Ethanol, còn được biết đến như là rượu ethylic, alcohol ethylic, rượu ngũ cốc hay cồn, là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của alcohol, dễ cháy, không màu, là một trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn .
Ethanol là một alcohol mạch hở, công thức hóa học của nó là C2H6O hay C2H5OH. Một công thức thay thế khác là CH3-CH2-OH thể hiện carbon ở nhóm methyl (CH3–) liên kết với carbon ở nhóm methylen (–CH2–), nhóm này lại liên kết với oxy của nhóm hydroxyl (–OH). Nó là đồng phân nhóm chức của dimethyl ether. Ethanol thường được viết tắt là EtOH, sử dụng cách ký hiệu hoá học thường dùng đại diện cho nhóm ethyl (C2H5) là Et.
Bạn đang đọc: Ethanol – Wikipedia tiếng Việt
Ethanol đã được con người sử dụng từ thời tiền sử như thể một thành phần gây cảm xúc say trong đồ uống chứa cồn. Các cặn bã khô trong những bình gốm 9000 năm tuổi tìm thấy ở miền bắc Trung Quốc đã gián tiếp cho thấy việc sử dụng những đồ uống chứa cồn trong số những người sống ở thời kỳ đồ đá mới. [ 1 ] Việc chiết nó ra dưới dạng tương đối nguyên chất đã được triển khai lần tiên phong bởi những nhà giả kim thuật Hồi giáo và họ là những người đã tăng trưởng ra thẩm mỹ và nghệ thuật chưng cất rượu trong thời kỳ của chính sách khalip ( vua chúa Hồi giáo ) thời kỳ Abbasid. Các ghi chép của Jabir Ibn Hayyan ( Geber ) ( 721 – 815 ) đã đề cập tới hơi dễ cháy của rượu được đun sôi. Al-Kindī ( 801 – 873 ) cũng đã miêu tả rõ ràng quy trình chưng cất rượu. Việc chưng cất ethanol ra khỏi nước hoàn toàn có thể tạo ra những mẫu sản phẩm chứa tới 96 % ethanol. Ethanol nguyên chất lần tiên phong đã thu được vào năm 1796 bởi Johann Tobias Lowitz, bằng cách lọc ethanol chưng cất qua than củi. [ 2 ]Antoine Lavoisier đã diễn đạt ethanol như thể một hợp chất của carbon, hydro và oxy, và năm 1807, Nicolas-Théodore de Saussure đã xác lập được công thức hóa học của nó. [ 3 ] [ 4 ] Năm 1858, Archibald Scott Couper đã công bố công thức cấu trúc của ethanol : điều này làm cho ethanol trở thành một trong những hợp chất hóa học tiên phong có sự xác lập cấu trúc hóa học. [ 5 ]Ethanol lần tiên phong được Michael Faraday tổng hợp tự tạo vào năm 1825. Ông phát hiện rằng acid sulfuric hoàn toàn có thể hấp thụ một lượng lớn khí than. [ 6 ] Ông đưa ra hiệu quả giải thuật cho Henry Hennel ở Anh, người đã phát hiện ra ethanol có trong ” acid sulphovinic ” ( ethyl hydro sulfat ). [ 7 ] Năm 1828, Hennell và nhà hóa học Pháp Georges-Simon Sérullas đã phát hiện một cách độc lập rằng acid sulphovinic hoàn toàn có thể được phân rã thành ethanol. [ 8 ] [ 9 ] Do vậy, năm 1825 Faraday đã vô tình phát hiện ra ethanol hoàn toàn có thể được tạo ra từ ethylen ( thành phần của khí than ) từ việc hydrat hóa xúc tác acid, một quy trình tương tự như hiện được dùng để tổng hợp ethanol quy mô công nghiệp. [ 10 ]Ethanol đã từng được dùng làm nguyên vật liệu đốt đèn ở Hoa Kỳ khoảng chừng năm 1840, nhưng thuế đánh vào cồn công nghiệp trong cuộc nội chiến làm cho việc sử dụng này không có tính kinh tế tài chính. Thuế đã được thay thế sửa chữa năm 1906. [ 11 ] Ethanol được sử dụng làm nguyên vật liệu động cơ vào khoảng chừng năm 1908, khi đó Ford Model T hoàn toàn có thể chạy bằng xăng hoặc ethanol. [ 12 ] Ethanol được sử dụng trong công nghiệp thường được sản xuất từ ethylen. [ 13 ]
Nội dung chính
Tính chất vật lý.
