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乙醇的分子式為C2H5OH,也可寫為EtOH,Et代表乙基。是醇類的一種,是酒的主要成份,俗稱酒精,它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發的無色透明液體,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,並略帶刺激性。乙醇的用途很廣,可用乙醇來製造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫療上也常用體積分數為70%——75%的乙醇作消毒劑等。

1 乙醇 -分子結構

乙醇乙醇分子立體模型圖

乙醇分子是由乙基和羥基兩部分組成,可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代的產物,也可以看成是水分子中的一個氫原子被乙基取代的產物。乙醇分子中的碳氧鍵和氫氧鍵比較容易斷裂。

2 乙醇 -物理性質

乙醇(Ethanol)是一種無色、透明,具有特殊香味的液體(易揮發),密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取劑)。是一種重要的溶劑。

外觀與性狀:無色液體,有酒香。
飽和蒸氣壓(kPa):5.33(19℃)
燃燒熱(kJ/mol):1365.5
臨界溫度(℃):243.1
臨界壓力(MPa):6.38
辛醇/水分配係數的對數值:0.32
引燃溫度(℃):363
爆炸上限%(V/V):19.0
爆炸下限%(V/V):3.3
溶解性:與水混溶,可混溶於醚、氯仿、甘油等多數有機溶劑。

3 乙醇 -化學性質

穩定性和反應活性:穩定危險特性:易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸發生化學反應或引起燃燒。在火場中,受熱的容器有爆炸危險。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇明火會引著回燃。

乙醇實驗
與金屬反應

2CH3CH2OH +2Na→2CH3CH2ONa+H2

結論:

1、乙醇可以與金屬鈉反應,產生氫氣,但不如水與金屬鈉反應劇烈。

2、活潑金屬(鉀、鈣、鈉、鎂、鋁)可以將乙醇羥基里的氫取代出來。

與乙酸反應

乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化下發生酯化作用,生成乙酸乙酯。

CH3CH2OH + CH3COOH → CH3COOCH2CH3 + H2

與氫鹵酸反應

CH3CH2OH +HX→ C2H5X+ H2O

注意:通常用溴化鈉和硫酸的混合物與乙醇加熱進行該反應。故常有紅棕色氣體產生。

氧化反應

乙醇完全燃燒的方程式 
CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O (條件為點燃)

乙醇的催化氧化的方程式 
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(條件為催化劑) 

催化氧化:在加熱和有催化劑(Cu或Ag)存在的情況下進行。

2CH3CH2OH +O2→2CH3CHO +2H2O   工業制乙醛

消去反應

分子內消去制乙烯
分子間消去制乙醚
CH3CH2OH+CH3CH2OH → C2H5OC2H5+H2O

4 乙醇 -用途

工業用途

(1)溶劑,用於消毒劑、洗滌劑、工業溶劑、稀釋劑、塗料溶劑等幾大方面,其中用量最大的是消毒劑,濃度為70%~75%的乙醇溶液的殺菌能力最強;

(2)基本有機化工原料,乙醇可用來製取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是製取醫藥、染料、塗料、洗滌劑等產品的原料;

(3)汽車燃料,乙醇可以調入汽油,作為車用燃料,美國銷售乙醇汽油已有20年歷史。中國乙醇在汽油的比重佔10%。

生活應用

無水乙醇又稱無水酒精,指濃度大於99%(質量)的乙醇。主要作為溶劑,用於化妝品、製藥等工業。

95%的酒精用於擦拭紫外線燈。這種酒精在醫院常用,而在家庭中則只會將其用於相機鏡頭的清潔。

70%~75%的酒精用於消毒。

40%~50%的酒精可預防褥瘡。長期卧床患者的背、腰、臀部因長期受壓可引發褥瘡,如按摩時將少許40%~50%的酒精倒入手中,均勻地按摩患者受壓部位,就能達到促進局部血液循環,防止褥瘡形成的目的。

25%~50%的酒精可用於物理退熱。高燒患者可用其擦身,達到降溫的目的。因為用酒精擦拭皮膚,能使患者的皮膚血管擴張,增加皮膚的散熱能力,其揮發性還能吸收並帶走大量的熱量,使癥狀緩解。但酒精濃度不可過高,否則可能會刺激皮膚,並吸收表皮大量的水分。

