酒精的物理化學性質

General 更新 2024年11月20日

  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℃***
每***g/cm³***含有乙醇質量***%***g
濃度(體積比%***=度***1度=1%體積)
0.998
0.15
0.2
0.996
1.20
1.5
0.994
2.30
3.0
0.992
3.50
4.4
0.990
4.70
5.9
0.988
5.90
7.4
0.985
7.90
9.9
0.982
10.0
12.5
0.980
11.5
14.2
0.978
13.0
16.0
0.975
15.3
18.9
0.972
17.6
21.7
0.970
19.1
23.5
0.968
20.6
25.3
0.965
22.8
27.8
0.962
24.8
30.3
0.960
26.2
31.8
0.957
28.1
34.0
0.954
29.9
36.1
0.950
32.2
38.8
0.945
35.0
41.3
0.940
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
57.4
0.910
51.8
59.7
0.905
53.9
61.9
0.900
56.2
64.0
0.895
58.3
66.2
0.890
60.5
68.2
0.885
62.7
70.2
0.880
64.8
72.2
0.875
66.9
74.2
0.870
69.0
76.1
0.865
71.1
77.9
0.860
73.2
79.7
0.855
75.3
81.5
0.850
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
91.2
0.820
89.2
92.7
0.815
91.1
94.1
0.810
93.0
95.4
0.805
94.4
96.6
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

  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

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