Rượu ethylic là một chất lỏng, không màu, trong suốt, không mùi và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước ( khối lượng riêng 0,7936 g / ml ở 15 độ C ), dễ bay hơi ( sôi ở nhiệt độ 78,39 độ C ), hóa rắn ở – 114,15 độ C, tan trong nước vô hạn, tan trong ether và chloroform, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời. Sở dĩ rượu ethylic tan vô hạn trong nước và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với ester hay aldehyde có khối lượng phân tử xê dịch là do sự tạo thành link hydro giữa những phân tử rượu với nhau và với nước .Ethanol có tính khúc xạ hơi cao hơn so với của nước, với thông số khúc xạ là 1,36242 ( ở λ = 589,3 nm và 18,35 °C ). [ 14 ]Điểm ba trạng thái của ethanol là 150 K ở áp suất 4,3 × 10 − 4 Pa. [ 15 ]
Tính chất dung môi.
Ethanol là một dung môi linh động, hoàn toàn có thể trộn lẫn với nước và những dung môi hữu cơ khác như acid acetic, acetone, benzen, carbon tetrachlorua, chloroform, diethyl ether, ethylen glycol, glycerol, nitromethan, pyridin và toluen. [ 14 ] [ 16 ] Nó cũng hoàn toàn có thể trộn với những hydrocarbon béo nhẹ như pentan và hexan, và với những chloride béo như trichloroethan và tetrachloroethylen. [ 16 ]Tính hòa tan của ethanol với nước trái ngược với tính không hề trộn lẫn của những chất cồn có chuỗi dài hơn ( có từ 5 nguyên tử cácbon trở lên ), đặc thù không hề trộn lẫn này giảm mạnh khi số nguyên tử carbon tăng. [ 17 ] Sự trộn lẫn của ethanol với những ankan chỉ xảy ra ở những ankan đến undecan, hòa trộn với dodecan và những ankan cao hơn biểu lộ một khoảng cách trộn lẫn ở một nhiệt độ nhất định ( khoảng chừng 13 °C so với dodecan [ 18 ] ). Khoảng cách trộn lẫn có khuynh hướng rộng hơn với những ankan cao hơn và nhiệt độ cao hơn để tăng tính hòa trộn hàng loạt .Hỗn hợp ethanol-nước có thể tích nhỏ hơn tổng thể tích thành phần với một tỷ suất nhất định. Khi trộn lẫn cùng một lượng ethanol và nước chỉ tạo thành 1,92 thể tích hỗn hợp. [ 14 ] [ 19 ] Hỗn hợp ethanol và nước có tính tỏa nhiệt với lượng nhiệt lên đến 777 J / mol [ 20 ] ở nhiệt độ 298 K ( 25 độ C ) .Hỗn hợp ethanol và nước tạo thành một azeotrope với tỉ lệ mol 89 % ethanol và 11 % mol nước [ 21 ] hay một hỗn hợp 96 % thể tích ethanol và 4 % nước ở áp suất thông thường và nhiệt độ 351 K. Thành phần azeotropic này phụ thuộc vào rất lớn vào nhiệt độ và áp suất và biến mất ở nhiệt độ dưới 303 K. [ 22 ]
Tính chất hóa học.
Tính chất của một rượu đơn chức.
Phản ứng thế với sắt kẽm kim loại kiềm, sắt kẽm kim loại kiềm thổ. Ví dụ :
- 2 C 2 H 5 OH + 2 Na ⟶ 2 C 2 H 5 ONa + H 2 { \ displaystyle { \ ce { 2C2 H5OH + 2 Na -> 2C2 H5ONa + H2 } } }C 2 H 5 OH + CH 3 COOH ⟶ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { C2H5OH + CH3COOH -> CH3COOC2H5 + H2O } } }[H_2SO_4,dense][170^oC] C2H4 + H2O}}}” class=”mwe-math-fallback-image-inline” src=”https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/217b9511f4fcbec4436855ab445a152a25158141″/>
Hay tách nước giữa 2 phân tử rượu thành ether
- C 2 H 5 OH + C 2 H 5 OH ⟶ C 2 H 5 − O − C 2 H 5 + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { C2H5OH + C2H5OH -> C2H5-O-C2H5 + H2O } } }CH 3 − CH 2 − OH + CuO ⟶ CH 3 − CHO + Cu + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { CH3-CH2-OH + CuO -> CH3-CHO + Cu + H2O } } }CH 3 − CH 2 − OH + O 2 → CH 3 − COOH + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { CH3-CH2-OH + O2 -> [ { } ] [ { } ] CH3-COOH + H2O } } }C 2 H 5 OH + 3 O 2 ⟶ 2 CO 2 + 3 H 2 O { \ displaystyle { \ ce { C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2 O } } }Phản ứng riêng.
