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乙醇（一种重要的伯醇）

次浏览 | 更新时间：2023-05-16

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乙醇

一种重要的伯醇

乙醇（英文名称：Ethanol）是一种重要的有机物，俗称酒精，分子式为C₂H₆O，摩尔质量为46.07g/mol，密度为0.79g/cm，是无色透明易挥发和易燃性液体，具有酒的气味和刺激的辛辣味，燃烧时出现淡蓝色火焰。乙醇易溶于水、甲醇、乙醚和氯仿等，能与水以任意比例混合，具有吸湿性，能与水混合形成共沸混合物。乙醇可通过发酵法和乙烯水合法进行制备。乙醇是重要的基础化工原料，广泛应用于医药、食品和化工等行业，是一种常用溶剂，也用作消毒剂、洗涤剂和燃料等。

基本信息

中文名

乙醇

英文名

Ethanol

别名

酒精

CAS编号

64-17-5

性质

化学式

C₂H₆O

摩尔质量

46.07g/mol

外观

无色液体

气味

刺激性气味

密度

0.79g/cm

熔点

-114℃

沸点

78℃

溶解性

易溶于水；能与乙醚、丙酮、氯仿混溶；溶于苯

pKa

15.9

黏度

25℃时为1.074 mPa.s

危险性

NFPA 704

闪点

12.78℃

自燃温度

400℃

历史

酒精是最古老的人造饮料。从考古资料发现，原始社会人们就开始使用瓜果、谷物发酵酿酒。4000多年前夏禹记载过酿酒方法，当时人们把饮酒当作一种生活乐趣。而且并非只有人才会酿酒，明代李日桦所著《紫桃轩・蓬桃夜话》中曾描述“黄山多猿猱，春夏采花于石注中，酝酿成汤，香气溢发，闻数百步”。这就是最古老的“猿猴造酒”的传说。《汉书·食货志》曾写道：酒，百药之长。《本草纲目》也记载过：酒少饮则和血行气，痛饮则伤神耗血，损胃之精，生痰动火。《圣经》挪亚篇记载过酒精急性中毒；希腊和印度也有类似记载。19世纪医学家用酒精治疗心衰和伤寒等症。生理学家和药理学家开始对酒精的药理作用进行研究，发现酒精能影响鸟的中枢神经活动，抑制蛙和哺乳动物的心跳，影响狗的胃肠消化吸收功能。

关于利用木材发酵生产酒精的历史非常悠久，十九世纪30年代德国采用强酸高温法水解木材，后来又采用稀酸水解法水解木材，1935年苏联建成第一个木材水解厂（列宁格勤水解厂），第二年便开始了木材水解酒精生产，美国、加拿大也利用木材废料制造酒精，以上各国均是采用酸水解法。直到1973年后，酶水解方法的研究得到了较大的发展。

1878年，A.Mitscherlich首先提出了对亚硫酸盐废液中的糖类进行发酵以生产酒精的方法并获专利。1907年在瑞典首次对SSL中糖类的发酵过程进行了大规模的研究。到1940年，瑞典已有21家工厂将这种方法用于工业规模的生产。很快，这种用SSL生产酒精的方法就被其他国家接受。

1825年，第一次发表了间接水合法科学实验结果，乙烯用硫酸吸收再经水解制得乙醇。1930年，美国联合碳化物公司（Union Carbide Co.）首先采用间接水合法生产乙醇，该法在美国迅速发展。从提出该法到实现工业化，中间将近隔了一个多世纪。但是由于间接水合法生产乙醇的过程中硫酸介质会导致设备腐蚀和需要消耗大量硫酸，自1932年起，美国和苏联就开始了直接水合法的研究。其实早在1900年左右就发现了乙醇在固体催化剂下脱水生成乙烯；1923年报道了乙烯和水在一定的温度下（300℃~400℃）通过催化剂（氧化铝）可以得到乙醇。其实乙烯直接水合制乙醇关键问题是寻找有实用价值的催化剂，有不少研究者花费大量时间去研究选取催化剂和相平衡关系的研究，但都未取得满意的成果。苏联1939年建立中试并进行中间试验，同时开展催化剂筛选和水合工艺的研究。确定了工艺条件和以磷酸-合成硅酸铝为催化剂，于1957年在隆拉托夫、格罗兹内依、乌法、古比雪夫、巴库等地实现了工业化生产。到了六十年代中期，他们又对水合催化剂进行改进和提高，最后确定为磷酸-硅藻土催化剂。约在1945年，美国壳牌（Shell）化学公司发现了磷酸本身可以作为直接水合的催化剂，并将磷酸盐载在硅藻土载体上，制成了固体催化剂，从而使该公司于1948年在休斯敦（Houston)实现了直接水合法工业化生产。

