રસાયણશાસ્ત્ર એલ્કોહોલ અને તેના પ્રકારો

એલ્કોહોલ શું છે?#

એલ્કોહોલ એ કાર્બનિક સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જેમાં હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) સમૂહ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય છે. મદ્યપાનમાં મળી આવતા ચોક્કસ પ્રકારના એલ્કોહોલનો ઉલ્લેખ કરતી વખતે તેને ઘણીવાર “ડ્રિંકિંગ એલ્કોહોલ” અથવા “ઇથાઇલ એલ્કોહોલ” તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો કે, ઘણા વિવિધ પ્રકારના એલ્કોહોલ છે, દરેકની પોતાની અનન્ય ગુણધર્મો અને ઉપયોગો સાથે.

એલ્કોહોલના પ્રકારો#

એલ્કોહોલને તેમની સમાવિષ્ટ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહોની સંખ્યાના આધારે ઘણા પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે:

• મોનોહાઇડ્રિક એલ્કોહોલ: આ એલ્કોહોલમાં ફક્ત એક જ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોય છે. મિથેનોલ, ઇથેનોલ અને પ્રોપેનોલ એ મોનોહાઇડ્રિક એલ્કોહોલના ઉદાહરણો છે.
• ડાઇહાઇડ્રિક એલ્કોહોલ: આ એલ્કોહોલમાં બે હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો હોય છે. ઇથિલીન ગ્લાયકોલ અને પ્રોપિલીન ગ્લાયકોલ એ ડાઇહાઇડ્રિક એલ્કોહોલના ઉદાહરણો છે.
• ટ્રાઇહાઇડ્રિક એલ્કોહોલ: આ એલ્કોહોલમાં ત્રણ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો હોય છે. ગ્લિસરોલ એ ટ્રાઇહાઇડ્રિક એલ્કોહોલનું ઉદાહરણ છે.

એલ્કોહોલની રચના#

એલ્કોહોલ એ કાર્બનિક સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જેમાં $\ce{hydroxyl (-OH)}$ સમૂહ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય છે. તેને ઘણીવાર એલ્કેનોલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, કારણ કે તેને એક અથવા વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો દ્વારા બદલાયેલા એલ્કેનના વ્યુત્પન્ન તરીકે ગણી શકાય.

એલ્કોહોલનું સામાન્ય સૂત્ર#

એલ્કોહોલનું સામાન્ય સૂત્ર $\ce{R-OH}$ છે, જ્યાં R એ એલ્કાઇલ સમૂહનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. એલ્કાઇલ સમૂહ સીધી શૃંખલા, શાખાયુક્ત અથવા ચક્રીય હોઈ શકે છે. સૌથી સરળ એલ્કોહોલ મિથેનોલ $\ce{(CH3OH)}$ છે, જેમાં એક કાર્બન પરમાણુ હોય છે. ઇથેનોલ $\ce{(C2H5OH)}$ એ મદ્યપાનમાં મળી આવતું એલ્કોહોલ છે.

એલ્કોહોલના ભૌતિક ગુણધર્મો#

એલ્કોહોલ સામાન્ય રીતે લાક્ષણિક ગંધ સાથે રંગહીન પ્રવાહી હોય છે. તે પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને પ્રમાણમાં ઓછા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે. એલ્કોહોલનું ઉત્કલનબિંદુ આણ્વીય વજન વધવા સાથે વધે છે.

એલ્કોહોલ જ્વલનશીલ પણ હોય છે અને વાદળી જ્યોત સાથે બળી શકે છે.

એલ્કોહોલના રાસાયણિક ગુણધર્મો#

એલ્કોહોલ વિવિધ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓથી પસાર થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• પ્રતિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ: એલ્કોહોલ હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એલ્કાઇલ હેલાઇડ બનાવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેનોલ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ બનાવે છે.
• સંયોજન પ્રક્રિયાઓ: એલ્કોહોલ એલ્કીન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઈથર બનાવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેનોલ ઇથિલીન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાઇઇથાઇલ ઈથર બનાવે છે.
• ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ: એલ્કોહોલને ઑક્સિડાઇઝ કરીને એલ્ડિહાઇડ, કીટોન અથવા કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેનોલને ઑક્સિડાઇઝ કરીને એસિટાલ્ડિહાઇડ બનાવી શકાય છે, જેને પછી વધુ ઑક્સિડાઇઝ કરીને એસિટિક એસિડ બનાવી શકાય છે.

એલ્કોહોલ એ બહુમુખી અને મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક સંયોજનોનો વર્ગ છે જેનો વ્યાપક ઉપયોગ છે. તેમના અનન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મો તેમને દ્રાવકો, ઇંધણ, પીણાં અને ઔષધિઓ તરીકે ઉપયોગી બનાવે છે.

