Свойства этанол: Этанол, структурная формула, химические, физические свойства

Этанол, структурная формула, химические, физические свойства

1

H

ВодородВодород

1,008

1s¹

2,2

Бесцветный газ

t°_пл=-259°C

t°_кип=-253°C

2

He

ГелийГелий

4,0026

1s²

Бесцветный газ

t°_кип=-269°C

3

Li

ЛитийЛитий

6,941

2s¹

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=180°C

t°_кип=1317°C

4

Be

БериллийБериллий

9,0122

2s²

1,57

Светло-серый металл

t°_пл=1278°C

t°_кип=2970°C

5

B

БорБор

10,811

2s² 2p¹

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

t°_пл=2300°C

t°_кип=2550°C

6

C

УглеродУглерод

12,011

2s² 2p²

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

t°_пл=3550°C

t°_кип=4830°C

7

N

АзотАзот

14,007

2s² 2p³

3,04

Бесцветный газ

t°_пл=-210°C

t°_кип=-196°C

8

O

КислородКислород

15,999

2s² 2p⁴

3,44

Бесцветный газ

t°_пл=-218°C

t°_кип=-183°C

9

F

ФторФтор

18,998

2s² 2p⁵

4,0

Бледно-желтый газ

t°_пл=-220°C

t°_кип=-188°C

10

Ne

НеонНеон

20,180

2s² 2p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-249°C

t°_кип=-246°C

11

Na

НатрийНатрий

22,990

3s¹

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=98°C

t°_кип=892°C

12

Mg

МагнийМагний

24,305

3s²

1,31

Серебристо-белый металл

t°_пл=649°C

t°_кип=1107°C

13

Al

АлюминийАлюминий

26,982

3s² 3p¹

1,61

Серебристо-белый металл

t°_пл=660°C

t°_кип=2467°C

14

Si

КремнийКремний

28,086

3s² 3p²

1,9

Коричневый порошок / минерал

t°_пл=1410°C

t°_кип=2355°C

15

P

ФосфорФосфор

30,974

3s² 3p³

2,2

Белый минерал / красный порошок

t°_пл=44°C

t°_кип=280°C

16

S

СераСера

32,065

3s² 3p⁴

2,58

Светло-желтый порошок

t°_пл=113°C

t°_кип=445°C

17

Cl

ХлорХлор

35,453

3s² 3p⁵

3,16

Желтовато-зеленый газ

t°_пл=-101°C

t°_кип=-35°C

18

Ar

АргонАргон

39,948

3s² 3p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-189°C

t°_кип=-186°C

19

K

КалийКалий

39,098

4s¹

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=64°C

t°_кип=774°C

20

Ca

КальцийКальций

40,078

4s²

1,0

Серебристо-белый металл

t°_пл=839°C

t°_кип=1487°C

21

Sc

СкандийСкандий

44,956

3d¹ 4s²

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

t°_пл=1539°C

t°_кип=2832°C

22

Ti

ТитанТитан

47,867

3d² 4s²

1,54

Серебристо-белый металл

t°_пл=1660°C

t°_кип=3260°C

23

V

ВанадийВанадий

50,942

3d³ 4s²

1,63

Серебристо-белый металл

t°_пл=1890°C

t°_кип=3380°C

24

Cr

ХромХром

51,996

3d⁵ 4s¹

1,66

Голубовато-белый металл

t°_пл=1857°C

t°_кип=2482°C

25

Mn

МарганецМарганец

54,938

3d⁵ 4s²

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

t°_пл=1244°C

t°_кип=2097°C

26

Fe

ЖелезоЖелезо

55,845

3d⁶ 4s²

1,83

Серебристо-белый металл

t°_пл=1535°C

t°_кип=2750°C

27

Co

КобальтКобальт

58,933

3d⁷ 4s²

1,88

Серебристо-белый металл

t°_пл=1495°C

t°_кип=2870°C

28

Ni

НикельНикель

58,693

3d⁸ 4s²

1,91

Серебристо-белый металл

t°_пл=1453°C

t°_кип=2732°C

29

Cu

МедьМедь

63,546

3d¹⁰ 4s¹

1,9

Золотисто-розовый металл

t°_пл=1084°C

t°_кип=2595°C

30

Zn

ЦинкЦинк

65,409

3d¹⁰ 4s²

1,65

Голубовато-белый металл

t°_пл=420°C

t°_кип=907°C

31

Ga

ГаллийГаллий

69,723

4s² 4p¹

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=30°C

t°_кип=2403°C

32

Ge

ГерманийГерманий

72,64

4s² 4p²

2,0

Светло-серый полуметалл

t°_пл=937°C

t°_кип=2830°C

33

As

МышьякМышьяк

74,922

4s² 4p³

2,18

Зеленоватый полуметалл

t°_субл=613°C

(сублимация)

