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Alcoholes

Un alcohol es un compuesto de carbono con un grupo –OH unido a un carbono sp³ (R–OH). Cuenta los carbonos unidos al carbono que lleva el –OH y sabrás si es primario (1°), secundario (2°) o terciario (3°). Se nombra como alcan-n-ol, dando al –OH el número más bajo. Los alcoholes se obtienen de alquenos (hidratación con ácido o hidroboración–oxidación), reduciendo aldehídos, cetonas y ácidos, o con reactivos de Grignard. Los puentes de hidrógeno les dan puntos de ebullición altos y solubilidad en agua. En las reacciones se rompe el enlace O–H (carácter ácido: Na, esterificación) o el enlace C–O (HX, deshidratación), y los alcoholes 1° y 2° se pueden oxidar. El metanol y el etanol son los alcoholes comerciales más importantes.

🎬 Historia paso a paso

  1. Te presento el etanol. Se parece al etano, pero un H se ha cambiado por un grupo –OH (la O roja). Ese –OH lo convierte en alcohol.
  2. Mira el carbono amarillo, el que sostiene el –OH. Cuenta cuántos carbonos están unidos a él: 1 carbono = primario, 2 = secundario, 3 = terciario.
  3. Para nombrarlo: busca la cadena más larga que incluya el carbono del –OH, numera desde el extremo más cercano al –OH y escribe el alcano sin la 'o' final más 'ol'. Aquí: butan-2-ol.
  4. Cómo se hace un alcohol: propeno + agua con un ácido como catalizador. El H se une al carbono del extremo y el OH al carbono del medio. Obtenemos propan-2-ol.
  5. El H de un O–H es atraído por el O de la molécula vecina. Estos puentes de hidrógeno (azules) suben el punto de ebullición y dejan que los alcoholes pequeños se mezclen con agua.
  6. Juego libre: elige un alcohol y un reactivo. Los átomos brillantes muestran qué enlace se rompe: O–H, C–O, u O–H más C–H.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Es el alcohol bencílico un fenol porque tiene un anillo de benceno?

No. En el alcohol bencílico el –OH está en el carbono del CH₂, no en el anillo. Solo el –OH unido directamente al anillo forma un fenol.

¿Por qué contamos carbonos y no hidrógenos para clasificar?

La clase nos dice qué tan ocupado está el carbono del C–OH. Los grupos de carbono empujan electrones y estorban en el espacio, y eso cambia la velocidad de las reacciones. Los átomos de H no lo hacen.

¿Por qué se numera desde el extremo más cercano al OH aunque la ramificación reciba un número mayor?

El –OH es el grupo principal (el grupo funcional), así que tiene prioridad para el número más bajo. Las ramificaciones van después.

¿Por qué el OH va al carbono del medio del propeno?

El H⁺ se une primero al carbono del extremo, así la carga positiva queda en el carbono del medio, que está sostenido por dos grupos CH₃ (un carbocatión 2°, más estable). Después el agua ataca ese carbono del medio.

¿Por qué el etanol es líquido y el propano, de masa parecida, es gas?

Las moléculas de etanol se sujetan entre sí con puentes de hidrógeno. El propano solo tiene fuerzas débiles. Hace falta más energía para separar las moléculas de etanol.

¿Por qué el K₂Cr₂O₇ no oxida a un alcohol terciario?

La oxidación quita el H del O y un H del carbono del C–OH. El carbono del C–OH de un alcohol terciario no tiene ningún H que perder, así que la oxidación normal no ocurre.

¿Qué es un alcohol? Clasificación

Un alcohol tiene un grupo –OH (hidroxilo) unido a un carbono con solo enlaces sencillos (un carbono sp³). Fórmula general: R–OH.

Según el número de grupos –OH: monohídricos (un –OH, por ejemplo el etanol), dihídricos (dos, por ejemplo el etano-1,2-diol, el glicol del anticongelante) y trihídricos (tres, por ejemplo la glicerina).

Según el carbono que sostiene el –OH (el carbono carbinol): cuenta cuántos otros carbonos lo tocan.

Casos especiales: los alcoholes alílicos (–OH en el carbono contiguo a un C=C) y los bencílicos (–OH en el carbono contiguo a un anillo de benceno). Si el –OH está en un carbono del C=C es un alcohol vinílico (inestable), y si está en el propio anillo es un fenol, que es otra familia.

