乙醇的催化氧化反应的化学反应方程式
酸性(不能称之为酸,不能使酸碱指示剂变色,也不与碱反应,也可说其不具酸性)
乙醇的各种化学式
乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。
ch3ch2oh→(可逆)ch3ch2o-
+
h+
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。
ch3ch2oh+d2o→(可逆)ch3ch2od+hod
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)反应生成对应的醇金属以及氢气:
2ch3ch2oh
+
2na→2ch3ch2ona
+
h2↑
乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。
醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱
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。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如
2ch3ch2oh
+
o2
→
2ch3cho
+
2h2o(条件是在催化剂cu或ag的作用下加热)
实际上是乙醇先和氧化铜进行反应,然后氧化铜被还原为单质铜,现象为:黑色氧化铜变成红色。
乙醇也可被高锰酸钾氧化,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草绿色,此反应现用于检验司机是否醉酒驾车。
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)。
c2h5oh+ch3cooh-浓h2so4△(可逆)→ch3cooch2ch3+h2o(此为取代反应)
“酸”脱“羧基”,“醇”脱“羟基”上的“氢”
与氢卤酸反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
c2h5oh
+
hbr→c2h5br
+
h2o或写成ch3ch2oh
+
hbr
→
ch3ch2br
+
h-oh
c2h5oh
+
hx→c2h5x
+
h2o
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
氧化反应
(1)燃烧: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:c2h5oh+3o2-点燃→2co2+3h2o
不完全燃烧:2c2h5oh+5o2—点燃→2co2+2co+6h2o
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(cu或ag)存在的情况下进行。
2cu+o2-加热→2cuo
c2h5oh+cuo→ch3cho+cu+h2o
即催化氧化的实质(用cu作催化剂)
总式:2ch3ch2oh+o2-cu或ag→2ch3cho+2h2o
(工业制乙醛)
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。(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)
消去反应和脱水反应
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)制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免爆沸。
c2h5oh→ch2=ch2↑+h2o
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(130℃-140℃
浓硫酸)
2c2h5oh
→c2h5oc2h5
+
h2o(此为取代反应)
实验现象:红热的铜丝多次伸入乙醇中,有酸性的气味产生。
相关化学方程式:
1.铜的氧化:2Cu+O2=加热=2CuO
2.乙醇的催化氧化:
C2H5OH+O2=Cu=CH3COOH+H2O
乙醇的催化氧化方程式如下:
第一步:
2Cu+O2=(加热)2CuO;
第二步:
C2H2OH+CuO→(加热)CH3CHO+Cu+H2O;
如总方程式为:
2CH3CH2OH+O2→(Cu/Ag,加热)2CH3CHO+2H2O。乙醇的催化氧化为实验室制取乙醛的方法,过程中需要加热,使乙醇挥发从而更好的和氧气充分混合。
乙醇的用途:
1、25%-50%的乙醇可用于物理退热,有降温的作用。
2、40%-50%的酒精可以用来给长期卧床的人擦身体。
3、70%-75%的乙醇有杀菌消毒的作用,可以用于皮肤消毒、医疗器械消毒、碘酒脱碘、屏幕清洁等。
4、95%的乙醇可以作为燃料,例如用于酒精灯、酒精炉等。
5、乙醇发酵后可以用来酿酒,乙醇是酒的主要成分。
6、乙醇可以调入汽油,作为车用燃料。
乙醇的催化氧化:
乙醇的催化氧化是乙醇和氧气反应生成了乙醛和水。实验过程是铜和氧气生成氧化铜,氧化铜和乙醇生成甲醛、铜和水。
反应中起催化作用的是Cu,表面的氧化铜是中间产物。先加热氧化铜一段时间,再加热乙醇使乙醇蒸汽通入氧化铜粉末中,很快黑色的氧化铜变为红色。
以上内容参考:百度百科-乙醇
消去反应指的是相邻的两个碳原子,一个去氢原子,另一个去官能团如羟基
而乙醇的催化氧化是发生在同一个碳原子上,同时去氢原子和羟基形成了醛基。所以只能是氧化反应。
反应的方程式为:
2Cu + O2→2CuO
CuO + CH3CH2OH→CH3CHO + Cu + H2O
总方程式为:CH3CH2OH+ O2→CH3CHO +H2O
反应中起催化作用的是Cu,表面的氧化铜是中间产物。
酸性
乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O-
+
H+
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。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
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)反应生成对应的醇金属以及氢气:
2CH3CH2OH
+
2Na→2CH3CH2ONa
+
H2↑
乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。
醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱
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。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH
+
O2
→
2CH3CHO
+
2H2O(条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热)
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。
C2H5OH+CH3COOH-浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此为取代反应)
“酸”脱“羟基”,“醇”脱“羟基”上的“氢”
与氢卤酸反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
C2H5OH
+
HBr→C2H5Br
+
H2O或写成CH3CH2OH
+
HBr
→
CH3CH2Br
+
H-OH
C2H5OH
+
HX→C2H5X
+
H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
氧化反应
(1)燃烧: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:C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2Cu+O2-加热→2CuO
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
总式:2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O
(工业制乙醛)
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。(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)
消去反应和脱水反应
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)
C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(140℃
浓硫酸)
2C2H5OH
→C2H5OC2H5
+
H2O(此为取代反应)
乙醇CH3CH2OH变成CH3CHO,属于去氢氧化,碳氧单键变成双键。
化学方程式:2C2H5OH+O2——>2CH3CHO+2H2O (条件:铜作催化剂,加热)
CH3CHO--CH3COOH,则是多了一个氧原子。
利用催化剂加强氧化剂的分解以加快废水中污染物与氧化剂之间的化学反应,去除水中的污染物
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O (工业制乙醛)
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
汽车燃料:
乙醇可以调入汽油,作为车用燃料,美国销售乙醇汽油已有20年历史。
此外乙醇还做:稀释剂、有机溶剂、涂料溶剂等几大方面,其中用量最大的是消毒剂。
.发酵法
发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料部经这一步)、发酵,即可制得乙醇。
发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。