34

Se

СеленСелен

78,96

4s² 4p⁴

2,55

Хрупкий черный минерал

t°_пл=217°C

t°_кип=685°C

35

Br

БромБром

79,904

4s² 4p⁵

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

t°_пл=-7°C

t°_кип=59°C

36

Kr

КриптонКриптон

83,798

4s² 4p⁶

3,0

Бесцветный газ

t°_пл=-157°C

t°_кип=-152°C

37

Rb

РубидийРубидий

85,468

5s¹

0,82

Серебристо-белый металл

t°_пл=39°C

t°_кип=688°C

38

Sr

СтронцийСтронций

87,62

5s²

0,95

Серебристо-белый металл

t°_пл=769°C

t°_кип=1384°C

39

Y

ИттрийИттрий

88,906

4d¹ 5s²

1,22

Серебристо-белый металл

t°_пл=1523°C

t°_кип=3337°C

40

Zr

ЦирконийЦирконий

91,224

4d² 5s²

1,33

Серебристо-белый металл

t°_пл=1852°C

t°_кип=4377°C

41

Nb

НиобийНиобий

92,906

4d⁴ 5s¹

1,6

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2468°C

t°_кип=4927°C

42

Mo

МолибденМолибден

95,94

4d⁵ 5s¹

2,16

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2617°C

t°_кип=5560°C

43

Tc

ТехнецийТехнеций

98,906

4d⁶ 5s¹

1,9

Синтетический радиоактивный металл

t°_пл=2172°C

t°_кип=5030°C

44

Ru

РутенийРутений

101,07

4d⁷ 5s¹

2,2

Серебристо-белый металл

t°_пл=2310°C

t°_кип=3900°C

45

Rh

РодийРодий

102,91

4d⁸ 5s¹

2,28

Серебристо-белый металл

t°_пл=1966°C

t°_кип=3727°C

46

Pd

ПалладийПалладий

106,42

4d¹⁰

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1552°C

t°_кип=3140°C

47

Ag

СереброСеребро

107,87

4d¹⁰ 5s¹

1,93

Серебристо-белый металл

t°_пл=962°C

t°_кип=2212°C

48

Cd

КадмийКадмий

112,41

4d¹⁰ 5s²

1,69

Серебристо-серый металл

t°_пл=321°C

t°_кип=765°C

49

In

ИндийИндий

114,82

5s² 5p¹

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=156°C

t°_кип=2080°C

50

Sn

ОловоОлово

118,71

5s² 5p²

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=232°C

t°_кип=2270°C

51

Sb

СурьмаСурьма

121,76

5s² 5p³

2,05

Серебристо-белый полуметалл

t°_пл=631°C

t°_кип=1750°C

52

Te

ТеллурТеллур

127,60

5s² 5p⁴

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

t°_пл=450°C

t°_кип=990°C

53

I

ИодИод

126,90

5s² 5p⁵

2,66

Черно-серые кристаллы

t°_пл=114°C

t°_кип=184°C

54

Xe

КсенонКсенон

131,29

5s² 5p⁶

2,6

Бесцветный газ

t°_пл=-112°C

t°_кип=-107°C

55

Cs

ЦезийЦезий

132,91

6s¹

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

t°_пл=28°C

t°_кип=690°C

56

Ba

БарийБарий

137,33

6s²

0,89

Серебристо-белый металл

t°_пл=725°C

t°_кип=1640°C

57

La

ЛантанЛантан

138,91

5d¹ 6s²

1,1

Серебристый металл

t°_пл=920°C

t°_кип=3454°C

58

Ce

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=798°C

t°_кип=3257°C

59

Pr

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=931°C

t°_кип=3212°C

60

Nd

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1010°C

t°_кип=3127°C

61

Pm

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

t°_пл=1080°C

t°_кип=2730°C

62

Sm

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1072°C

t°_кип=1778°C

63

Eu

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=822°C

t°_кип=1597°C

64

Gd

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1311°C

t°_кип=3233°C

65

Tb

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1360°C

t°_кип=3041°C

66

Dy

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1409°C

t°_кип=2335°C

67

Ho

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1470°C

t°_кип=2720°C

68

Er

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1522°C

t°_кип=2510°C

69

Tm

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1545°C

t°_кип=1727°C

70

Yb

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=824°C

t°_кип=1193°C

71

Lu

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1656°C

t°_кип=3315°C

72

Hf

ГафнийГафний

178,49

5d² 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2150°C

t°_кип=5400°C

73

Ta

ТанталТантал

180,95

5d³ 6s²

Серый металл

t°_пл=2996°C

t°_кип=5425°C

74

W

ВольфрамВольфрам

183,84