Phản ứng tạo ra butadien-1,3: cho hơi rượu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ Cu + Al2O3 ở 380-400 độ C, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước
- 2C2H5OH -> CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2O + H2
Phản ứng lên men giấm : oxy hóa rượu ethylic 10 độ bằng oxi không khí xuất hiện men giấm ở nhiệt độ khoảng chừng 25 độ C .
- CH3-CH2-OH + O2 -> CH3-COOH + H2O
Một số đặc thù khác.
Hydrat hóa ethylen.
Ethanol được sử dụng như là nguyên vật liệu công nghiệp và thường thì nó được sản xuất từ những nguyên vật liệu dầu mỏ, đa phần là trải qua giải pháp hydrat hóa ethylen bằng xúc tác acid, được trình diễn theo phản ứng hóa học sau. Cho ethylen hợp nước ở 300 độ C, áp suất 70-80 atm với chất xúc tác là acid tungstic hoặc acid phosphoric :
- H 2 C = CH 2 + H 2 O ⟶ CH 3 CH 2 OH { \ displaystyle { \ ce { H2C = CH2 + H2O -> CH3CH2OH } } }Làm tinh khiết.
Đối với hỗn hợp ethanol và nước, điểm sôi hỗn hợp (azeotrope) cực đại ở nồng độ 96% ethanol và 4% nước. Vì lý do này, chưng cất phân đoạn hỗn hợp ethanol-nước (chứa ít hơn 96% ethanol) không thể tạo ra ethanol tinh khiết hơn 96%. Vì vậy, 95% ethanol trong nước là dung môi phổ biến nhất.
Hai hướng cạnh tranh đối đầu nhau hoàn toàn có thể sử dụng trong sản xuất ethanol tinh chất. Để phá vỡ điểm sôi hỗn hợp nhằm mục đích thực thi việc chưng cất thì một lượng nhỏ benzen hoàn toàn có thể thêm vào, và hỗn hợp lại được chưng cất phân đoạn một lần nữa. Benzen tạo ra điểm sôi hỗn hợp cấp ba với nước và ethanol nhằm mục đích vô hiệu ethanol ra khỏi nước, và điểm sôi hỗn hợp cấp hai với ethanol vô hiệu phần đông benzen. Ethanol được tạo ra không chứa nước. Tuy nhiên, một lượng rất nhỏ ( cỡ phần triệu benzen vẫn còn, vì vậy việc sử dụng ethanol so với người hoàn toàn có thể gây tổn thương cho gan .
Ngoài ra, sàng phân tử có thể sử dụng để hấp thụ có chọn lọc nựớc từ dung dịch 96% ethanol. Zeolit tổng hợp trong dạng viên tròn có thể sử dụng, cũng như là bột yến mạch. Hướng tiếp cận bằng zeolit là đặc biệt có giá trị, vì có khả năng tái sinh zeolit trong hệ khép kín về cơ bản là không giới hạn số lần, thông qua việc làm khô nó với luồng hơi CO2 nóng. Ethanol tinh chất được sản xuất theo cách này không có dấu tích của benzen, và có thể sử dụng như là nhiên liệu hay thậm chí khi hòa tan có thể dùng để làm mạnh thêm các loại rượu như rượu vang pooctô (có nguồn gốc ở Bồ Đào Nha hay rượu vang sherry (có nguồn gốc ở Tây Ban Nha) trong các hoạt động nấu rượu truyền thống.
