乙醇的基本特性
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乙醇的结构简式为CH3CH2OH,俗称酒精、无水酒精、火酒、无水乙醇。乙醇的用途很广,可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。
乙醇的物性数据:
1.性状:无水透明、易燃易挥发液体。有酒的气体和刺激性辛辣味。
2. 密度:cm^3; (液) 20°C
3. 熔点:°C K)
4. 沸点:°C K)
5. 在水中溶解时:p Ka =
6. 黏度: mpa·s(cp),°C
7. 分子偶极矩:fC·fm D) (气)
8. 折光率:
9. 相对密度(水=1):
10.相对蒸气密度(空气=1):
11.饱和蒸气压(kPa):(19℃)
12.燃烧热(kJ/mol):
13.临界温度(℃):
14.临界压力(MPa):
15.辛醇/水分配系数的对数值:
16.闪点(℃,开口):
17.闪点(℃,闭口):
18.引燃温度(℃): 363
19.爆炸上限%(V/V):
20.爆炸下限%(V/V):
21.燃点(℃):390~430
22.蒸发热:(kJ/mol,:
23.熔化热:(kJ/kg) :
24.生成热:(kJ/mol,液体):
25.比热容:(kJ/(kg·k),20°C,定压):
26.沸点上升常数:~
27.电导率(s/m):×10-19
28.热导率(w/(m·k)):
29.体膨胀系数(k-1, 20°C):
30.气相标准燃烧热(kJ/mol):
31.气相标准声称热(kJ/mol):
32.气相标准熵(J/mol·k):
33.气相标准生成自由能(kJ/mol):
34.气相标准热熔(J/mol·k):
35. 液相标准燃烧热(kJ/mol):
36.液相标准声称热(kJ/mol):
37. 液相标准熵(J/mol·k):
38.液相标准生成自由能(kJ/mol):
39.液相标准热熔(J/mol·k):
乙醇生态学数据:
乙醇蒸汽对眼和呼吸道粘膜有轻微的刺痛作用。皮肤长期接触可出现干燥、皲裂现象。
分子结构数据:
1.摩尔折射率:
2.摩尔体积(m3/mol):
3.等张比容():
4.便面张力(dyne/cm):
5.极化率(10-24cm3):
乙醇计算化学数据:
1.疏水参数计算参考值(xlogp):
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:1
4.可旋转化学键数量:0
5.拓扑分子极性表面积(TPSA):
6.重原子数量:3
7.表面电荷:0
8.复杂度:
9.同位素原子数量:0
10.确定原子立构中心数量:0
11.不确定原子立构中心数量:0
12.确定化学键立构中心数量:0
13.不确定化学键立构中心数量:0
14.共价键单元数量:1
乙醇性质与稳定性
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,提高反应限度。
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,因此乙醇黏度很大,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,且有特殊香味的挥发性液体。
λ=和°C下,乙醇的折射率为,比水稍高。
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。随着碳数的增长,高碳醇在水中的溶解度明显下降。
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。
乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
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。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。
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)
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CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
C2H5OH + HX→C2H5X + H2O
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。
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)
贮存方法:
1.本品应密封于阴凉、通风、干燥处避光保存,防热、防晒、防火。
对金属没有腐蚀性,可用铁、软钢、铜和铝制容器贮存。
2.工业乙醇用铁桶包装,每桶200l(180kg),不得使用镀锌容器。
无水乙醇用铁桶或用玻璃瓶外加木箱包装。贮存于阴凉通风处,
防热、防火、防晒。按铁路危规61071规定运输。
乙醇合成方法:
1.发酵法
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。
发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。