5d⁴ 6s²

2,36

Серый металл

t°_пл=3407°C

t°_кип=5927°C

75

Re

РенийРений

186,21

5d⁵ 6s²

Серебристо-белый металл

t°_пл=3180°C

t°_кип=5873°C

76

Os

ОсмийОсмий

190,23

5d⁶ 6s²

Серебристый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=3045°C

t°_кип=5027°C

77

Ir

ИридийИридий

192,22

5d⁷ 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2410°C

t°_кип=4130°C

78

Pt

ПлатинаПлатина

195,08

5d⁹ 6s¹

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1772°C

t°_кип=3827°C

79

Au

ЗолотоЗолото

196,97

5d¹⁰ 6s¹

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

t°_пл=1064°C

t°_кип=2940°C

80

Hg

РтутьРтуть

200,59

5d¹⁰ 6s²

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

t°_пл=-39°C

t°_кип=357°C

81

Tl

ТаллийТаллий

204,38

6s² 6p¹

Серебристый металл

t°_пл=304°C

t°_кип=1457°C

82

Pb

СвинецСвинец

207,2

6s² 6p²

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

t°_пл=328°C

t°_кип=1740°C

83

Bi

ВисмутВисмут

208,98

6s² 6p³

Блестящий серебристый металл

t°_пл=271°C

t°_кип=1560°C

84

Po

ПолонийПолоний

208,98

6s² 6p⁴

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=254°C

t°_кип=962°C

85

At

АстатАстат

209,98

6s² 6p⁵

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=302°C

t°_кип=337°C

86

Rn

РадонРадон

222,02

6s² 6p⁶

2,2

Радиоактивный газ

t°_пл=-71°C

t°_кип=-62°C

87

Fr

ФранцийФранций

223,02

7s¹

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=27°C

t°_кип=677°C

88

Ra

РадийРадий

226,03

7s²

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=700°C

t°_кип=1140°C

89

Ac

АктинийАктиний

227,03

6d¹ 7s²

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=1047°C

t°_кип=3197°C

90

Th

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

t°_пл=1132°C

t°_кип=3818°C

93

Np

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

РезерфордийРезерфордий

267

6d² 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

ДубнийДубний

268

6d³ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

СиборгийСиборгий

269

6d⁴ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

БорийБорий

270

6d⁵ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

ХассийХассий

277

6d⁶ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

МейтнерийМейтнерий

278

6d⁷ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

ДармштадтийДармштадтий

281

6d⁹ 7s¹

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Этанол: химические свойства и получение

Этанол C₂H₅OH или CH₃CH₂OH, этиловый спирт – это органическое вещество, предельный одноатомный спирт.

Общая формула предельных нециклических одноатомных спиртов: C_nH_2n+2O.

 

 

 

 

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4).

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp3-гибридизации.

 

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp³-гибридные орбитали, а еще две 2sp³-гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108^о.

 

 

Водородные связи и физические свойства спиртов

 

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому этанол – жидкость с относительно высокой температурой кипения (температура кипения этанола +78^оС).

 

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

 

 

Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде.

 

Этанол смешивается с водой в любых соотношениях.

 

Структурная изомерия

Для  этанола характерна структурная изомерия – межклассовая изомерия.

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — C_nH_2n+2О.

 

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой  С2Н6О  этиловый спирт СН3–CH2–OH  и диметиловый эфир CH3–O–CH3

 

Этиловый спирт	Диметиловый эфир
СН3–CH2–OH	CH3–O–CH3

 

 

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

1. Кислотные свойства

Спирты – неэлектролиты, в водном растворе не диссоциируют на ионы; кислотные свойства у них выражены слабее, чем у воды.