Nomenclatura: cómo se nombran los alcoholes

Nombres comunes: la palabra 'alcohol' + el grupo alquilo (alcohol metílico, alcohol isopropílico). Los nombres IUPAC siguen cuatro pasos:

  1. Elige la cadena más larga que contenga el carbono del C–OH.
  2. Numera la cadena desde el extremo que dé al –OH el número más bajo.
  3. Quita la 'o' final del alcano y añade 'ol': propano → propan-1-ol o propan-2-ol.
  4. Añade las ramificaciones con sus números, en orden alfabético: 2-metilpropan-2-ol.

Si hay más de un –OH, se conserva la 'o' y se usa diol, triol: etano-1,2-diol, propano-1,2,3-triol (glicerina). Alcoholes de anillo: ciclohexanol.

Estructura

El O de un alcohol tiene dos enlaces y dos pares de electrones libres. El ángulo C–O–H es de unos 109°, un poco menor que el de un tetraedro perfecto, porque los pares libres empujan los enlaces y los acercan.

Preparación de alcoholes

1. A partir de alquenos

Hidratación catalizada por ácido: alqueno + agua con H⁺. El H va al carbono que ya tiene más átomos de H y el OH va al otro (Markovnikov). Propeno → propan-2-ol. Los pasos: (i) el H⁺ se une al C=C y se forma un carbocatión, (ii) el agua ataca al carbocatión, (iii) se pierde un H⁺.

Hidroboración–oxidación: alqueno + diborano (B₂H₆), y después H₂O₂ / NaOH. El OH queda en el carbono con más átomos de H (parece anti-Markovnikov). Propeno → propan-1-ol.

2. Reducción de compuestos carbonílicos

Aldehídos → alcoholes 1°; cetonas → alcoholes 2° (H₂ con Pd/Ni, o NaBH₄, o LiAlH₄). Los ácidos carboxílicos necesitan el fuerte LiAlH₄ para dar alcoholes 1°; en la industria primero se convierten los ácidos en ésteres y estos se reducen con H₂.

3. A partir de reactivos de Grignard

El RMgX se une al C=O y después el agua da el alcohol. Metanal (HCHO) → 1°; cualquier otro aldehído → 2°; una cetona → 3°. El nuevo enlace C–C permite construir una cadena de carbono más larga.

Propiedades físicas

Punto de ebullición: mucho más alto que el de alcanos, haloalcanos y éteres de masa parecida, por los puentes de hidrógeno entre moléculas. El punto de ebullición sube con la longitud de la cadena y baja con la ramificación (hay menos superficie de contacto).

Solubilidad: los alcoholes pequeños (metanol, etanol, propanol) se mezclan con agua en cualquier proporción porque forman puentes de hidrógeno con ella. Cuanto más larga es la cadena de carbono (la parte grasa), menos solubles son.

Reacciones químicas de los alcoholes

A. Se rompe el enlace O–H (el alcohol como ácido débil)

Con Na o K: 2R–OH + 2Na → 2R–O⁻Na⁺ + H₂. Orden de acidez: 1° > 2° > 3° (los grupos alquilo empujan electrones hacia el O). Los alcoholes son ácidos más débiles que el agua. Esterificación: R–OH + R′COOH ⇌ R′COOR + H₂O (con catalizador ácido; si se retira el agua, la reacción avanza). Los cloruros de ácido y los anhídridos también dan ésteres.

B. Se rompe el enlace C–O

Con HX: R–OH + HX → R–X + H₂O. Reactividad 3° > 2° > 1°. Prueba de Lucas (HCl concentrado + ZnCl₂ anhidro): el 3° se enturbia de inmediato, el 2° en unos 5 minutos y el 1° sigue transparente a temperatura ambiente. También el PCl₃, el PCl₅ y el SOCl₂ dan haluros de alquilo.

Deshidratación (H₂SO₄ o H₃PO₄ concentrado, con calor): etanol a 443 K → eteno. Facilidad: 3° > 2° > 1°, porque el paso por un carbocatión es más fácil en el 3°.

C. Oxidación

1° → aldehído (PCC o Cu caliente a 573 K) → ácido carboxílico (KMnO₄ fuerte o K₂Cr₂O₇ acidificado). 2° → cetona. Los alcoholes 3° resisten la oxidación normal; con Cu caliente se convierten en alquenos.

Alcoholes comerciales importantes

Metanol (alcohol de madera): antes se obtenía calentando madera; hoy se hace con CO + 2H₂ sobre un catalizador de ZnO–Cr₂O₃ a 573–673 K y 200–300 atm. Se usa como disolvente, para fabricar formaldehído y como combustible. Muy venenoso: cantidades pequeñas causan ceguera y cantidades grandes, la muerte.