Ethanol hoàn toàn có thể sử dụng như là nguyên vật liệu cồn ( thường thì được trộn lẫn với xăng ) và trong hàng loạt những tiến trình công nghiệp khác. Ethanol cũng được sử dụng trong những loại sản phẩm chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp của nó. Tại Hoa Kỳ, Iowa là bang sản xuất ethanol cho xe hơi với sản lượng lớn nhất .Nó thuận tiện hòa tan trong nước theo mọi tỷ suất với sự giảm nhẹ tổng thể và toàn diện về thể tích khi hai chất này được trộn lẫn nhau. Ethanol tinh chất và ethanol 95 % là những dung môi tốt, chỉ ít phổ cập hơn so với nước một chút ít và được sử dụng trong những loại nước hoa, sơn và cồn thuốc. Các tỷ suất khác của ethanol với nước hay những dung môi khác cũng hoàn toàn có thể dùng làm dung môi. Các loại đồ uống chứa cồn có mùi vị khác nhau do có những hợp chất tạo mùi khác nhau được hòa tan trong nó trong quy trình ủ và nấu rượu. Khi ethanol được sản xuất như thể đồ uống hỗn hợp thì nó là rượu ngũ cốc tinh khiết .Dung dịch chứa 70 % ethanol hầu hết được sử dụng như là chất tẩy uế. Ethanol cũng được sử dụng trong những gel vệ sinh kháng khuẩn thông dụng nhất ở nồng độ khoảng chừng 62 %. Khả năng khử trùng tốt nhất của ethanol khi nó ở trong dung dịch khoảng chừng 70 % ; nồng độ cao hơn hay thấp hơn của ethanol có năng lực kháng khuẩn kém hơn. Ethanol giết chết những vi sinh vật bằng cách biến tính protein của chúng và hòa tan lipid của chúng. Nó có hiệu suất cao trong việc chống lại phần nhiều những loại vi trùng và nấm cũng như nhiều loại virus, nhưng không hiệu suất cao trong việc chống lại những bào tử vi trùng .Rượu vang chứa ít hơn 16 % ethanol không tự bảo vệ được chúng trước vi trùng. Do điều này, vang Bordeaux thường thì được làm nặng thêm bằng ethanol tới tối thiểu 18 % ethanol theo thể tích để ngăn ngừa quy trình lên men nhằm mục đích duy trì độ ngọt và trong việc pha chế để tàng trữ, từ thời gian đó nó trở thành có năng lực ngăn ngừa vi trùng tăng trưởng trong rượu, cũng như hoàn toàn có thể tàng trữ lâu năm trong những thùng gỗ hoàn toàn có thể ‘ thở ‘, bằng cách này vang Bordeaux hoàn toàn có thể tàng trữ lâu năm mà không bị hỏng. Do năng lực sát khuẩn của ethanol nên những đồ uống chứa trên 18 % ethanol theo thể tích có năng lực dữ gìn và bảo vệ lâu dài hơn .
Nhóm hydroxyl trong phân tử ethanol thể hiện tính acid cực yếu, nhưng khi xử lý bằng kim loại kiềm hay các base cực mạnh, ion H+ có thể bị loại khỏi để tạo ra ion ethoxide, C2H5O-.
Kể từ ngày 1/1/2018 Nước Ta đưa xăng E5 ( Ron92 95 %, ethanol 5 % ) vào sử dụng trong toàn nước. So với quốc tế có lẽ rằng chậm một bước vì 1 số ít vương quốc đã đưa vào sử dụng xăng E10, E15 ….
Các chất hóa học dẫn xuất từ ethanol.
- Ethyl ester
Trong sự hiện hữu của chất xúc tác acid ( thường thì là acid sulfuric ) ethanol phản ứng với những acid carboxylic để tạo ra ethyl ester :
- CH3CH2OH + RCOOH → RCOOCH2CH3 + H2O
Hai ethyl ester được sản xuất nhiều nhất là ethyl acrylat ( từ ethanol và acid acrylic ) và ethyl acetat ( từ ethanol và acid acetic ). Ethyl acrylat là một đơn phân tử được sử dụng trong sản xuất polyme acrylat có hiệu quả làm chất kết dính hay những vật tư bao trùm. Ethyl acetat là dung môi thông dụng sử dụng trong sơn, những vật tư bao trùm và trong công nghiệp dược phẩm. Các ethyl ester khác cũng được sử dụng trong công nghiệp nhưng với sản lượng ít hơn như thể những chất tạo mùi hoa quả nhân tạo .
- Giấm
Giấm là dung dịch loãng của acid acetic được điều chế bằng phản ứng của vi khuẩn Acetobacter trên dung dịch ethanol. Mặc dù theo truyền thống người ta điều chế giấm từ các đồ uống chứa cồn như rượu vang, rượu táo vàbia nhưng giấm cũng có thể điều chế từ các dung dịch ethanol công nghiệp. Giấm điều chế từ ethanol chưng cất được gọi là “Giấm chưng cất” và nó được sử dụng phổ biến trong ngâm giấm thực phẩm hay làm gia vị.
