酒精的物理化学性质
酒精的物理化学性质
乙醇(Ethanol)俗称酒精,是一种有机物,结构简式CH₃CH₂OH或C₂H₅OH,分子式C₂H₆O,是最常见的一元醇。接下来学习啦小编为你整理了酒精的物理化学性质,一起来看看吧。
酒精的物理性质
溶解性
能与水以任意比互溶;可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。无色透明液体(纯酒精),有特殊香味,易挥发。相对密度(d15.56)0.816。
乙醇液体密度是0.789g/cm³,乙醇气体密度为1.59kg/m³,沸点是78.4℃,熔点是-114.3℃。易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。
乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,
又能溶解许多有机物,所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分;也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。例如,在油脂的皂化反应中,加入乙醇既能溶解NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相(同一溶剂的溶液)中充分接触,加快反应速率。
乙醇的物理性质主要与其低碳直链醇的性质有关。分子中的羟基可以形成氢键,因此乙醇黏性大,也不及相近相对分子质量的有机化合物极性大。
室温下,乙醇是无色、易燃、有特殊香味的挥发性液体。
λ=589.3nm和18.35℃下,乙醇的折射率为1.36242,比水稍高。
挥发性
作为溶剂,乙醇易挥发,且可以与水、乙酸、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、乙二醇、甘油、硝基甲烷、吡啶和甲苯等溶剂混溶。此外,低碳的脂肪族烃类如戊烷和己烷,氯代脂肪烃如1,1,1-三氯乙烷和四氯乙烯也可与乙醇混溶。
潮解性
由于存在氢键,乙醇具有潮解性,可以很快从空气中吸收水分。
羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中,如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等。
氯化钠和氯化钾则微溶于乙醇。此外,其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质,例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。
乙醇溶液密度(g/cm³)(20℃) | 每(g/cm³)含有乙醇质量(%)g | 浓度(体积比%)=度(1度=1%体积) |
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 |
从中可以计算出:每(g/cm³)含有乙醇重量(%)g 浓度(体积比%)=度(1度=1%体积) 例如:密度为0.791g/cm³ 每(g/cm³)含有乙醇重量:0.791×99.5%=0.787045g 浓度:99.7%=99.7度 |
酒精的化学性质
酸碱性
酸性(不能称之为酸,不能使酸碱指示剂变色,也不与碱反应,也可说其不具酸性)
乙醇的各种化学式
乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O- + H+
乙醇的pKa=15.9,与水相近。
乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以其只能与少量金属(主要是碱金属)反应生成对应的醇金属以及氢气:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑
乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。
醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热)
实际上是乙醇先和氧化铜进行反应,然后氧化铜被还原为单质铜,现象为:黑色氧化铜变成红色。
乙醇也可被高锰酸钾氧化,同时高锰酸钾由紫红色变为无色。乙醇也可以与酸性重铬酸钾溶液反应,当乙醇蒸汽进入含有酸性重铬酸钾溶液的硅胶中时,可见硅胶由橙红色变为草绿色,此反应现用于检验司机是否醉酒驾车。
酯化反应
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下发生酯化作用,生成乙酸乙酯(具有果香味)。
C2H5OH+CH3COOH-浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此为取代反应,但逆反应催化剂为稀H2SO4或NaOH)
“酸”脱“羧基”,“醇”脱“羟基”上的“氢”
与氢卤酸反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O或写成CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
C2H5OH + HX→C2H5X + H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
氧化反应
(1)燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水(蒸气),并放出大量的热,不完全燃烧时还生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量
完全燃烧:C2H5OH+3O2-点燃→2CO2+3H2O
不完全燃烧:2C2H5OH+5O2—点燃→2CO2+2CO+6H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2Cu+O2-加热→2CuO
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
总式:2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O(工业制乙醛)
乙醇也可被浓硫酸跟高锰酸钾的混合物发生非常激烈的氧化反应,燃烧起来。(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)
消去反应和脱水反应
乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。
(1)消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免爆沸。
C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(130℃-140℃ 浓硫酸)
2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O(此为取代反应)
脱氢反应;乙醇的蒸汽在高温下通过脱氢催化剂如铜、银、镍或铜-氧化铬时、则脱氢生成醛、
与活泼金属反应
乙醇可以和活泼性金属反应,生成醇盐和氢气。例如与钠的反应:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
上下游原料及产品
上游原料:淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶
下游产品:盐酸乙醇液、二硫化硒、环氧乙烷、对二乙基苯、联苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三联苯、乙醛、甲醛、乙醇钠、乙醚、乙酸乙酯、乙醇(无水)、超盐酸、复盆子酮