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии этанола с  растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующийся алкоголят почти полностью гидролизуется водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому этанол не взаимодействуют с растворами щелочей.

 

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Этанол взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными). 

Например, этанол взаимодействует с калием с образованием этилата калия и водорода.

 

Видеоопыт взаимодействия спиртов (метанола, этанола и бутанола) с натрием можно посмотреть здесь.

 

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

 

Например, этилат калия разлагается водой:

 

2. Реакции замещения группы ОН

 

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

 

Например, этанол реагирует с бромоводородом.

 

 

Видеоопыт взаимодействия этилового спирта с бромоводородом можно посмотреть здесь.

 

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

 

Например, при взаимодействии этанола с аммиаком образуется этиламин.

 

 

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Одноатомные и многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

 

 

Например, этанол реагирует с уксусной кислотой с образованием этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты):

 

 

 

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

 

Например, при взаимодействии этанола с азотной кислотой образуется сложный эфир этилнитрат:

 

3. Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

 

3.1. Внутримолекулярная дегидратация

При высокой температуре (больше 140^оС) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.

 

Например, из этанола под действием концентрированной серной кислоты при температуре выше 140 градусов образуется этилен:

В качестве катализатора этой реакции также используют оксид алюминия.

 

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140^оС) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

 

Например, при дегидратации этанола при температуре до 140оС образуется диэтиловый эфир:

 

 

4. Окисление этанола 

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

 

При окислении первичных спиртов они последовательно превращаются сначала в альдегиды, а потом в карбоновые кислоты. Глубина окисления зависит от окислителя. Первичный спирт → альдегид → карбоновая кислота

 

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO₄, K₂Cr₂O₇, кислород в присутствии катализатора.

 

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Cпирты можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества.  

 

Например, этанол окисляется оксидом меди до уксусного альдегида

 

 

Видеоопыт окисления этанола оксидом меди (II) можно посмотреть здесь.

 

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Cпирты можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.).

 

Видеоопыт каталитического окисления этанола кислородом можно посмотреть здесь.

 

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот.

 

Например, при взаимодействии этанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется уксусная кислота

 

 

4.4. Горение спиртов

Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

C_nH_2n+1ОН + (3n+1)/2O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O + Q

 

Например, уравнение сгорания этанола:

 

C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

 

5. Дегидрирование этанола

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования. 

 

Например, при дегидрировании этанола образуется этаналь

 

 

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

 

Например, при нагревании хлорэтана с водным раствором гидроксида натрия образуется этанол

 

2. Гидратация алкенов

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

 

Например, при взаимодействии этилена с водой образуется этиловый спирт.

 

 

3. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты,  а из формальдегида образуется метанол.

 

Например, при гидрировании этаналя образуется этанол

 

4. Получение этанола спиртовым брожением глюкозы

Для глюкозы характерно ферментативное брожение, то есть распад молекул на части под действием ферментов. Один из вариантов — спиртовое брожение.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Молекула этанола. Химические и физические свойства

Химическое вещество соединение этанол , также известный как этил спирт или зерновой спирт , является биоспирт, содержащийся в алкогольных напитках. Когда не химики относятся к « спирт «, они почти всегда означают этиловый спирт. Он также все чаще используется в качестве топлива (обычно замена или дополнение бензина). Химическая формула этанола это С ₂ Н ₅ ОХ.
Недвижимость

Чистый этанол представляет собой легковоспламеняющуюся бесцветную жидкость с температурой кипения 78,5°С. C. Его низкая температура плавления -114,5° C позволяет использовать его в антифризах. Имеет приятный запах, напоминающий виски. Его плотность составляет 789 г/л об. на 20% меньше, чем у воды. Он легко растворяется в воде и сам по себе является хорошим растворителем. используется в парфюмерии, красках и настойках. Алкогольные напитки имеют большое разнообразие вкусов, так как различные вкусовые соединения растворяются в процессе заваривания. >Решение 70-85% этанола обычно используется в качестве дезинфицирующего средства; Это убивает организмы, денатурируя их белки и растворяя их липидов: эффективен против большинства бактерий и грибков, и многих вирусов, но неэффективен против бактериальных спор. Дезинфицирующее свойство этанола является причиной того, что алкоголь напитки могут храниться длительное время.

Этанол может терять протон из гидроксильной группы и является очень слабым кислота, слабее воды. Номер CAS этанола: 64-17-5. и его номер ООН — UN 1170.