એલ્કોહોલનું વર્ગીકરણ#

એલ્કોહોલને તેમની સમાવિષ્ટ હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) સમૂહોની સંખ્યાના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પ્રાથમિક, દ્વિતીય અને તૃતીયક વર્ગીકરણ -OH સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યાના આધારે છે.

પ્રાથમિક એલ્કોહોલ

• પ્રાથમિક એલ્કોહોલમાં $\ce{-OH}$ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે એક કાર્બન પરમાણુ જોડાયેલો હોય છે.
• પ્રાથમિક એલ્કોહોલનું સામાન્ય સૂત્ર $\ce{R-CH2-OH}$ છે, જ્યાં R એ એલ્કાઇલ સમૂહ છે.
• પ્રાથમિક એલ્કોહોલના ઉદાહરણોમાં મિથેનોલ $\ce{(CH3OH)}$, ઇથેનોલ $\ce{(CH3CH2OH)}$ અને પ્રોપેનોલ $\ce{(CH3CH2CH2OH)}$નો સમાવેશ થાય છે.

દ્વિતીય એલ્કોહોલ

• દ્વિતીય એલ્કોહોલમાં -OH સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે બે કાર્બન પરમાણુઓ જોડાયેલા હોય છે.
• દ્વિતીય એલ્કોહોલનું સામાન્ય સૂત્ર $\ce{R2CH-OH}$ છે, જ્યાં R1 અને R2 એલ્કાઇલ સમૂહો છે.
• દ્વિતીય એલ્કોહોલના ઉદાહરણોમાં આઇસોપ્રોપેનોલ $\ce{[(CH3)2CHOH]}$, 2-બ્યુટેનોલ $\ce{(CH3CH(OH)CH2CH3)}$ અને $\ce{cyclohexanol (C6H11OH)}$નો સમાવેશ થાય છે.

તૃતીયક એલ્કોહોલ

• તૃતીયક એલ્કોહોલમાં $\ce{-OH}$ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ જોડાયેલા હોય છે.
• તૃતીયક એલ્કોહોલનું સામાન્ય સૂત્ર $\ce{R3C-OH}$ છે, જ્યાં R1, R2 અને R3 એલ્કાઇલ સમૂહો છે.
• તૃતીયક એલ્કોહોલના ઉદાહરણોમાં ટર્ટ-બ્યુટાઇલ એલ્કોહોલ $\ce{[(CH3)3COH]}$, 2-મિથાઇલ-2-બ્યુટેનોલ $\ce{[(CH3)3COH]}$ અને 1-એડમેન્ટેનોલ $\ce{(C10H16OH)}$નો સમાવેશ થાય છે.

એલ્કોહોલના અન્ય વર્ગીકરણો

પ્રાથમિક, દ્વિતીય અને તૃતીયક વર્ગીકરણ ઉપરાંત, એલ્કોહોલને તેમની સમાવિષ્ટ કાર્યાત્મક સમૂહના પ્રકારના આધારે પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. એલ્કોહોલમાં મળી આવતા કેટલાક સામાન્ય કાર્યાત્મક સમૂહોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ડાઇઓલ: એલ્કોહોલ જેમાં બે -OH સમૂહો હોય છે.
• ટ્રાઇઓલ: એલ્કોહોલ જેમાં ત્રણ -OH સમૂહો હોય છે.
• પોલીઓલ: એલ્કોહોલ જેમાં ત્રણ કરતાં વધુ -OH સમૂહો હોય છે.
• ફિનોલ: એલ્કોહોલ જેમાં બેન્ઝીન વલય સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોય છે.
• ઇથિલીન ગ્લાયકોલ: એલ્કોહોલ જેમાં સમાન કાર્બન પરમાણુ સાથે બે -OH સમૂહો જોડાયેલા હોય છે.

એલ્કોહોલનું વર્ગીકરણ તેમના ગુણધર્મો અને પ્રતિક્રિયાશીલતાને સમજવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રાથમિક એલ્કોહોલ એલ્કોહોલનો સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રકાર છે, તે પછી દ્વિતીય એલ્કોહોલ અને પછી તૃતીયક એલ્કોહોલ આવે છે. પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન રચાતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીઓની સ્થિરતાને કારણે આ પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ટ્રેન્ડ છે.

