هیدروژنی** وجود دارد.
همچنین به دلیل وجود زنجیره هیدروکربنی، **نیروهای واندروالسی (لاندن)** نیز بین مولکولها برقرار است.
**ب) بخشهای قطبی و ناقطبی:**
در ساختارهای رسم شده:
* گروه **$-OH$** بخش **قطبی** مولکول است که تمایل به ایجاد پیوند با آب دارد.
* زنجیره کربنی (بخش هیدروکربنی آبیرنگ) بخش **ناقطبی** یا آبگریز مولکول است.
**پ) پیشبینی انحلالپذیری:**
انتظار میرود الکل اول (**اتانول**) انحلالپذیری بسیار بیشتری داشته باشد.
زیرا بخش ناقطبی آن کوچکتر است و مانع کمتری برای برقراری پیوند هیدروژنی با مولکولهای آب ایجاد میکند.
**ت) تحلیل دادههای جدول:**
جدول کاملاً پیشبینی ما را تأیید میکند.
اتانول به دلیل زنجیره کوتاه، **به هر نسبتی** در آب حل میشود، اما الکل دوم (۱-اکتانول) با ۸ اتم کربن، بخش ناقطبی بسیار بزرگی دارد که باعث شده انحلالپذیری آن به شدت کاهش یافته و به مقدار ناچیز **۰/۴۶ گرم** برسد.
شیمی یازدهم صفحه 112 - گفتوگو کنید و نمودار
ث) درباره درستی جمله زیر گفتوگو کنید.
«با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی در الکلها، نیروی واندروالس بر هیدروژنی غلبه میکند و ویژگی ناقطبی الکل افزایش مییابد.»
ج) نمودار زیر انحلالپذیری الکلها را در مقایسه با هیدروکربنها در آب نشان میدهد. روند تغییر آنها را توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی یازدهم صفحه 112 - گفتوگو کنید و نمودار
در این بخش به تحلیل نهایی رفتار دوگانه الکلها میپردازیم.
**ث) تحلیل جمله علمی:**
این جمله **کاملاً درست** است.
در الکلها رقابتی بین بخش قطبی ($-OH$) و بخش ناقطبی وجود دارد.
با بزرگ شدن زنجیره، قدرت نیروهای لاندن بین زنجیرهها به قدری زیاد میشود که بر توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی با آب مسلط شده و مولکول رفتار مشابه **ناقطبیها** پیدا میکند.
**ج) تحلیل نمودار انحلالپذیری:**
نمودار به وضوح نشان میدهد که:
۱. انحلالپذیری **هیدروکربنها** (خط صورتی) در آب همیشه نزدیک به **صفر** است چون کاملاً ناقطبی هستند.
۲. در **الکلها** (خط سبز)، با افزایش شمار اتمهای کربن، انحلالپذیری به شدت **کاهش** مییابد.
۳. نکته جالب اینجاست که وقتی تعداد کربنها از ۶ یا ۷ بیشتر میشود، انحلالپذیری الکل آنقدر کم میشود که نمودار آن تقریباً بر نمودار هیدروکربنها منطبق میگردد.
این یعنی در زنجیرههای بلند، الکلها عملاً رفتاری شبیه به بنزین یا روغن پیدا میکنند و دیگر در آب حل نمیشوند.
پرنیان سلیمانی
1403/02/31
آقای فرزانه خسته نباشید تدریستون فوق العاده است واقعا دمتون گرم