Формула этилового спирта

Определение и формула этилового спирта

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Этиловый (винный) спирт (этанол, метилкарбинол) – это одноатомный предельный спирт.

Формула – $\ C_2H_5OH$

Молярная масса равна $46,069$ г/моль.

Физические свойства – бесцветная летучая горючая жидкость с характерным спиртовым запахом, имеющая жгучий вкус.

Смешивается с водой в любых соотношениях и образует с ней нераздельно кипящую смесь, которая имеет состав 95,57% спирта и 4,43% воды.

В технике этанол занимает первое место по объему производства среди других органических веществ.

Химические свойства этилового спирта

Для этанола характерны слабые кислотные свойства, которые проявляются при взаимодействии с щелочными металлами. При этом образуются алкоголяты и происходит выделение газообразного водорода:
$C_2H_5OH + 2K = C_2H_5OK + H_2 \uparrow$
Этанол легко воспламеняется и горит при достаточном поступлении воздуха голубоватым пламенем:
$C_2H_5OH+3O_2\rightarrow 2CO_2+3H_2O$
Вступает в катализируемую сильными минеральными кислотами обратимую реакцию этерификации с карбоновыми кислотами с образованием сложного эфира и воды:
$C_2H_5OH+RCOOH\leftrightharpoons RCOOC_2H_5+H_2O$
Этиловый спирт реагирует с галогеноводородами:
$C_2H_5OH+HCl = C_2H_5Cl+H_2O$
Этанол по-разному обратимо ведет себя при нагревании с водоотнимающими средствами:
$2C_2H_5OH\xrightarrow[120^{\circ} \text{C}]{H_2SO_4}C_2H_5-O-C_2H_5+H_2O$

$CH_3-CH_2-OH\xrightarrow[200^{\circ} \text{C}]{H_2SO_4}CH_2=CH_2+H_2O$

Качественной реакцией на этанол является йодоформная проба. При взаимодействии спирта, йода и щелочи происходит образование желтоватого осадка йодоформа:

$C_2H_5OH+6NaOH+4I_2=CHI_3+HCOONa+5NaI+H_2O$

Способ получения этанола основывается на брожении сахаристых веществ (виноградного сахара) под влиянием энзимов и дрожжей. Общую схему можно представить как:

$C_6H_{12}O_6\rightarrow C_2H_5OH+2CO_2$

Данный способ является весьма неэкономичным, поэтому стоит задача полной замены пищевых продуктов непищевым сырьем. Здесь существует два основных направления. Первый, замена крахмала (целлюлозы) клетчаткой. Второй — синтез спирта из этилена его гидратацией.

Применение

Этиловый спирт в огромных количествах используется в производстве дивинила, этилового эфира, хлороформа, этилацетата и других сложных эфиров, используемых в качестве растворителей лаков и душистых веществ.

Также этанол применяется в качестве растворителя в производстве фармацевтических, душистых, красящих веществ. Этанол — очень хорошее антисептическое средство.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Этанол и метанол при смешении образуют почти идеальные растворы. При $20^{\circ} \text{C}$ давление пара этанола равно $5,93$ кПа, а метанола $11,83$ кПа. Рассчитать давление пара раствора, состоящего из $100$ г этанола и $100$ г метанола.

Решение

Запишем выражения, показывающие, как определяются количества моль $n$ данных веществ:

$n\left ( CH_3OH \right )=\frac{m\left ( CH_3OH \right )}{M\left ( CH_3OH \right )}$

$n\left ( C_2H_5OH \right )=\frac{m\left ( C_2H_5OH \right )}{M\left ( C_2H_5OH \right )}$

где $m$ – масса соответствующего компонента, $M$ – молярная масса вещества.

Выразим мольные доли $\chi$ компонентов раствора через их количество моль $n$ :

$\chi \left ( CH_3OH \right ) = \frac{n\left ( CH_3OH \right )}{n\left ( CH_3OH \right )+n\left ( C_2H_5OH \right )}$

$\chi \left ( C_2H_5OH \right ) = 1-\chi \left ( CH_3OH \right )$

Запишем общее уравнение для определения давления пара раствора, образованного из данных компонентов:

$P=P\left ( CH_3OH \right )+P\left ( C_2H_5OH \right )=P_0\left ( CH_3OH \right )\cdot \chi \left ( CH_3OH \right )+P_0\left ( C_2H_5OH \right )\cdot \chi \left ( C_2H_5OH \right )$