એલ્કોહોલનું નામકરણ#

એલ્કોહોલ એ કાર્બનિક સંયોજનો છે જેમાં હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) સમૂહ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય છે. તેમને નીચેના નિયમો અનુસાર નામ આપવામાં આવે છે:

1. પ્રાથમિક, દ્વિતીય અને તૃતીયક એલ્કોહોલ

એલ્કોહોલને પ્રાથમિક, દ્વિતીય અથવા તૃતીયક તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે -OH સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા અન્ય કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યાના આધારે છે.

• પ્રાથમિક એલ્કોહોલ: -OH સમૂહ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ એક અન્ય કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય છે.
• દ્વિતીય એલ્કોહોલ: -OH સમૂહ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ બે અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય છે.
• તૃતીયક એલ્કોહોલ: -OH સમૂહ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ ત્રણ અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય છે.

2. એલ્કોહોલનું નામકરણ

એલ્કોહોલનું નામ મૂળ હાઇડ્રોકાર્બનના નામ પર આધારિત હોય છે, જેમાં પ્રત્યય “-ol” ઉમેરવામાં આવે છે. -OH સમૂહની સ્થિતિ સંખ્યા દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે:

• મિથેનોલ: $\ce{CH3OH}$ (પ્રાથમિક એલ્કોહોલ)
• ઇથેનોલ: $\ce{CH3CH2OH}$ (પ્રાથમિક એલ્કોહોલ)
• પ્રોપેનોલ: $\ce{CH3CH2CH2OH}$ (પ્રાથમિક એલ્કોહોલ)
• 2-પ્રોપેનોલ: $\ce{(CH3)2CHOH}$ (દ્વિતીય એલ્કોહોલ)
• 2-મિથાઇલ-2-પ્રોપેનોલ: $\ce{(CH3)3COH}$ (તૃતીયક એલ્કોહોલ)

3. એલ્કોહોલના સામાન્ય નામો

કેટલાક એલ્કોહોલના સામાન્ય નામો છે જે હજુ પણ વ્યાપકપણે વપરાય છે. આ સામાન્ય નામો ઘણીવાર એલ્કોહોલના સ્ત્રોત પર આધારિત હોય છે.

ઉદાહરણ તરીકે:

• મિથાઇલ એલ્કોહોલ: મિથેનોલ
• ઇથાઇલ એલ્કોહોલ: ઇથેનોલ
• આઇસોપ્રોપાઇલ એલ્કોહોલ: 2-પ્રોપેનોલ
• બ્યુટાઇલ એલ્કોહોલ: 1-બ્યુટેનોલ
• એમાઇલ એલ્કોહોલ: 1-પેન્ટેનોલ

4. કાર્યાત્મક વર્ગ નામકરણ

એલ્કોહોલને કાર્યાત્મક વર્ગ નામકરણનો ઉપયોગ કરીને પણ નામ આપી શકાય છે. આ પ્રણાલીમાં, -OH સમૂહને કાર્યાત્મક સમૂહ ગણવામાં આવે છે, અને એલ્કોહોલને મૂળ હાઇડ્રોકાર્બનના વ્યુત્પન્ન તરીકે નામ આપવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે:

• મિથેનોલ: હાઇડ્રોક્સિમિથેન
• ઇથેનોલ: હાઇડ્રોક્સિઇથેન
• પ્રોપેનોલ: હાઇડ્રોક્સિપ્રોપેન
• 2-પ્રોપેનોલ: 2-હાઇડ્રોક્સિપ્રોપેન
• 2-મિથાઇલ-2-પ્રોપેનોલ: 2-મિથાઇલ-2-હાઇડ્રોક્સિપ્રોપેન

5. આઇયુપીએસી નામકરણ

ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાઇડ કેમિસ્ટ્રી (IUPAC) એ એલ્કોહોલ માટે વ્યવસ્થિત નામકરણ પ્રણાલી વિકસાવી છે. આ પ્રણાલી નીચેના નિયમો પર આધારિત છે:

• સૌથી લાંબી કાર્બન શૃંખલા જેમાં -OH સમૂહ હોય તેને મૂળ શૃંખલા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
• -OH સમૂહને શક્ય તેટલી નીચી સંખ્યા સોંપવામાં આવે છે.
• કોઈપણ અવેજીકરનાર સમૂહોના નામો મૂળ શૃંખલાના નામમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે:

• મિથેનોલ: $\ce{CH3OH}$
• ઇથેનોલ: $\ce{CH3CH2OH}$
• પ્રોપેનોલ: $\ce{CH3CH2CH2OH}$
• 2-પ્રોપેનોલ: $\ce{(CH3)2CHOH}$
• 2-મિથાઇલ-2-પ્રોપેનોલ: $\ce{(CH3)3COH}$

એલ્કોહોલનું નામકરણ એક જટિલ વિષય છે, પરંતુ આ સંયોજનો વિશે અસરકારક રીતે વાતચીત કરવા માટે તેને સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે. આ લેખમાં રૂપરેખાંકિત નિયમોનું પાલન કરીને, તમે કોઈપણ એલ્કોહોલને યોગ્ય રીતે નામ આપી શકો છો.

