酒精的物理化學性質
乙醇***Ethanol***俗稱酒精,是一種有機物,結構簡式CH₃CH₂OH或C₂H₅OH,分子式C₂H₆O,是最常見的一元醇。接下來小編為你整理了,一起來看看吧。
酒精的物理性質
溶解性
能與水以任意比互溶;可混溶於醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多數有機溶劑。無色透明液體***純酒精***,有特殊香味,易揮發。相對密度***d15.56***0.816。
乙醇液體密度是0.789g/cm³,乙醇氣體密度為1.59kg/m³,沸點是78.4℃,熔點是-114.3℃。易燃,其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,能與水以任意比互溶。
乙醇是一種很好的溶劑,既能溶解許多無機物,
又能溶解許多有機物,所以常用乙醇來溶解植物色素或其中的藥用成分;也常用乙醇作為反應的溶劑,使參加反應的有機物和無機物均能溶解,增大接觸面積,提高反應速率。例如,在油脂的皂化反應中,加入乙醇既能溶解NaOH,又能溶解油脂,讓它們在均相***同一溶劑的溶液***中充分接觸,加快反應速率。
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,因此乙醇黏性大,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、有特殊香味的揮發性液體。
λ=589.3nm和18.35℃下,乙醇的折射率為1.36242,比水稍高。
揮發性
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。
潮解性
由於存在氫鍵,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於乙醇中,如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化銨、溴化銨和溴化鈉等。
氯化鈉和氯化鉀則微溶於乙醇。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。
乙醇溶液密度***g/cm³******20℃***
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每***g/cm³***含有乙醇質量***%***g
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濃度(體積比%***=度***1度=1%體積)
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0.998
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0.15
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0.2
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0.996
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1.20
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1.5
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0.994
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2.30
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3.0
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0.992
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3.50
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4.4
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0.990
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4.70
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5.9
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0.988
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5.90
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7.4
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0.985
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7.90
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9.9
|
0.982
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10.0
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12.5
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0.980
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11.5
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14.2
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0.978
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13.0
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16.0
|
0.975
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15.3
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18.9
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0.972
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17.6
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21.7
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0.970
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19.1
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23.5
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0.968
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20.6
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25.3
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0.965
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22.8
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27.8
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0.962
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24.8
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30.3
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0.960
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26.2
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31.8
|
0.957
|
28.1
|
34.0
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0.954
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29.9
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36.1
|
0.950
|
32.2
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38.8
|
0.945
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35.0
|
41.3
|
0.940
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37.6
|
44.8
|
0.935
|
40.1
|
47.5
|
0.930
|
42.6
|
50.2
|
0.925
|
44.9
|
52.7
|
0.920
|
47.3
|
55.1
|
0.915
|
49.5
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57.4
|
0.910
|
51.8
|
59.7
|
0.905
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53.9
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61.9
|
0.900
|
56.2
|
64.0
|
0.895
|
58.3
|
66.2
|
0.890
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60.5
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68.2
|
0.885
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62.7
|
70.2
|
0.880
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64.8
|
72.2
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0.875
|
66.9
|
74.2
|
0.870
|
69.0
|
76.1
|
0.865
|
71.1
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77.9
|
0.860
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73.2
|
79.7
|
0.855
|
75.3
|
81.5
|
0.850
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77.3
|
83.3
|
0.845
|
79.4
|
85.0
|
0.840
|
81.4
|
86.6
|
0.835
|
83.4
|
88.2
|
0.830
|
85.4
|
89.8
|
0.825
|
87.3
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91.2
|
0.820
|
89.2
|
92.7
|
0.815
|
91.1
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94.1
|
0.810
|
93.0
|
95.4
|
0.805
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94.4
|
96.6
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0.800 | 96.5 | 97.7 |
0.795 | 98.2 | 98.9 |
0.791 | 99.5 | 99.7 |
從中可以計算出:每***g/cm³***含有乙醇重量***%***g
濃度(體積比%)=度***1度=1%體積***
例如:密度為0.791g/cm³
每***g/cm³***含有乙醇重量:0.791×99.5%=0.787045g
濃度:99.7%=99.7度
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酒精的化學性質
酸鹼性
酸性***不能稱之為酸,不能使酸鹼指示劑變色,也不與鹼反應,也可說其不具酸性***
乙醇的各種化學式
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。
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***主要是鹼金屬***反應生成對應的醇金屬以及氫氣:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑
乙醇可以和高活躍性金屬反應,生成醇鹽和氫氣。
醇金屬遇水則迅速水解生成醇和鹼
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***可以將乙醇羥基裡的氫取代出來。
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,而並非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O***條件是在催化劑Cu或Ag的作用下加熱***
實際上是乙醇先和氧化銅進行反應,然後氧化銅被還原為單質銅,現象為:黑色氧化銅變成紅色。
乙醇也可被高錳酸鉀氧化,同時高錳酸鉀由紫紅色變為無色。乙醇也可以與酸性重鉻酸鉀溶液反應,當乙醇蒸汽進入含有酸性重鉻酸鉀溶液的矽膠中時,可見矽膠由橙紅色變為草綠色,此反應現用於檢驗司機是否醉酒駕車。
酯化反應
乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化並加熱的情況下發生酯化作用,生成乙酸乙酯***具有果香味***。
C2H5OH+CH3COOH-濃H2SO4△***可逆***→CH3COOCH2CH3+H2O***此為取代反應,但逆反應催化劑為稀H2SO4或NaOH***
“酸”脫“羧基”,“醇”脫“羥基”上的“氫”
與氫鹵酸反應
乙醇可以和鹵化氫發生取代反應,生成鹵代烴和水。
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O或寫成CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
C2H5OH + HX→C2H5X + H2O
注意:通常用溴化鈉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***,並放出大量的熱,不完全燃燒時還生成一氧化碳,有黃色火焰,放出熱量
完全燃燒:C2H5OH+3O2-點燃→2CO2+3H2O
不完全燃燒:2C2H5OH+5O2—點燃→2CO2+2CO+6H2O
***2***催化氧化:在加熱和有催化劑***Cu或Ag***存在的情況下進行。
2Cu+O2-加熱→2CuO
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的實質***用Cu作催化劑***
總式:2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O***工業制乙醛***
乙醇也可被濃硫酸跟高錳酸鉀的混合物發生非常激烈的氧化反應,燃燒起來。***切記要注酸入醇,酸與醇的比例是1:3***
消去反應和脫水反應
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。
***1***消去***分子內脫水***制乙烯***170℃濃硫酸***製取時要在燒瓶中加入碎瓷片***或沸石***以免爆沸。
C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O
***2***縮合***分子間脫水***制乙醚***130℃-140℃ 濃硫酸***
2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O***此為取代反應***
脫氫反應;乙醇的蒸汽在高溫下通過脫氫催化劑如銅、銀、鎳或銅-氧化鉻時、則脫氫生成醛、
與活潑金屬反應
乙醇可以和活潑性金屬反應,生成醇鹽和氫氣。例如與鈉的反應:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
上下游原料及產品
上游原料:澱粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖澱粉酶
下游產品:鹽酸乙醇液、二硫化硒、環氧乙烷、對二乙基苯、聯苯、6-甲氧基-2-乙醯萘、戊基氰基三聯苯、乙醛、甲醛、乙醇鈉、乙醚、乙酸乙酯、乙醇***無水***、超鹽酸、覆盆子酮
酒精的物理化學性質