Этанол как топливо

Этанол легко воспламеняется и сгорает более чисто, чем многие другие виды топлива. При полном сгорании его продуктами сгорания является только углерод. диоксид и вода. По этой причине он предпочтителен для окружающей среды. сознательных транспортных схем и использовался для подпитки общественного автобусов. Однако чистый этанол воздействует на некоторые виды резины и пластика. материалы и не могут быть использованы в немодифицированных автомобильных двигателях. Кроме того, этанол имеет гораздо более высокое октановое число, чем обычный бензин, требующие изменения угла опережения зажигания в двигателях.

Смесь бензин с содержанием этанола не менее 10 % называется газоголь. Одним из распространенных вариантов бензина является «Е15», содержащий 15% этанол и 85% бензин. Эти концентрации, как правило, безопасен для обычных автомобильных двигателей, а некоторые регионы и муниципалитеты требуют, чтобы продаваемое на месте топливо содержало ограниченное количество этанола.

Срок «Этанол Е85» используется для смеси 15% бензина и 85% этиловый спирт. Начиная с модельного года 1999, количество автомобилей в США были изготовлены для работы на E85 топливо без доработок. Большинство автомобилей было официально классифицируется как легкие грузовики (класс, содержащий микроавтобусы, внедорожники и пикапы). Эти автомобили часто маркированные двухтопливными или гибкими топливными транспортными средствами, поскольку они могут автоматически определять тип топлива и изменять поведение, чтобы компенсировать различные способы, которыми они горят в цилиндрах двигателя.

В Бразилии и США, использование этанола из сахарного тростника а зерно в качестве автомобильного топлива продвигается государственными программами. Некоторые отдельные штаты США в кукурузном поясе начали субсидировать этанол из кукурузы (кукурузы) после арабского нефтяного эмбарго 1973 года. Закон о налоге на энергию 1978 г. разрешил освобождение от акцизного налога. для биотоплива, в основном бензина. Только освобождение от акцизов оценивается в 1,4 миллиарда долларов США в год. Другая Федеральная программа США гарантирует кредиты на строительство заводов по производству этанола, а в 1986 США даже дали этанол производители бесплатной кукурузы.

Окружающая среда дружелюбие

Аргументы в пользу этанола — поиск снижения зависимости на страны-производители нефти и снижение чистой добычи парниковый газ углекислый газ. Некоторые критики утверждают, что в основном это государственная субсидия для агробизнеса, выращивающего кукурузу. Корпорация Archer Daniels Midland из Декейтера, Иллинойс, более известный как ADM, крупнейший в мире переработчик зерна, производит 40% этанола, используемого для производства бензина в США. Компания и ее сотрудники красноречиво выступили в свою защиту. этанола и щедро вносит свой вклад как в политическую стороны.

Другое критики утверждают, что экономически абсурдно рассматривать этанол из зерна в качестве замены нефти, когда промышленный этанол производится из нефтяного сырья, потому что он далеко дешевле, чем ферментированный этанол. Экологи не любят подобные аргументы, так как они выступают за переход на возобновляемые энергии вместо постоянного использования ископаемого топлива.

Есть Широко распространено мнение, что топливо, содержащее этанол, более экологичнее, чем бензин без присадок. Однако существуют разногласия по поводу необходимости этанола. в автомобильном топливе мудро, так как утверждалось, что благотворное влияние этанола может быть достигнуто с помощью других более дешевых присадки из нефти. Кроме того, как экологические Агентство по охране и Национальная академия наук выпустил «отчеты, показывающие, что добавление этанола к бензину в лучшем случае не влияют на качество воздуха и могут даже это хуже. Исследования показывают, что этанол может даже увеличить выбросы оксидов азота и летучих органических соединений, которые основные ингредиенты смога».

Нетто энергетическая ценность

Некоторые исследования обнаружили, что общая энергия, необходимая для производства этанола из зерна, включая ферментацию, удобрение, топливо для фермы тракторы, уборка и транспортировка зерна, строительство и эксплуатация завода по производству этанола, а также природный газ, используемый для перегоняет кукурузный сахар в спирт — превышает содержание энергии этанола. Поскольку производственная энергия поступает в основном из ископаемых топлива, бензин не только тратит деньги, но и ускоряет истощение невозобновляемых ресурсов, утверждают критики. Большинство таких исследований были основаны на данных, собранных в 1970-е годы и начало 1980-х гг.

