アルコキシドの生成ってどうして起こるんですか？

質問

この間授業(高校)で習って、参考書などを見てもよくわかりませんでした。
水中だとアルコールの電離は水の電離に押さえられておこらない。けれど、Ｎａを入れると、
２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ→２Ｎａ+＋２OH-＋Ｈ2↑
が起こってアルコールが電離してＨ+を出してそこに置換してアルコキシドが生成するって先生は仰ってたんです。
私の疑問は水中で反応が起きるのなら、アルコキシドは出来てもすぐに電離してしまわないのか、そもそもアルコキシドの生成は水を使わないでやるものじゃないのかっていうことです。
どうしてアルコキシドは出来るのですか？

回答No.3

rei00 · ベストアンサー

rei00 です。お礼拝見しました。

> 最後のところのＲＯ－にな何故Ｎａが付くんですか？

　これは、RO- は陰イオンですのでカウンターイオン（陽イオン）無しには存在できません。今の場合、陽イオンのナトリウムイオンがカウンターイオンになっているわけです。

> ＲＯ－だと不安定なのですか？Ｎａは＋イオンでいるよりも
> ＲＯ－Ｎａでいる方が安定なのですか？

　上記のように、溶液中でこれらは RO-Na と結合した形で存在しているのではなく、RO- と Na+ というイオンの形で存在しています。

> またＲＯ－Ｈの結合の方がＲＯ－Ｎａの結合よりも
> 電気陰性度の差が小さいから安定しているようにも
> 思うのですが・・・。

　お書きの通りです。ですので、水などがあると、RO- は水の H+ を取って RO-H になります。後には NaOH (Na+ と OH-) が残ります。

　そのため、アルコキシド（RO-）を作るときにはアルコール（ROH）を金属ナトリウムと反応させるわけです。ここで水が存在するとアルコキシドはできずに水酸化ナトリウムが出来てしまうのは先に回答した通りです。

お礼

どうもありがとうございました。すっきりしました。

回答No.2

rei00

> 水中だとアルコールの電離は水の電離に押さえられて
> おこらない。

　次の反応式ですね。

　　H2O ＋ H2O ←→ H3O+ ＋ OH-　（1）
　　ROH ＋ H2O ←→ H3O+ ＋ RO-　（2）

　あ，高校だと次の（1'），（2'）しか習ってないかな。

　　H2O ←→ H+ ＋ OH-　（1'）
　　ROH ←→ H+ ＋ RO-　（2'）

　（1 or 1'）式の平衡が右へ寄るから，（2 or 2'）式の平衡は左へ寄るという事ですね。高校レベルだとそれで良いと思いますが，厳密にはチョット違うような気が・・・（恥ずかしながら，気弱です）。

　実際は（2）式の平衡の問題です。アルコール（ROH）とオキソニウムイオン（H3O+）のどちらが H+ を相手に与えやすいか（つまり，どちらが強い酸か）の問題です。で，細かい事は省略しますが（大学レベルになりますから），オキソニウムイオン（H3O+）の方が強い酸ですので（2）式の平衡は左に寄ります。つまり，水が存在すると，アルコールの電離は抑えられます（とは言っても，平衡反応ですから全くゼロではないですが）。

> けれど、Ｎａを入れると、
> ２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ→２Ｎａ+＋２OH-＋Ｈ2↑
> が起こって

　この反応（水とナトリウムの反応）が起るのはその通りです。この反応は水素と熱を発生しますので，水素が空中の酸素と激しく反応します。つまり，爆発が起きます！

> アルコールが電離してＨ+を出してそこに置換して
> アルコキシドが生成するって先生は仰ってたんです。

　これは間違いです。上の反応式にはアルコールは関係ないでしょう。

> 私の疑問は水中で反応が起きるのなら、アルコキシドは
> 出来てもすぐに電離してしまわないのか、

　『すぐに電離してしまわないのか』じゃないですね。「すぐにアルコールに戻ってしまわないのか」の意味ですよね？　でしたら，その通りです。

> そもそもアルコキシドの生成は水を使わないで
> やるものじゃないのかっていうことです。

　そうです。上に書いた様に，水が存在するとアルコールとアルコキシドの平衡は殆どアルコール側へ片寄ってしまい，実際にはアルコキシドが出来ません。ただし，極く少量は出来ますので，これが直ぐに反応する条件であれば水が存在してもアルコキシドの反応を行なう事は可能です。

> どうしてアルコキシドは出来るのですか？

　どの程度まで習われているかが判りませんので，簡単に言いいます。ナトリウムとアルコールを比べた場合，ナトリウムの電子を出して＋イオンになろうとする力が強いため，ナトリウムがアルコールに電子を与えてイオンになります。一方，電子を受け取った（受け取らされた）アルコールは，分子内で一番弱い結合をしている RO－H の結合が切れ RO- と H・ になります。H・ はそのままでは非常に不安定ですので，H・ 同士で結合して水素分子（H2）になります。

　いかがでしょうか。かなり簡略化して説明したので，大学以上のレベルの方が見ると異論も出るかと思いますが，大筋は間違っていないと思います。

お礼

どうもありがとうございました。
最後のところのＲＯ－にな何故Ｎａが付くんですか？ＲＯ－だと不安定なのですか？Ｎａは＋イオンでいるよりもＲＯ－Ｎａでいる方が安定なのですか？
またＲＯ－Ｈの結合の方がＲＯ－Ｎａの結合よりも電気陰性度の差が小さいから安定しているようにも思うのですが・・・。
すみません。質問攻めにしてしまって。

回答No.1

toagoo

わたしも勉強中なので、　間違い有ったらゴメンね。
詳細を補足して。

金属Ｎａを水中に投入させて、アルコールと反応させると、
それ以前に、爆発的に反応して、分解の際に燃焼して、ちゃんと反応するかな？
窒素雰囲気での実験だよね。

やったこと無いので判らないけど、大気中では無理な気がします。

私も、特殊なアルコキシ基の付いた物を実験中です。
詳細は申せませんけど、有る金属とアルコールを窒素中で、色々と反応させてます。