酒精高温生成什么?
酒精易挥发,在水煮沸的过程中,酒精绝大部分都挥发掉了,只有很少部分残留在水中,水的沸点最高只有100度,这个温度下酒精很稳定,不会生成什么有害物质的,还是乙醇。你这个就相当于喝度数很低的“白酒”,放心,没有大碍!
分解生成水、碳、氢气。
乙醇挥发实际就是酒精汽化,是气体酒精。挥发会是酒精浓度越来越低,还有酒精不变质。酒精挥发是物理变化,是酒精分子运动的结果,酒精分子本身没变化。
只是酒精分子间的间百隔发生了变化。而酒精燃烧是化学变化,酒精的分子破裂为了碳、氢、氧原子,碳、氢、氧原子再重新组合成二氧化碳分子和水分子,分子本身发生了变化。
乙醇介绍:
乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用;具有特殊香味,并略带刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。
能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶,相对密度(d15.56)0.816。乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。
可以.
在三氧化二铝(脱水催化剂)及氧化锌(脱氢催化剂)的作用下,乙醇分解生成丁二烯-1,3:
2C2H5OH = [Al2O3(75%)~ZnO(25%),450度] CH2=CHCH=CH2 + 2H2O(39.1%) + H2(2.2%)
反应历程如下:
乙醇转变为丁二烯-1,3的反应历程,主要有以下两种解释:
1、乙醇先脱水后脱氢
C2H5OH = (Al2O3加热) CH2=CH2+H2O
2CH2=CH2 = (ZnO加热) CH2=CHCH=CH2+H2
2、乙醇先脱氢后脱水
CH3CH2OH = (ZnO加热) CH3CHO+H2
2CH3CHO =(缩合) CH3CHCH2CHO(第二个碳原子上挂个羟基) =(脱水,-H2O) CH3CH=CHCHO丁醛
CH3CH=CHCHO+H2 = CH3CH=CHCH2OH =(脱水,异构化) CH2=CHCH=CH2+H2O
另外,乙醇在浓硫酸催化下加热,140度生成乙醚,170度生成乙烯.
乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用;具有特殊香味,并略带刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。[1]
乙醇与甲醚互为同分异构体。[2]
乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。
酸碱性
弱酸性(严格说不具酸性,不能使酸碱指示剂变色,也不能与碱发生化学反应),因含有极性的氧氢键,故电离时会生成烷氧基负离子和质子。其化学反应式为:[2]
乙醇的pKa=15.9(20℃),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。[2]
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。其化学方程式:[2]
乙醇也可被高锰酸钾氧化成乙酸,同时高锰酸钾由紫红色变为无色。[2]
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灰绿色(Cr3+),此反应可用于检验司机是否饮酒驾车(酒驾)。[2]
与金属反应
因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以钾、钙、钠等活泼金属可将乙醇羟基里的氢置换出来生成对应的有机盐以及氢气。[3]
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。[3]
(2)活泼金属(钾、钙、钠等)可以将乙醇羟基里的氢取代出来,所生成的金属盐遇水则迅速水解生成醇和碱,其水溶液为强碱性。[3]
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,为可逆反应:[3]
取代反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。[3]
通式:
(X为卤素)
氧化反应
①燃烧
乙醇燃烧产生的光谱
完全燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水蒸汽,并放出大量的热;[3]
不完全燃烧:生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量。[3]
②催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。[3]
(制乙醛的原理)
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。[2]
1、分子内脱水:乙醇与浓硫酸加热到170℃左右,发生分子内脱水生成乙烯和水(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)。制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免暴沸。[2]
2、分子间脱水:乙醇与浓硫酸加热到140℃左右,发生分子间脱水生成乙醚和水。[2]
但能在纯乙醇中微弱电离
化学性质
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
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。
与乙酸反应
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。
CH3CH2OH + CH3COOH -浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3 + H2O
与氢卤酸反应
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O
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。
2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→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)
消去反应
(1)消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)
C2H5OH→C2H4+H2O
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(140℃ 浓硫酸)
C2H5OH + HOC2H5 →C2H5OC2H5 + H2O(此为取代反应)
酯化反应
C2H5OH+CH3COOH-浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此为取代反应)
“酸”脱“羟基”,“醇”脱“氢”
燃烧
乙醇可以与空气中氧气发生剧烈的氧化反应产生燃烧现象,生成水和二氧化碳。
CH3CH2OH+3O2 → 2CO2+3H2O
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。
与卤化氢反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。例如:
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
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。
如果温度在140℃左右生成物是乙醚
CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
如果温度在170℃左右,生成物为乙烯
CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O
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(条件是在催化剂的作用下加热)
与活泼金属反应乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。例如与钠的反应:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
药理作用
广泛用于医用消毒。一般使用 95%的酒精用于器械消毒;70~75%的酒精用于杀菌,例如 75%的酒精在常温(25C)下一分内可以杀死 大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、铜绿假单胞菌等;更低浓度的酒精用于降低体温,促进局部血液循环等。
乙醇还可以用于食用,如酒。因为它能作为良好的有机溶剂,所以中医用它来送服中药,以溶解中药中大部分有机成分。
水解
水解是一种化工单元过程,是利用水将物质分解形成新的物质的过程。
物质与水发生的导致物质发生分解的反应(不一定是复分解反应)
(也可以说是物质是否与水中的氢离子或者是氢氧根离子发生反应)
由弱酸根或弱碱离子组成的盐类的水解有两种情况:
① 弱酸根与水中的H+ 结合成弱酸,溶液呈碱性,如乙酸钠的水溶液:
CH3COO- + H2O ←═→ CH3COOH + OH-
② 弱碱离子与水中的OH- 结合,溶液呈酸性,如氯化铵水溶液:
NH4+ + H2O ←═→ NH3·H2O + H+
生成弱酸(或碱)的酸(或碱)性愈弱,则弱酸根(或弱碱离子)的水解倾向愈强。
例如,硼酸钠的水解倾向强于乙酸钠,溶液浓度相同时,前者的pH值更大。
弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸根[1]和弱碱离子水解倾向的强弱。
例如,碳酸氢铵中弱酸根的水解倾向比弱碱离子强,溶液呈碱性;
氟化铵中弱碱离子的水解倾向强,溶液呈酸性;
若两者的水解倾向相同,则溶液呈中性,这是个别情况,如乙酸铵。
弱酸弱碱盐的水解与相应强酸弱碱盐或强碱弱酸盐的水解相比,
弱酸弱碱盐的水解度大,溶液的pH更接近7(常温下)。
如0.10 mol/L的Na2CO3的水解度为4.2%,pH为11.6,
而同一浓度的(NH4)2CO3的水解度为92%,pH为9.3。
酯、多糖、蛋白质等与水作用生成较简单的物质,也是水解:
CH3COOC2H5 + H2O —→ CH3COOH + C2H5OH
(C6H10O5)n + nH2O —→ nC6H12O6
某些能水解的盐被当作酸(如硫酸铝)或碱(如碳酸钠)来使用。
正盐
正盐分四类:
一、强酸强碱盐不发生水解,因为它们电离出来的阴、阳离子不能破坏水的电离平衡,所以呈中性。
二、强酸弱碱盐,我们把弱碱部分叫弱阳,弱碱离子能把持着从水中电离出来的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使得水的电离正向移动,结果溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使水溶液呈酸性。
三、强碱弱酸盐,我们把弱酸部分叫弱阴,同理弱阴把持着从水中电离出来的氢离子,使得溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液呈碱性。
四、弱酸弱碱盐,弱酸部分把持氢,弱碱部分把持氢氧根,生成两种弱电解质,再比较它们的电离常数Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在一温度下,弱电解质的电离常数(又叫电离平衡常数)是一个定值,这一比较就可得出此盐呈什么性了,谁强呈谁性,电离常数是以10为底的负对数,谁负得少谁就大。总之一句话,盐溶液中的阴、阳离子把持着从水中电离出来的氢离子或氢氧根离子能生成弱电解质的反应叫盐类的水解。还有有机物类中的水解,例如酯类的水解,是酯和水反应(在无机酸或碱的条件下)生成对应羧酸和醇的反应叫酯的水解,还有卤代烃的碱性水解,溴乙烷和氢氧化钠水溶液反应生成乙醇和溴化钠叫卤烷的水解,还有蛋白质的水解,最终产物为氨基酸等等。
水解反应
(1)含弱酸阴离子、弱碱阳离子的盐的水解,例如:Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O=HCO3-+OH-
(2)金属氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
(3)金属硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(4)金属碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
(5)非金属卤化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl
此类反应多为水分子攻击卤原子,但也有例外,如NCl3水解:
NCl3+3H2O=NH3+3HClO
该反应为水分子攻击氮原子
取代反应(水解反应)(有机反应)
1.卤代烃在强碱水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH—△→NaOH
CH3CH2OH+HCl
2.醇钠的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH
3.酯在酸、碱水溶液中水解,例如:CH3COOCH2CH3+H2O—△H+orOH-→CH3COOH+CH3CH2OH
4.二糖、多糖的水解,例如淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)
5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH
6.亚胺的水解 ArCH=N-Ph—H20 H+ →ArCHO+PhNH2
乙醇脱水的反应在不同温度条件下生成的产物也不同。通过我们日常学习的化学知识,可以知道乙醇脱水会生成乙烯和乙醚,而这个反应是一个吸热的分子数不变的可逆反应。提高反应温度或者是降低反应压力,都能提高反应的转化率。
通过对乙醇脱水实验的研究,人们发现反映产物随着温度的不同可以产生两种不同的物质,乙烯和乙醚温度越高越容易生成乙烯,与之相反的是温度越低越容易生成乙醚。其根本原因是乙醇中羟基的氢氧键能较小,羟基中的氢原子容易脱去,而温度高了氢氧键才能断开,和碳氢机生成乙烯。分解反应是吸热反应,而乙醇脱水制成乙烯的反应是分解反应,所以乙醇脱水制作乙烯的反应是吸热反应。
关于乙醇的脱水反应有两种,一种是分子内脱水生成乙烯,而另一种是分子间脱水生成乙醚,所以我们可以得出在较高温度下,乙酸分子发生分子内的脱水生成乙烯,而在较低温度下生成乙醇。
乙烯是一种可以催熟的植物激素,如果外用乙烯可以使没有成熟的果实在内部形成内源乙烯,加强了气体交换,还有植物成熟的一系列变化,这就是人工催熟的理论依据,这也是乙烯在生产生活应用方面中积极的一面,但如果在储存过程中处理不好,就容易使果实的寿命降低,容易腐烂生病。乙烯也是合成纤维,合成橡胶等等合成化工品的基本原料,也可以用来制作许多化学用品,也是世界上用量最大的化学用品之一。是石油化工产业的核心。而乙醚主要用来油类燃料,树脂,消化纤维香料等非常多化工用品的优良溶剂,也可以用作去污清洁剂。可以用来做无烟炸药,在医学上多作为麻醉剂使用。