生理作用

人喝下去的乙醇，其中90%以上由胃肠吸收进血液，随着血液循环到肝脏，并在肝脏内转化为乙醛。乙醛比乙醇更具有毒性，乙醛很快被转化成醋酸，而醋酸可被任何细胞所利用，最后氧化成水和二氧化碳排出体外。另有不到10%的乙醇由尿液、汗液、唾液、呼吸等途径排出。

结构

乙醇中，羟基上的氧是sp杂化，两对孤对电子分别占据两条sp杂化轨道，另外两条sp杂化轨道一条与氢形成

键，一条与碳的sp杂化轨道形成

键。

理化性质

物理性质

乙醇是一种无色透明易挥发和易燃的液体，结构简式为CH₃CH₂OH，密度为0.79g/cm，摩尔质量为46.07g/mol，熔点为-114℃，沸点为78℃，闪点为12.78℃，易溶于水、甲醇、乙醚和氯仿等，能与水以任意比例混合，还是一种良好的有机溶剂，具有吸湿性，能与水混合形成共沸混合物。

化学性质

氧化反应

乙醇燃烧时发出不易见的淡蓝色火焰，放出热量，燃烧后生成二氧化碳和水。其化学反应方程式如下：

乙醇在高锰酸钾或重铬酸钾等氧化剂的作用下，能迅速氧化生成乙醛，进一步氧化生成乙酸（冰醋酸）。

工业上常用此法检查蒸馏液中有无酒精的存在。如果有酒精的存在，溶液将变为绿色，酒精含量越大，绿色越深。用比色法可测得蒸馏废液中酒精含量的多少。

乙醇在加热和催化剂（铜或银）存在的条件下，能被空气氧化而生成乙醛。工业上采用这个方法生产乙醛。

还原反应

乙醇能与碱金属作用放出氢气。乙醇与金属钠反应方程式如下：

脱水反应

乙醇和浓硫酸混合共热时，发生脱水反应，脱水产物因反应条件不同而不同。在170℃左右时乙醇分子内脱水，生成乙烯；如控制温度在140℃左右，则乙醇会发生分子间脱水，生成乙醚。

消去反应（分子内脱水）：

分子间脱水：

酯化反应

乙醇与有机酸作用生成酯，是一种只由羟基中的氢所参与的反应类型，该反应是可逆的。

脱氢反应

乙醇蒸气在200℃~300℃的温度下，用铜作为催化剂时，一步脱氢得到乙醛。

酸碱反应

乙醇的解离：

乙醇是比水还弱的酸，根据酸碱定义，较弱的酸失去氢离子后就成较强的碱，所以乙醇钠是比氢氧化钠更强的碱。

卤化反应

乙醇与氢卤酸（通常是氯化钠和浓硫酸的混合物）反应，羟基被卤素取代生成卤烃和水。这是制备卤烃的重要方法之一。

其他

乙醇与浓硝酸反应，生成硝酸乙酯。硝酸乙酯受热分解，会发生猛烈爆炸，因此可作为炸药原料。

乙醇能使蛋白质凝固变性，因此具有杀菌能力，75%乙醇杀菌能力最强。少量的乙醇对人的大脑有兴奋作用。

制备方法

发酵法

粮食发酵法

粮食发酵法是最早发明生产乙醇的方法，该方法至今还在使用，特别是在饮用酒的生产上。工业上先将谷物淀粉在淀粉糖化酶的作用下预先进行糖化：

发酵过程中，双糖（即麦芽糖）水解生成葡萄糖：

最后葡萄糖酒化:

