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技術文章

關于乙醇的一些知識1

閱讀:1302發布時間:2009-8-14

  

 乙醇的結構簡式為CH3CH2OH,俗稱酒精,它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發的無色透明液體,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略帶刺激性。乙醇的用途很廣,可用乙醇來制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫療上也常用體積分數為70%——75%的乙醇作消毒劑等。
 

 

  中文名稱: 乙醇酒精
 

 

  英文名稱: ethyl alcohol ; ethanol
 

 

  分子式:C2H6O
 

 

  結構簡式:CH3CH2OH或C2H5OH
 

 

  官能團:羥基(-OH)
 

 

  CAS 登錄號:64-17-5
 

 

  EINECS 登錄號:200-578-6
 

 

  RTECS號: KQ6300000
 

 

  (結構如右圖)C、O原子均以sp3雜化軌道成鍵、極性分子。
 

 

  描述:乙醇分子是由乙基和羥基兩部分組成,可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代的產物,也可以看成是水分子中的一個氫原子被乙基取代的產物。乙醇分子中的碳氧鍵和氫氧鍵比較容易斷裂。
 

 

  相對分子量: 46.07
 

 

  性質
 

 

  

 

MolarMass = 46.06844(232)
 

 

  外觀與性狀: 無色液體,有特殊香味。
 

 

  密度:0.789 g/cm^3; (液)
 

 

  熔點:−117.3 °C (158.8 K)
 

 

  沸點:78.3 °C (351.6 K)
 

 

  在水中的溶解度:pKa 15.9
 

 

  黏度:1.200 mPa·s (cP), 20.0 °C
 

 

  分子偶極矩:5.64 fC·fm (1.69 D) (氣)
 

 

  折射率:1.3614
 

 

  相對密度(水=1): 0.79
 

 

  相對蒸氣密度(空氣=1): 1.59
 

 

  飽和蒸氣壓(kPa): 5.33(19℃)
 

 

  燃燒熱(kJ/mol): 1365.5
 

 

  臨界溫度(℃): 243.1
 

 

  臨界壓力(MPa): 6.38
 

 

  辛醇/水分配系數的對數值: 0.32
 

 

  閃點(℃): 12
 

 

  引燃溫度(℃): 363
 

 

  爆炸上限%(V/V): 19.0
 

 

  爆炸下限%(V/V): 3.3
 

 

  溶解性: 與水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多數有機溶劑。
 

 

  電離性:非電解質
 

 

  無色、透明,具有特殊香味的液體(易揮發),密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取劑)。是一種重要的溶劑,能溶解多種有機物和無機物。
 

 

  物理性質
 

 

  乙醇的物理性質主要與

 

其低碳直鏈醇的性質有關。分子中的羥基可以形成氫鍵,因此乙醇黏度[1]很大,也不及相近相對分子質量的有機化合物極性大。室溫下,乙醇是無色易燃,且有特殊香味的揮發性液體。
 

 

  λ=589.3nm和18.35°C下,乙醇的折射率為1.36242,比水稍高。
 

 

  作為溶劑,乙醇易揮發,且可以與水、乙酸、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、乙二醇、甘油、硝基甲烷、吡啶和甲苯等溶劑混溶。此外,低碳的脂肪族烴類如戊烷和己烷,氯代脂肪烴如1,1,1-三氯乙烷和四氯乙烯也可與乙醇混溶。隨著碳數的增長,高碳醇在水中的溶解度明顯下降。
 

 

  由于存在氫鍵,乙醇具有潮解性,可以很快從空氣中吸收水分。羥基的極性也使得很多離子化合物可溶于乙醇中,如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化銨、*和*等。氯化鈉和氯化鉀則微溶于乙醇。此外,其非極性的烴基使得乙醇也可溶解一些非極性的物質,例如大多數香精油和很多增味劑、增色劑和醫藥試劑。
 

 

化學性質

 

  

酸性

 

 

  

  

 

  CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O- + H+
 

 

  乙醇的pKa=15.9,與水相近。
 

 

  乙醇的酸性很弱,但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進行。
 

 

  CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
 

 

  因為乙醇可以電離出極少量的氫離子,所以其只能與少量金屬(主要是堿金屬)反應生成對應的醇金屬以及氫氣:
 

 

  2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2
 

 

  醇金屬遇水則迅速水解生成醇和堿
 

 

  結論:
 

 

  (1)乙醇可以與金屬鈉反應,產生氫氣,但不如水與金屬鈉反應劇烈。
 

 

  (2)活潑金屬(鉀、鈣、鈉、鎂、鋁)可以將乙醇羥基里的氫取代出來。
 

 

  與乙酸反應
 

 

  乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化并加熱的情況下發生酯化作用,生成乙酸乙酯。
 

 

  CH3CH2OH + CH3COOH →CH3COOCH2CH3 + H2O
 

 

與氫鹵酸反應

 

 

乙醇分子中含有極化的氧氫鍵,電離時生成烷氧基負離子和質子。
  

  

 

C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O

 

 


  

  C2H5OH + HX→C2H5X + H2O

 

  注意:通常用*和硫酸的混合物與乙醇加熱進行該反應。故常有紅棕色氣體產生。
 

 

氧化反應

 

 


  

  

 

  (1)燃燒:發出淡藍色火焰,生成二氧化碳和水(蒸氣),并放出大量的熱,不*燃燒時還生成一氧化碳,有黃色火焰,放出熱量
 

 

  *燃燒:C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
 

 

  (2)催化氧化:在加熱和有催化劑(Cu或Ag)存在的情況下進行。
 

 

  2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O (工業制乙醛)
 

 

  C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
 

 

  即催化氧化的實質(用Cu作催化劑)
 

 

  消去反應
 

 

  (1)分子內消去制乙烯(170℃濃硫酸)
 

 

  C2H5OH→C2H4+H2O
 

 

  (2)分子間消去制乙醚(140℃ 濃硫酸)
 

 

  C2H5OH + HOC2H5 →C2H5OC2H5 + H2O(此為取代反應)
 

 

  酯化反應
 

 

  C2H5OH+CH3COOH-濃H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O
 

 

  “酸”脫“羥基”,“醇”脫“氫”
 

 

燃燒

 

 


  

  

 

  CH3CH2OH+3O2 → 2CO2+3H2O
 

 

  乙醇也可被濃硫酸跟*的混合物發生非常激烈的氧化反應,燃燒起來。
 

 

  與鹵化氫反應
 

 

  乙醇可以和鹵化氫發生取代反應,生成鹵代烴和水。例如:
 

 

  CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
 

 

脫水反應

 

 

乙醇可以與空氣中氧氣發生劇烈的氧化反應產生燃燒現象,生成水和二氧化碳。

  

乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發生脫水反應,隨著溫度的不同生成物也不同。
 

 

  如果溫度在140℃左右生成物是乙醚

 

  CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O

 

  如果溫度在170℃左右,生成物為乙烯

 

  CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O

 

  還原性

 

  乙醇具有還原性,可以被氧化成為乙醛。酒精中毒的罪魁禍首通常被認為是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如

 

  2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(條件是在催化劑的作用下加熱)

 

  與活潑金屬反應乙醇可以和高活躍性金屬反應,生成醇鹽氫氣。例如與鈉的反應:

 

  2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2


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