Этиловый спирт
Характеристики и физические свойства этилового спирта
Смешивается с водой во всех соотношениях. Этанол хорошо растворяет многие органические вещества. Безводный (абсолютный) спирт кипит при 78,37oС. Получаемый в промышленности спирт-ректификат представляет собой смесь 95,5% этанола и 4,4% воды, которая кипит при 78,37oС (смеси определенного состава, кипящие при постоянной температуре, называют азеотропными смесями).
Основные константы этилового спирта приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства этилового спирта.
Плотность, г/см3 |
0,7893 |
Температура плавления, oС |
-114,3 |
Температура кипения, oС |
78,4 |
Молярная масса, г/моль |
46,069 |
Получение этилового спирта
Получение этилового спирта можно осуществить следующими способами:
— гидролиз моногалогеналканов водными растворами щелочей
C2H5Br + NaOHaq→C2H5OH + NaBr (t0);
— гидратацияалкенов (применяетсявпромышленности)
CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2-OH (H+, t0);
— гидрирование альдегидов и кетонов
CH3-C(O)H + H2→CH3-CH2-OH (kat = Ni, t0).
Химические свойства этилового спирта
Для этанола возможны реакции, протекающие с участием:
— атома водорода гидроксильной группы;
— гидроксильной группы;
— атома водорода гидроксильной группы и связи Cα-H;
— гидроксильной группы и связи Cβ-H.
Таким образом, все химические превращения, характерные для этилового спирта сопровождаются расщеплением связей:
1) O-H
— взаимодействие с активными металлами
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2↑.
— взаимодействие с органическими и кислородсодержашими неорганическими кислотами
C2H5OH + CH3COOH ↔C2H5-O-C(O)-CH3 + H2O (H2SO4 (conc), t0);
C2H5OH + HONO2↔C2H5ONO2 + H2O (H2SO4 (conc), t0).
2) C-OH;
— взаимодействие с галогеноводородами
C2H5OH + HCl→ C2H5Cl + H2O (ZnCl2, t0).
— взаимодействие с тригалогенидамифосфора
3C2H5OH + PBr3→ 3C2H5Br + H3PO3.
— взаимодействие с аммиаком
C2H5OH + NH3→ C2H5NH2 + H2O (Al2O3, t0 = 300).
3) O-H и Cα-H;
— дегидрирование
CH3-CH2-OH → CH3-C(O)H + H2↑ (kat = Cu, t0).
— окисление
CH3-CH2-OH + 2[O] → CH3-COOH + H2O (kat, t0).
4) C-OH и Cβ-H
— внутримолекулярная дегидратация
CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O (Al2O3, t0).
Применение этилового спирта
Этиловый спирт широко используется в промышленном органическом синтезе. В фармации он применяется для приготовления настоек и экстрактов; в медицинской практике – как наружное антисептическое средство для дезинфекции рук и хирургических инструментов.
Примеры решения задач
Задание | В пропанол-1 поместили металлический натрий. К реакционной смеси добавили бромэтан. Какое вещество при этом образуется. Составьте уравнения протекающих реакций. |
Ответ | При действии металлического натрия на пропанол-1 образуется соединение подобное соли, называемое алкоголятом:
2CH3-CH2-CH2-OH + 2Na → 2CH3-CH2-CH2-ONa + H2. Последующее добавление к реакционной смеси бромэтан привело к образованию простого эфира (пропилэтилового) [реакция Вильямсона]: CH3-CH2-CH2-ONa + C2H5Br → C3H7-O-C2H5 + NaBr. |
Задание | Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:
Этилен → Этанол →Диэтиловый эфир →Иодоэтан→ Бутан. Укажите условия протекания реакций. |
Ответ | В присутствии серной кислоты алкены способны присоединять молекулы воды. В результате подобной реакции из этилена можно получить этанол:
CH2=CH2 + H2O →C2H5OH. Спирты способны подвергаться межмолекулярной дегидратации в результате чего происходит образование простых эфиров. Данная реакция протекает под действие водоотнимающих реагентов, например, серной кислоты: C2H5OH + HOC2H5→ C2H5-O-C2H5 + H2O. При действии иодоводорода на диэтиловый эфир в кислой среде происходит его расщепление на иодоэтан и этанол: C2H5-O-C2H5 + HI → C2H5OH + C2H5I. Получение бутана из иодоэтана возможно по реакции Вюрца 2 C2H5I + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaI. |