Ранний было показано, что системы производства кукурузного этанола имеют отрицательный чистый энергетический баланс, означающий, что произведенная энергия не равна или превышает количество энергии, затрачиваемой на этиловый спирт. Однако усовершенствования технологии производства этанола переломил ситуацию, и большинство исследований современных систем указывают на то, что они теперь имеют положительный чистый энергетический баланс. Как поздно как и в 2001 году, анализы продолжали указывать на то, что этанол имеет отрицательный энергетический баланс. Рецензируемое исследование Корнелла Профессор экологии университета Дэвид Пиментель указал на этот вывод, но исследование было опровергнуто другими в поле, вынуждая Пиментеля пересмотреть свои цифры. В августе 2003 г. он заявил в бюллетене Корнелла, что производство этанола занимает всего 29% больше энергии, чем производит.

Многие другие были проведены исследования производства этанола из кукурузы, с очень разные оценки полезной энергии. Большинство указывает, что производство требует энергии, эквивалентной 1/2, 2/3 или более топлива производится необходимо для запуска процесса. Отчет за 2002 г. Министерство сельского хозяйства США пришло к выводу, что этанол из кукурузы в США имеет чистую энергетическую ценность 1,34, что означает, что было произведено на 34% больше энергии, чем было потрачено дюйм. Это означает, что 75% (1/1,34) каждой произведенной единицы требуется для замены энергии, используемой в производстве.

Альтернативный источники

Сахар тростник растет на юге США, но не в более прохладном климат, где преобладает кукуруза. Однако многие регионы, в настоящее время выращивают кукурузу также являются подходящими областями для выращивания сахарная свекла. Некоторые исследования показывают, что использование этих сахаров свекла была бы гораздо более эффективным методом производства этанола в США, чем с использованием кукурузы.

Бразильский эксперимент

Бразилия, этанол производится из сахарного тростника, что является более эффективным источником ферментируемых углеводов, чем кукуруза, и намного легче выращивать и обрабатывать. Выращивание сахарного тростника требует мало труда, а государственная налоговая и ценовая политика сделали этанол производство очень прибыльный бизнес для крупных ферм. Как следствие, за последние 25 лет сахарный тростник стал одним из основных культур, выращиваемых в стране.

тростник прессуется, ферментируется и перегоняется на крупных заводах по производству этанола, обычно принадлежащих и управляются крупными фермами или фермерскими консорциумами и расположены вблизи производственных полей. Волокна стеблей (жом), которые остаются после переработки сахарного тростника, регулярно используется в качестве топлива нефтеперерабатывающими заводами, что снижает себестоимость производства. Массовый продукт продается по регулируемым ценам государственной нефтяной компании ( Petrobrás ).

Большинство автомобилей работают либо на спирт или бензин; только недавно стали доступны двухтопливные двигатели. Рыночная доля этих двух типов сильно различалась за последние десятилетия, в ответ на способствовать изменениям цен (которые устанавливаются правительством, в основном для политических причины). Большинство заправочных станций продают оба вида топлива.

Бразильская программа этанола в качестве топлива значительно сократила импорт нефти в страну счет, и заметно улучшилось качество воздуха в больших городах. Однако это также породила множество экологических и социальных проблем. Поля сахарного тростника традиционно сжигают непосредственно перед сбором урожая, чтобы удалить листья и убить змей. Поэтому в районах выращивания сахарного тростника дым от горящие поля окрашивают небо в серый цвет в течение всего сезона сбора урожая. Поскольку ветры несут дым в близлежащие города, загрязнение воздуха становится критическим и проблемы с дыханием парить. Таким образом, загрязнение воздуха, которое удалялось из больших городов, просто переносилось (и многократно) в сельские районы. (В последнее время эта практика уменьшается, из-за давления со стороны общественности и органов здравоохранения; но мощный сахарный тростник лобби производителей удалось предотвратить полный запрет.)

Этанол программа также привела к повсеместному замещению мелких ферм и разнообразное сельское хозяйство благодаря обширным морям монокультуры сахарного тростника, ведет к сокращению биоразнообразия и дальнейшему сокращению остаточных коренных лесов (не только от вырубки но и из-за пожаров, вызванных возгоранием прилегающих поля). Замена продовольственных культур более прибыльными сахарный тростник также привел к резкому росту цен на продукты питания. за последнее десятилетие.