એલ્કોહોલની તૈયારી#

એલ્કોહોલ એ કાર્બનિક સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જેમાં હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) સમૂહ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય છે. તે બહુમુખી સંયોજનો છે જેનો દ્રાવકો, ઇંધણ અને પીણાં સહિત વ્યાપક ઉપયોગ છે.

એલ્કોહોલ તૈયાર કરવાની ઘણી પદ્ધતિઓ છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

1. એલ્કીનમાંથી#

a) એલ્કીનનું જલીયકરણ (માર્કોવનિકોવનો નિયમ)

એલ્કીનને એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં, જેમ કે સલ્ફ્યુરિક એસિડ અથવા ફોસ્ફોરિક એસિડ, પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને એલ્કોહોલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાને જલીયકરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એલ્કીનમાં પાણીનું સંયોજન માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે, જે જણાવે છે કે પાણીના અણુમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ ડબલ બોન્ડના તે કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાય છે જેમાં સૌથી વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇથીનનું જલીયકરણ થાય છે, ત્યારે તે ઇથાઇલ એલ્કોહોલ બનાવે છે:

$\ce{ CH2=CH2 + H2O → CH3CH2OH }$

b) હાઇડ્રોબોરેશન-ઑક્સિડેશન

હાઇડ્રોબોરેશન-ઑક્સિડેશન એ બે-પગલાની પ્રક્રિયા છે જેમાં એલ્કીનની બોરેન (BH3) સાથે પ્રક્રિયા, અને પછી હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (H2O2) અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) સાથે ઑક્સિડેશનનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રક્રિયા પણ માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇથીન હાઇડ્રોબોરેશન-ઑક્સિડેશનથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે ઇથાઇલ એલ્કોહોલ બનાવે છે:

$\ce{ CH2=CH2 + BH3 → CH3CH2BH2 CH3CH2BH2 + H2O2 + NaOH → CH3CH2OH + NaBO2 + H2O }$

2. એલ્કાઇલ હેલાઇડમાંથી#

a) ન્યુક્લિઓફિલિક પ્રતિસ્થાપન

એલ્કાઇલ હેલાઇડને ન્યુક્લિઓફાઇલ સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને એલ્કોહોલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જેમ કે હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન (OH-) અથવા પાણી. આ પ્રક્રિયાને ન્યુક્લિઓફિલિક પ્રતિસ્થાપન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ન્યુક્લિઓફાઇલ એલ્કાઇલ હેલાઇડના કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે, હેલાઇડ આયનને વિસ્થાપિત કરે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇથાઇલ બ્રોમાઇડને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઇથાઇલ એલ્કોહોલ બનાવે છે:

$\ce{ CH3CH2Br + OH- → CH3CH2OH + Br- }$

b) ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયા

ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયામાં એલ્કાઇલ હેલાઇડની મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે શુષ્ક ઈથરમાં પ્રક્રિયા કરીને ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે. ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયકને પછી કાર્બોનિલ સંયોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી શકાય છે, જેમ કે ફોર્માલ્ડિહાઇડ અથવા એસિટોન, જેથી એલ્કોહોલ બને.

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇથાઇલ બ્રોમાઇડને મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે અને પછી ફોર્માલ્ડિહાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઇથાઇલ એલ્કોહોલ બનાવે છે:

$\ce{ CH3CH2Br + Mg → CH3CH2MgBr (ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક) CH3CH2MgBr + HCHO → CH3CH2OH + Mg(OH)Br }$

3. એલ્ડિહાઇડ અને કીટોનમાંથી#

એલ્ડિહાઇડ અને કીટોનને રિડ્યુસિંગ એજન્ટ સાથે રિડ્યુસ કરીને એલ્કોહોલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જેમ કે સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ (NaBH4) અથવા લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ (LiAlH4).

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇથેનાલને સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ સાથે રિડ્યુસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઇથાઇલ એલ્કોહોલ બનાવે છે:

$\ce{ CH3CHO + NaBH4 → CH3CH2OH + NaBO2 }$

4. કિણ્વન#

એલ્કોહોલ કિણ્વન દ્વારા પણ ઉત્પાદિત કરી શકાય છે, જે એક પ્રક્રિયા છે જેમાં યીસ્ટ અથવા બેક્ટેરિયા શર્કરાને એલ્કોહોલ