Chimie · 3ème MathThème 3 : La chimie organique · Chapitre 2

Les alcools aliphatiques saturés

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• reconnaître un alcool et son groupe caractéristique ;
• nommer un alcool aliphatique saturé ;
• distinguer les trois classes d'alcools ;
• distinguer un isomère de chaîne d'un isomère de position.
• écrire l'équation de la combustion d'un alcool ;
• réaliser l'oxydation ménagée d'un alcool et identifier les produits (tests à la DNPH, au réactif de Schiff, à la liqueur de Fehling, au réactif de Tollens) ;
• distinguer les trois classes d'alcools par des expériences simples.

Situation

Au Brésil, de nombreuses voitures roulent avec un carburant « vert », l'éthanol, obtenu par fermentation du jus de canne à sucre. À quelle famille appartient-il, et quelles sont ses propriétés ?

I. Les alcools : structure, nomenclature et classes

1. Structure et nomenclature

1. Qu'est-ce qu'un alcool ?

Animation
Définition

Un alcool est un composé organique dont la molécule contient un groupe hydroxyle -OH lié à un atome de carbone qui ne forme que des liaisons simples (avec des atomes de carbone ou d'hydrogène).

Formule générale : R-OH. Si R est un groupe alkyle CnH2n+1, l'alcool est aliphatique saturé : CnH2n+1-OH, soit CnH2n+2O.

Exemples : méthanol CH3-OH, éthanol CH3-CH2-OH, propan-2-ol, 3-méthylpentan-3-ol. Une molécule à plusieurs groupes -OH est un polyalcool, comme le glycérol CH2OH-CHOH-CH2OH.

Structure et propriétés physiques

  • Structure : le carbone fonctionnel est tétragonal (au centre d'un tétraèdre) ; les liaisons C-O et O-H mesurent 1,43.10-10 m et 0,96.10-10 m.
  • Propriétés physiques : les alcools sont liquides jusqu'à onze atomes de carbone environ, solides au-delà (le dodécan-1-ol fond vers 24 °C) ; leur solubilité dans l'eau diminue quand la chaîne s'allonge. Ce sont de bons solvants.
Attention

Certains alcools sont toxiques : le méthanol peut rendre aveugle.

2. Nommer un alcool

Animation

On remplace le « e » final de l'alcane correspondant par le suffixe « ol », précédé de l'indice de position du groupe -OH.

La méthode

  • On choisit la chaîne la plus longue qui contient le carbone portant -OH ;
  • on la numérote pour que le groupe -OH ait l'indice le plus petit ;
  • on indique, s'il y a lieu, la nature et la position des ramifications (préfixes).

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CH2CH2OH© Mohamed — mimba-educ.compropan-1-ol© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CHCH3OH© Mohamed — mimba-educ.compropan-2-ol© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CCH2OHCH3CH3© Mohamed — mimba-educ.com2,2-diméthylpropan-1-ol

Exercice

CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 est le 6-méthylheptan-3-ol ; CH3-CH(CH3)-CH(OH)-CH2-CH3 est le 2-méthylpentan-3-ol (et non 4-méthylpentan-3-ol : à indice égal pour -OH, la ramification prend le plus petit indice).
Inversement, le 4-méthylhexan-3-ol s'écrit CH3-CH2-CH(OH)-CH(CH3)-CH2-CH3.

2. Classes et isomérie

1. Les trois classes d'alcools

Animation

La classe dépend du nombre d'atomes d'hydrogène portés par le carbone fonctionnel (celui qui porte -OH) :

Les classes d'alcools

ClasseCarbone fonctionnelFormule généraleExemple
primairelié à au moins 2 HR-CH2-OHbutan-1-ol
secondairelié à 1 seul HR1-CH(OH)-R2butan-2-ol
tertiairelié à aucun HR1-C(OH)(R3)-R22-méthylpropan-2-ol

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CH2CH2CH2OH© Mohamed — mimba-educ.combutan-1-ol (primaire)© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CHCH2CH3OH© Mohamed — mimba-educ.combutan-2-ol (secondaire)© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CCH3CH3OH© Mohamed — mimba-educ.com2-méthylpropan-2-ol (tertiaire)

Remarque

R, R1, R2, R3 sont des groupes hydrocarbonés (pour un alcool primaire, R peut aussi être H : le méthanol est primaire).

2. L'isomérie des alcools

Animation

Les quatre alcools de formule brute C4H10O sont isomères :

© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CH2CH2CH2OH© Mohamed — mimba-educ.com(a) butan-1-ol© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CHCH2CH3OH© Mohamed — mimba-educ.com(b) butan-2-ol© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CHCH2OHCH3© Mohamed — mimba-educ.com(c) 2-méthylpropan-1-ol© Mohamed — mimba-educ.com | MB-9992B1FECH3CCH3CH3OH© Mohamed — mimba-educ.com(d) 2-méthylpropan-2-ol

Deux sortes d'isomères

  • Isomères de chaîne : même groupe -OH, à la même position, sur des chaînes carbonées différentes : (a) et (c) (-OH en position 1), (b) et (d) (-OH en position 2).
  • Isomères de position : même chaîne carbonée, groupe -OH à des positions différentes : (a) et (b) (chaîne linéaire), (c) et (d) (chaîne ramifiée).
Attention

Deux composés ne sont isomères que s'ils ont la même formule brute. Le pentan-1-ol (C5H12O) n'est pas un isomère du butan-1-ol (C4H10O) : on compte toujours d'abord les atomes de carbone.

II. Propriétés chimiques des alcools

1. La combustion des alcools

1. Destruction de la chaîne carbonée

Animation

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