>С сахарный тростник требует только ручного труда во время сбора урожая, этот сдвиг также создал большое количество обездоленных рабочих-мигрантов, которые могут найти только временную работу в качестве резчиков тростника (около 3–5 долларов США в день) в течение одного или двух месяцев в году. Этот огромная социальная проблема способствовала политическим волнениям и насилию в сельской местности. районах, которые в настоящее время страдают от повторяющихся вторжений на фермы, вандализма, вооруженных столкновений, и убийства.

Этанол в водородной экономике

Развивающаяся мнение состоит в том, что нынешним потребителям ископаемого топлива следует перейти к использованию водорода в качестве топлива, создав новую так называемую водородную экономика. Однако водород не следует рассматривать как источник топлива сам по себе — с этой точки зрения на использование энергии, водород — это просто промежуточный носитель энергии, существующий между источником энергии (будь то солнечная энергия, биотопливо и даже ископаемое топливо) и место где будет энергия использовал. Поскольку водород в газообразном состоянии занимает очень большой объем по сравнению с другими видами топлива, логистика становится очень трудная проблема. Одним из возможных решений является использование этанол для транспортировки водорода, а затем высвобождает водород из попутного углерода в установке водородного риформинга и подачи водород в топливный элемент. Альтернативно, некоторые топливные элементы можно напрямую питать этанолом.

В начале В 2004 году исследователи из Университета Миннесоты объявили что они изобрели простой этанольный реактор, взять этанол, пропустить его через стопку катализаторов и вывести водород подходит для топливного элемента. В устройстве используется родиево-цериевая катализатор начальной реакции, протекающей при температуре около 700 °С. Эта начальная реакция смешивает этанол, воду пар и кислород, производя большое количество водорода. К сожалению, это также приводит к образованию углерода. окись, вещество, которое «душит» большинство топливных элементов и должно пройти через другой катализатор, чтобы превратиться в углерод диоксид. Конечные продукты простого устройства примерно 50% газообразный водород, 30% азот, а остальные 20% в основном состоит из углекислого газа. И азот, и углекислый газ довольно инертны при перекачивании смеси в соответствующий топливный элемент. Как только углекислый газ возвращаясь в атмосферу, он реабсорбируется растениями. жизнь.

См. также:

 

Метан	Этанол
Этан	Метанол
Бутан	Декан
Гексан	Октан
Пропан	Пентан

 

Ссылки

1- Краткий обзор молекулы этанола — PubChem

2-Этанол CDC — Безопасность и гигиена труда

этанол | Определение, формула, использование и факты

Связанные темы:

алкоголь биотопливо целлюлозный этанол нейротоксин

См. все связанные материалы →

этанол , также называемый этиловый спирт, зерновой спирт или спирт , член класса органических соединений, которым дано общее название спирты; его молекулярная формула C ₂ H ₅ OH. Этанол является важным промышленным химикатом; он используется в качестве растворителя в синтезе других органических химикатов и в качестве добавки к автомобильному бензину (образуя смесь, известную как газохол). Этанол также является опьяняющим ингредиентом многих алкогольных напитков, таких как пиво, вино и спиртные напитки.

Существует два основных процесса производства этанола: ферментация углеводов (метод, используемый для алкогольных напитков) и гидратация этилена. Ферментация включает преобразование углеводов в этанол путем выращивания дрожжевых клеток. Основным сырьем, ферментируемым для производства технического спирта, являются сахарные культуры, такие как свекла и сахарный тростник, и зерновые культуры, такие как кукуруза (кукуруза). Гидратация этилена достигается пропусканием смеси этилена и большого избытка водяного пара при высокой температуре и давлении над кислотным катализатором.

Britannica Quiz

44 вопроса из самых популярных викторин Britannica о здоровье и медицине

Как много вы знаете об анатомии человека? Как насчет медицинских условий? Мозг? Вам нужно много знать, чтобы ответить на 44 самых сложных вопроса самых популярных викторин Britannica о здоровье и медицине.

Этанол, полученный путем ферментации или синтеза, получают в виде разбавленного водного раствора и его необходимо концентрировать фракционной перегонкой. Прямая перегонка может дать в лучшем случае смесь с постоянной температурой кипения, содержащую 95,6 вес.% этанола. Дегидратация смеси с постоянной температурой кипения дает безводный или абсолютный спирт. Этанол, предназначенный для промышленного использования, обычно денатурируют (делают непригодным для питья), как правило, метанолом, бензолом или керосином.