酒精的化学名称是乙醇。乙醇(ethanol),有机化合物,分子式C₂H₆O,结构简式CH3CH2OH或C2H5OH,俗称酒精,是最常见的一元醇。那么酒精的化学式方面有哪些知识需要学习?与酒精相关的化学知识又有哪些呢?一起来了解一下吧。
酒精的化学式
C₂H₆O
物理性质
乙醇的物理性质有:溶解性和潮解性。
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。乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多物质,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。
潮解性
由于存在氢键,乙醇具有较强的潮解性,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;但氯化钠和氯化钾微溶于乙醇。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。
化学性质
乙醇的化学性质有:酸碱性和还原性。
酸碱性
乙醇不是酸(一般意义上的酸,它不能使酸碱指示剂变色,也不具有酸的通性),乙醇溶液中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子(氢离子)。
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。
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化(催化氧化)成为乙醛甚至进一步被氧化为乙酸。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛(乙醇在体内也可以被氧化,但较缓慢,因为没有催化剂),而并非喝下去的乙醇。化学方程式:
实际上是铜先被氧化成氧化铜;然后氧化铜再与乙醇反应,被还原为单质铜(黑色氧化铜变成红色)。乙醇也可被高锰酸钾氧化成乙酸,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灰绿色(Cr3+),此反应可用于检验司机是否饮酒驾车(酒驾)。
乙醇的化学反应
1、与金属反应
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)反应生成对应的有机盐以及氢气:
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。金属钠与水反应剧烈,钠熔化,气泡猛烈,反应生成的热,可使钠燃烧;而乙醇与金属钠的反应很缓慢,形状不怎么变化,气泡很缓慢,金属钠沉在溶液底下。(2)活泼金属(钾、钙、钠等)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。醇的金属盐遇水则迅速水解生成醇和碱。
2、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;酒放得越久就越香就是因为乙醇被缓慢氧化成乙酸,然后发生酯化反应作用,生成乙酸乙酯)。反应为可逆反应:
反应中酸脱去羟基,醇脱去羟基上的氢,即“酸脱羟基醇脱氢”。
3、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。通式:
(X为卤素)注意:通常用溴化钠和中等浓度的硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应,故常有红棕色气体(溴单质)产生。
4、氧化反应
①燃烧乙醇易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。完全氧化反应: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:
②催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
以上反应即催化氧化的实质。
总式:
(制乙醛的原理)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。
5、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)(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免暴沸。
②缩合(分子间脱水)制乙醚
(此为取代反应,thick代表浓)
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