木材水解发酵法

木材是由纤维、半纤维（戊糖、己糖）及木素组成，还有无机物（灰分）、树脂、油脂、单宁等物质。木材中大约有一半是纤维。

木材发酵法制备乙醇，首先用硫酸或盐酸水解木材，将纤维变成葡萄糖：

然后进入制醇的发酵阶段。

亚硫酸盐废碱液制取乙醇法

在用纤维造纸的企业中，有大量的废亚硫酸盐碱液产生，对这种废液经过蒸煮等过程处理后得到乙醇。因为纸浆废液中含有

纤维素，这种纤维素可以转化为葡萄糖，经过发酵即可得到乙醇和二氧化碳。这种乙醇通常称作亚硫酸盐乙醇。

乙烯水合法

乙烯间接水合法

乙烯间接水合法又称硫酸法。首先乙烯和硫酸作用生成硫酸氢乙酯：

或生成硫酸二乙酯：

然后硫酸酯水解，重新放出硫酸，得到乙醇：

或

乙烯直接水合法

乙烯直接水合法是乙烯和水在催化剂、高温、加压条件下直接加成得到乙醇的方法：

该法又称为一步法。

应用领域

在医药卫生事业方面，乙醇被广泛用来进行医疗器具和皮肤的消毒，还可用乙醇绷带医治创伤。乙醇是泡制各种药酒和制备

碘酒的必需原料；还可用来调制许多生药以制备成药，如大黄酊、流浸膏等。

在食品工业中，往往用乙醇作防腐剂和消毒剂。用食用乙醇制造各种配制酒、兑制白酒、强化葡萄酒，以及用以制食醋、制

造各种酒精性饮料和作为食品添加剂等。

在农牧业方面，乙醇是制造农业杀虫剂的重要原料。酒精厂的副产物酒糟以及以酒糟为原料制造的饲料酵母、维生素等精饲

料，都是牲畜的优良饲料，它们不但营养丰富，而且具有特殊的香味，牲畜特别爱吃。这对节约粮食和促进畜牧业的发展均有重要意义。另外，酒糟还用来养鱼和作为农业肥料。

在交通运输业方面，乙醇不仅直接可作发动机的燃料，而且还可将乙醇掺入汽油中，以提高汽油的燃烧值，改善防爆性能，并能保持机器的清洁和减少对空气的污染。

在化学工业方面，乙醇是制造乙醛、乙酸、乙醚、聚乙烯、丁二烯、乙二醇、氯仿、碘仿以及合成橡胶等化工产品的重要原料。

乙醇是一种良好的有机溶剂。它可以作为各种香料、油漆、染料、油脂、军工、电影、树脂、硝化棉和照相胶片的溶剂，也可用以萃取植物油与香精油等。

安全事宜

安全标识

图示
图意	易燃物

CHS分类

CHS	危险说明	危险等级
H225	高度易燃的液体和蒸气	易燃液体

毒理学资料

大鼠LD₅₀经口给药为7060mg/kg，LC₅₀吸入10小时为20000mg/m；小鼠LD₅₀经口给药为3450mg/kg，LC₅₀吸入4小时为39mg/m。皮肤刺激，兔轻度；眼刺激，兔重度。国际癌症研究机构（IARC）分类酒精饮料中的乙醇为1类致癌物。

生态影响

乙醇泄漏到土壤中，会蒸发或被生物降解，或者渗漏到地下水中去。释放到水中，会蒸发或被生物降解，不会在鱼体内发生累积。释放到空气中，会被光分解，半衰期为4d~6d。

消防措施

灭火时，应彻底扑灭，防止二次复燃。疏散和清理火场时，应有泡沫跟进保护，以便消除隐蔽的火源。做好个人防护，减

少皮肤外露，以防灼伤。防止爆炸伤人，应利用承重物体掩护。

灭火剂可以使用抗溶性泡沫、二氧化碳、“1211”灭火剂、干粉等。如果是储罐发生火灾，罐壁应用水冷却。

健康危害

乙醇对人有麻醉作用，少量饮用能加快血液循环，大量饮用时使中枢神经和运动反射麻痹，导致运动失调，意识不清，还会引起肝脏、胰腺和心脏疾病。人饮用乙醇的中毒剂量为75g~80g，致死剂量为250g~500g。

乙醇急性中毒会使人出现意识丧失、瞳孔扩大、呼吸不规律、休克、心力循环衰竭和呼吸停止。

储存与运输

乙醇储存于阴凉通风仓间内，仓温不超过30℃，远离火种、热源，防止阳光直射。应与氧化剂、遇水燃烧物品等分仓间存放，切勿混储混运。桶储时应经常检查是否有泄漏，如发现泄漏，应及时换桶。

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