Etanol: se obtiene por fermentación del azúcar de la melaza, la uva o los cereales. Las enzimas de la levadura, invertasa (sacarosa → glucosa + fructosa) y zimasa (glucosa → etanol + CO₂), hacen el trabajo, sin aire. Se usa en desinfectantes, medicinas, bebidas y como mezcla en la gasolina. El etanol industrial se desnaturaliza (se hace no apto para beber) añadiendo un poco de sulfato de cobre y piridina.

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Clasifica (CH₃)₂CH–OH, CH₃CH₂CH₂OH y (CH₃)₃C–OH.

Paso 1: busca el carbono que sostiene el –OH. Paso 2: cuenta los carbonos unidos a él. (CH₃)₂CH–OH: 2 carbonos → secundario. CH₃CH₂CH₂OH: 1 carbono → primario. (CH₃)₃C–OH: 3 carbonos → terciario.

2. Da el nombre IUPAC de CH₃–CH(OH)–CH₂–CH₃.

La cadena más larga tiene 4 carbonos (butano). Si numeras desde la izquierda, el –OH queda en la posición 2; desde la derecha sería la 3, así que elegimos 2. Nombre: butan-2-ol.

3. Nombra (CH₃)₂CH–CH₂–CH₂OH.

La cadena más larga que incluye el carbono del C–OH tiene 4 C. Numera desde el extremo del –OH: el C1 lleva el OH y la ramificación CH₃ está en el C3. Nombre: 3-metilbutan-1-ol.

4. ¿Qué alcohol se forma a partir del propeno por (a) hidratación catalizada por ácido, (b) hidroboración–oxidación?

(a) El H⁺ se une al CH₂ del extremo y forma el carbocatión secundario, más estable, en el C2; el agua lo ataca → propan-2-ol. (b) El boro se une al carbono del extremo y luego el H₂O₂/OH⁻ cambia el B por OH → propan-1-ol.

5. ¿Qué reactivo de Grignard y qué compuesto carbonílico dan 2-metilpropan-2-ol?

El producto es un alcohol 3°, así que hace falta una cetona. El (CH₃)₃C–OH tiene tres grupos CH₃ en el carbono carbinol: usa propanona (CH₃)₂C=O + CH₃MgBr y luego agua. El CH₃ se une al carbono del C=O y el O pasa a ser OH.

6. Tres botellas sin etiqueta contienen butan-1-ol, butan-2-ol y 2-metilpropan-2-ol. ¿Cómo las distinguirás?

Añade el reactivo de Lucas (HCl concentrado + ZnCl₂) a cada una a temperatura ambiente. Turbio de inmediato → 2-metilpropan-2-ol (3°). Turbio en unos 5 minutos → butan-2-ol (2°). Sigue transparente → butan-1-ol (1°). La turbidez es el cloruro de alquilo, que no se disuelve.

Errores comunes

Test de práctica

1. El propan-2-ol es un:
2. ¿Qué reactivo da turbidez inmediata con un alcohol terciario?
3. Los alcoholes tienen puntos de ebullición más altos que los alcanos de masa parecida a causa de:
4. Al reducir una cetona se obtiene un:
5. El etanol calentado con H₂SO₄ concentrado a 443 K da:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios?

Depende de cuántos carbonos están unidos al carbono que sostiene el –OH: uno (primario), dos (secundario) o tres (terciario).

¿Qué es la prueba de Lucas?

Es HCl concentrado con ZnCl₂ anhidro. Los alcoholes terciarios se enturbian de inmediato, los secundarios en unos 5 minutos y los primarios siguen transparentes a temperatura ambiente.

¿Por qué es peligroso beber metanol?

El cuerpo lo convierte en metanal y ácido metanoico, que dañan el nervio óptico y pueden causar ceguera o la muerte incluso en cantidades pequeñas.

Dónde se estudia

PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIAlcohols and phenols
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIAlcohols and phenols
RomaniaClasa a X-aCompounds with functional groups
Ukraine10 класOxygen-containing organic compounds
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CBSE (India)Class 12Alcohols, Phenols and Ethers
England (GCSE, A level)Year 123.3 Organic chemistry
Russia10 классOxygen-containing compounds
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China高三Selective 3 Ch.3 Hydrocarbon derivatives

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