- Ethylamin
Khi nung nóng tới 150 – 220 °C trên chất xúc tác niken gốc silica – hay alumina -, ethanol và amonia phản ứng với nhau để tạo ra ethylamin. Các phản ứng tiếp theo tạo ra diethylamin và triethylamin :
Các ethylamin được sử dụng trong việc tổng hợp những dược phẩm, hóa chất nông nghiệp và những chất hoạt tính mặt phẳng .- Các hợp chất khác
Ethanol là nguồn nguyên vật liệu hóa học đa dụng, và trong thời hạn qua đã được sử dụng với khoanh vùng phạm vi thương mại để tổng hợp hàng loạt những mẫu sản phẩm hóa chất với sản lượng lớn khác. Hiện nay, nó đã được thay thế sửa chữa trong nhiều ứng dụng bằng những nguyên vật liệu hóa dầu khác rẻ tiền hơn. Tuy nhiên, trên thị trường của những vương quốc có nền nông nghiệp tăng trưởng nhưng những hạ tầng của công nghiệp hóa dầu thì còn chưa tăng trưởng như Trung Quốc, Ấn Độ và Brasil thì ethanol hoàn toàn có thể được sử dụng để sản xuất những hóa chất mà được những nước phương Tây tăng trưởng sản xuất hầu hết từ dầu mỏ, gồm có ethylen và butadien .
Mối nguy cơ tiềm ẩn.
- Ethanol và hỗn hợp của nó với nước chứa trên 50% ethanol (cồn 50 độ trở lên) là các chất dễ cháy và dễ dàng bắt lửa.
- Ethanol trong cơ thể người được chuyển hóa thành acetaldehyde do enzyme alcohol dehydrogenase phân hủy rượu và sau đó thành acid acetic bởi enzyme acetaldehyde dehydrogenase phân hủy acetaldehyde. Acetaldehyde là một chất có độc tính cao hơn so với ethanol. Acetaldehyde cũng liên quan tới phần lớn các triệu chứng lâm sàng liên quan tới rượu. Người ta đã thấy mối liên quan giữa rượu và các nguy cơ của bệnh xơ gan, nhiều dạng ung thư và chứng nghiện rượu.
- Mặc dù ethanol không phải là chất độc có độc tính cao, nhưng nó có thể gây ra tử vong khi nồng độ cồn trong máu đạt tới 0,4%. Nồng độ cồn tới 0,5% hoặc cao hơn nói chung là dẫn tới tử vong. Nồng độ thậm chí thấp hơn 0,1% có thể sinh ra tình trạng say, nồng độ 0,3-0,4% gây ra tình trạng hôn mê. Tại nhiều quốc gia có luật điều chỉnh về nồng độ cồn trong máu khi lái xe hay khi phải làm việc với các máy móc thiết bị nặng, thông thường giới hạn dưới 0,05% tới 0,08%. Rượu methylic hay methanol là rất độc, không phụ thuộc là nó vào cơ thể theo cách nào (da, hô hấp, tiêu hóa).
- Người ta cũng đã chỉ ra mối liên quan tỷ lệ thuận giữa ethanol và sự phát triển của Acinetobacter baumannii, vi khuẩn gây ra viêm phổi, viêm màng não và các viêm nhiễm hệ bài tiết. Sự phát hiện này là trái ngược với sự nhầm lẫn phổ biến cho rằng uống rượu có thể giết chết nhiều loại vi khuẩn gây các bệnh truyền nhiễm. (Smith và Snyder, 2005)
Liên kết ngoài.
- C 2 H 5 OH + C 2 H 5 OH ⟶ C 2 H 5 − O − C 2 H 5 + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { C2H5OH + C2H5OH -> C2H5-O-C2H5 + H2O } } }CH 3 − CH 2 − OH + CuO ⟶ CH 3 − CHO + Cu + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { CH3-CH2-OH + CuO -> CH3-CHO + Cu + H2O } } }CH 3 − CH 2 − OH + O 2 → CH 3 − COOH + H 2 O { \ displaystyle { \ ce { CH3-CH2-OH + O2 -> [ { } ] [ { } ] CH3-COOH + H2O } } }C 2 H 5 OH + 3 O 2 ⟶ 2 CO 2 + 3 H 2 O { \ displaystyle { \ ce { C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2 O } } }Phản ứng riêng.
Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường