乙醇的催化氧化现象和方程式
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
至于你的疑问为什么要加热或者点火才会燃烧,那是由于任何物质的燃烧都必须满足三个条件:即达有可燃物,与氧气接触,到着火点温度。其中前两个条件容易满足,点燃就是使可燃物达到着火点温度,然后可燃物乙醇就开始燃烧了,之后由于乙醇燃烧放热使未燃烧的乙醇温度升高达到着火点温度,则未燃烧的乙醇也开始燃烧,同时放热,只要保证乙醇足够量及与足够氧气接触,则燃烧可一直持续下去。
+
O2---→CH3CHO
+
H2O
Cu作催化剂
生成乙醛,有水果香味
收集时通到饱和碳酸钠溶液上方,作用有二
1,吸收乙醇
2,便于乙醛分层析出,有利于闻到水果香味
醇催化氧化的本质是: 去氢,也就是去掉醇羟基上的H和 连接有醇羟基的C原子上的氢, 这两个H原子与氧气的O原子结合生成水。
所以,如果连接有醇羟基的C原子上有2个或者3个H,这样的醇催化氧化后形成醛 连接有醇羟基的C原子上有1个H。
醇催化氧化后的产物是 酮 连接有醇羟基的C原子上没有H原子,这样的醇不能发生催化氧化 如CH3CH2OH ====》 CH3CHO (CH3)2CHOH===》 CH3COCH3 (CH3)3C OH 醇不能发生催化氧化
扩展资料:
催化氧化举例
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:铜或银作催化剂,加热)
CH3CHO—→CH3COOH,则是多了一个氧原子。
乙醇可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化成乙酸。
氨的催化氧化
4NH3 + 5O2=(催化剂,△) 4NO + 6H2O
催化氧化应用
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。
乙醇的结构式为:
乙醇中是不含有碳氧双键的,所以乙醇氧化反应不是碳氧双键的特征。
乙醇催化氧化生成乙醛
2CH3CH2OH+O2->2CH3CHO+2H2O(催化剂为铜或银)
反应原理为
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)
+
O2---→CH3CHO
+
H2O
Cu作催化剂
生成乙醛,有刺激性气味
或被氧化为乙酸CH3COOH
醇催化氧化的本质是:脱氢,即从醇的羟基和与醇的羟基相连的C原子的氢与氧的O原子结合除去H 形成水。
因此,如果在C原子上连接有醇羟基的H原子为2或3个,则这种醇催化氧化而形成醛。 与醇羟基键合的C原子具有一个H。
醇催化氧化后的产物是酮与醇羟基连接的C原子没有H原子,并且这种醇无法进行催化氧化,例如CH3CH2OH ====>CH3CHO(CH3) 2CHOH ===” CH3COCH3(CH3)3C OH醇不会发生催化氧化。
扩展资料鉴于强氧化剂直接氧化的效率无法稳定达到处理要求,人们不得不寻求更为有效的氧化处理技术以满足需要。1987年Gaze等人提出了高级氧化法(AdvancedOxidationProcesses,简称AOPs),它解决了普通氧化法存在的问题,并以其独特的优点越来越引起重视。
高级氧化法最显著的特点是通过某种方式,在氧化体系中产生羟基自由基(·HO)中间体,并以(·HO)为主要氧化剂与有机物发生反应,同时反应中可生成有机自由基或生成有机过氧化自由基继续进行反应,达到将有机物彻底分解或部分分解的目的。
2.同样的反应物,不同的反应条件,得到不同的反应产物,也是有机反应的一大特点,所以反应条件对于有机反应至关重要。
扩展资料:
乙醇(ethanol)是一种有机化合物,结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH,分子式为C2H6O,俗称酒精。
无水乙醇(Ethanol absolute),是指纯度较高的乙醇水溶液,是乙醇和水的混合物。一般情况下称浓度99.5%的乙醇溶液为无水乙醇。
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