Спирты, уксусная кислота, жиры

Если в молекуле углеводорода заменить атом водорода группой атомов, получатся вещества новых классов с новыми свойствами. Группа \(\ce{-OH}\) превращает углеводород в спирт, группа \(\ce{-COOH}\) — в карбоновую кислоту. Такие группы, определяющие свойства класса, называют функциональными.

Метанол и этанол

Спирты содержат гидроксильную группу \(\ce{-OH}\). Метанол \(\ce{CH3OH}\) — бесцветная жидкость, по запаху неотличимая от обычного спирта, но смертельно ядовитая: несколько миллилитров вызывают слепоту, а несколько десятков — смерть. Его используют как растворитель и сырьё для химической промышленности.

Этанол \(\ce{C2H5OH}\), этиловый спирт, — растворитель, топливо, сырьё; 70-процентный раствор используют для дезинфекции. Этанол содержится в алкогольных напитках и вредно действует на печень, мозг и сердце. Его получают брожением глюкозы и присоединением воды к этилену. Спирт горит почти бесцветным пламенем:

\[ \ce{C6H12O6 ->[\text{дрожжи}] 2C2H5OH + 2CO2 ^}, \qquad \ce{C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O} \]

Уксусная кислота

Уксусная кислота \(\ce{CH3COOH}\) содержит карбоксильную группу \(\ce{-COOH}\). Это слабая кислота (тема 5.4), и она проявляет общие свойства кислот: меняет окраску индикаторов, реагирует с активными металлами, основными оксидами, основаниями и солями более слабых кислот, например с карбонатами:

\[ \ce{Mg + 2CH3COOH -> (CH3COO)2Mg + H2 ^}, \qquad \ce{2CH3COOH + Na2CO3 -> 2CH3COONa + H2O + CO2 ^} \]

Со спиртами карбоновые кислоты образуют сложные эфиры — вещества с фруктовым или цветочным запахом, которые используют в парфюмерии и пищевых ароматизаторах.

Жиры

Жиры — сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот. Животные жиры, например сливочное масло и сало, обычно твёрдые, а растительные масла — жидкие: в их кислотах есть двойные связи. Если к растительному маслу присоединить водород по двойным связям, оно затвердевает; так делают маргарин. Жиры — самый энергоёмкий компонент пищи (тема 5.2) и запасное вещество организма.

Мыло

При кипячении жира со щёлочью образуются глицерин и соли высших кислот — это и есть мыло. Обычное твёрдое мыло — натриевые соли, например стеарат натрия \(\ce{C17H35COONa}\), жидкое мыло — калиевые. Моющее действие мыла объясняется строением его частиц: у них есть длинная углеводородная часть, которая растворяется в жире, и заряженная часть, которая притягивается к воде. Частицы мыла окружают капельки жира и уносят их с водой. В жёсткой воде мыло плохо мылится: ионы кальция и магния образуют с ним нерастворимые соли.