电子课文·乙醇  


一、乙醇的结构和物理性质

乙醇(图51)的分子式是C2H6O,结构式是: ,简写为CH3CH2OHC2H5OH

乙醇的球棍模型 乙醇的比例模型

 

 

乙醇俗称酒精,它是没有颜色、透明而具有特殊香味的液体,密度比水小。20℃时的密度是0.7893g/cm3,沸点是78℃。乙醇易挥发,能够溶解多种无机物和有机物,能跟水以任意比互溶。

工业用酒精约含乙醇96%(质量分数)。含乙醇99.5%(质量分数)以上的酒精叫做无水酒精。制取无水酒精时,通常需要把工业酒精跟新制的生石灰混合,加热蒸馏才能制得。

各种饮用酒里都含有乙醇。啤酒含酒精3%~5%,葡萄酒含酒精6%~20%,黄酒含酒精8%~15%,白酒含酒精50%~70%(均为体积分数)。

二、乙醇的化学性质

乙醇分子是由乙基(—C2H5)和羟基(—OH)组成的,羟基比较活泼,它决定着乙醇的主要性质。乙醇分子可以看作是水分子里的一个氢原子被乙基所取代的产物。乙醇在水溶液里比水还难于电离。但是,乙醇的羟基里的氢原子也会被活泼金属所取代。

1.跟金属反应

〔实验62〕  在试管里注入约1mL无水乙醇,再放入一小块新切的、用滤纸擦干的金属钠。检验反应中放出的氢气。

乙醇跟金属钠反应,生成乙醇钠,并放出氢气。

2CH3CH2OH+2Na +H2

比起水跟金属钠的反应来,乙醇跟金属钠的反应要缓和得多。

其它活泼金属,如钾、镁、铝等也能够把乙醇的羟基里的氢取代出来。

2.氧化反应

乙醇在空气里能够燃烧,发出淡蓝色的火焰,同时放出大量的热。因此,乙醇可用作内燃机的燃料,实验室里也常用它作为燃料。

C2H5OH(液)+3O2(气) 2CO2(气)+3H2O(液)

+1367kJ

乙醇在加热和有催化剂(CuAg)存在的条件下,能够被空气氧化,生成乙醛。工业上根据这个原理,可以由乙醇制造乙醛。

2CH3CH2OH+O2 +2H2O

3.消去反应

乙醇和浓硫酸加热到170℃左右,每一个乙醇分子会脱去一个水分子而生成乙烯。

有机化合物在适当的条件下,从一个分子脱去一个小分子(如水、卤化氢等分子),而生成不饱和(双键或叁键)化合物的反应,叫做消去反应。上述消去反应是从乙醇分子中相邻的两个碳原子上脱去一个水分子的。

实验室里可以用这个方法制取乙烯。

乙醇能脱水主要是由于乙醇分子里含有羟基。如果反应条件(例如温度)不同,乙醇脱水的方式也不同,以致生成物也不同。例如乙醇和浓硫酸共热到140℃左右,那么每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚。

所以,我们可以根据物质的化学性质,按照实际需要,控制反应条件,使化学反应朝着我们所需要的方向进行。

乙醚是醚类中最重要的一种。凡是两个烃基通过一个氧原子连结起来的化合物叫做醚。醚的通式是ROR′,RR′都是烃基,可以相同,也可以不同。

乙醚是一种无色易挥发的液体,沸点是34.51℃,有特殊的气味。吸入一定量的乙醚蒸气,会引起全身麻醉,所以纯乙醚可用作外科手术时的麻醉剂。乙醚微溶于水,易溶于有机溶剂,它本身是一种优良溶剂,能溶解许多有机物。乙醚蒸气很容易着火,空气中如果混有一定比的乙醚蒸气,遇火就会发生爆炸,所以使用乙醚时要特别小心。

三、乙醇的用途

乙醇有相当广泛的用途,除用作燃料,制造饮料和香精外,也是一种重要的有机化工原料,如用乙醇制造乙酸、乙醚等。乙醇又是一种有机溶剂,用于溶解树脂,制造涂料。医疗上常用75%(体积分数)的酒精作消毒剂。

四、乙醇的工业制法

1.发酵法

发酵法是制取乙醇的一种重要方法,所用原料是含糖类很丰富的各种农产品,如高粱、玉米、薯类以及多种野生的果实等,也常利用废糖蜜。这些物质经过发酵,再进行分馏,可以得到95%(质量分数)的乙醇。

2.乙烯水化法

以石油裂解产生的乙烯为原料,在加热、加压和有催化剂(硫酸或磷酸)存在的条件下,使乙烯跟水反应,生成乙醇。这种方法叫做乙烯水化法。

CH2 CH2+HOH CH3CH2OH

用乙烯水化法生产乙醇,成本低,产量大,能节约大量粮食,所以随着石油化工的发展,这种方法发展很快。


羟音qiāng