5 乙醇 -工業製法

乙醇工業生產方法分為發酵法合成法兩大類。

發酵法
乙醇乙醇

發酵法可採用各種含糖、澱粉或纖維素的農產品、林產品、工業副產、農業副產及野生植物為原料,整個生產過程分為原料蒸煮、糖化劑製備、糖化(水解)、酵母製備、發酵及蒸餾等工序。每噸乙醇需消耗3噸多糧食或5噸多白薯干。在一些農副產品豐富的國家,發酵法至今仍是生產乙醇的主要方法。

合成法

是以乙烯為原料生產乙醇。1825年俄國人發現乙烯和硫酸經酯化、水解可合成乙醇,1930年該法首次在美國實現工業化。隨著石油化工的迅速發展,合成法生產的乙醇產量越來越大,但該法生產的乙醇中夾雜著異構高碳醇,對人有麻痹作用,不宜作食品、飲料、醫藥和香料等。所以,即使在石油化工發達的國家,發酵法乙醇仍佔有一定比例。

工業上採用的合成法主要是乙烯直接水合法,即將乙烯在浸漬有磷酸的固體催化劑上進行水合反應。所得稀乙醇溶液需經過精餾提純以除去部分水和副產物。用普通的精餾法得到的乙醇濃度最高只有95.6%,工業上可進一步加工最後製得純度為99.5%的無水乙醇。

6 乙醇 -應急處置

皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用流動清水沖洗。

眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。就醫。

食入:飲足量溫水,催吐,就醫。呼吸系統防護:一般不需要特殊防護,高濃度接觸時可佩戴濾式防毒面罩(半面罩)。

眼睛防護:一般不需特殊防護。

身體防護:穿防靜電工作服。

手防護:戴一般作業防護手套。

其他防護:工作現場嚴禁吸煙。

泄漏應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗液稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容;用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內。回收或運至廢物處理場所處置。

有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳。

滅火方法:儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。滅火劑:抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。

操作注意事項: 密閉操作,全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩),穿防靜電工作服。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹼金屬、胺類接觸。灌裝時應控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

7 乙醇 -毒理學

急性毒性:LD507060mg/kg(兔經口);7340mg/kg(兔經皮);LC5037620mg/m3,10小時(大鼠吸入); 人吸入4.3mg/L×50分鐘,頭面部發熱,四肢發涼,頭痛;人吸入2.6mg/L×39分鐘,頭痛,無後作用。乙醇的成人一次致死量為5~8g/gk,兒童為3g/kg。

亞急性和慢性毒性:大鼠經口10.2g/(kg·天),12周,體重下降,脂肪肝。

代謝:乙醇可以從消化道、呼吸道進入人體。進入消化道的乙醇20%由胃吸收,:80%由小腸吸收,空腹或乙醇的濃度高時,胃的吸收量增加,一般情況下,30~60min能吸收80%~90%的乙醇。乙醇的水溶性很好,故能分佈全身,能通過血腦屏障和胎盤。乙醇攝入后其急性效應取決於遺傳因素、吸收及排泄率、攝入乙醇的量以及飲酒者的飲用習慣等。攝入同等量的乙醇,女性血中乙醇水平高於男性,這是因為肝臟的首過效應,女性的胃對乙醇氧化作用弱,生物利用率高,乙醇吸收較男性多所致。乙醇在體內經過醇脫氫酶作用氧化為乙醛,進一步氧化為乙酸,最後氧化為二氧化碳和水排出體外,其氧化代謝較快,故毒性不具有蓄積性。每個人體內醇脫氫酶活性不同,分解乙醇的速度不一,因而對乙醇的耐受量差異很大。長期飲酒者體內可誘導產生肝微粒體酶,對乙醇的耐受性增強。

中毒機理:乙醇屬微毒類,但麻醉作用比甲醇大,其主要效應是對中樞神經系統產生抑制所致。當乙醇攝入量增大時,其中樞神經系統抑制作用增強,首先作用於大腦皮質,繼而影響皮質下中樞,可引起延髓血管運動中樞和呼吸中樞麻痹。

刺激性:家兔經眼:500mg,重度刺激。家兔經皮開放性刺激試驗:15mg/24小時,輕度刺激。

致畸性:大鼠腹腔最低中毒濃度(TDL0):7.5g/kg(孕9天),致畸陽性。

致癌性:小鼠經口最低中毒劑量(TDL0):340mg/kg(57周,間斷),致癌陽性。

8 乙醇 -檢測方法

1.現場應急監測方法

(1)氣體檢測管法;攜帶型氣相色譜法。
(2)氣體速測管

2.實驗室監測方法

監測方法類別來源
氣相色譜法空氣《空氣和廢氣監測分析方法》國家環保局編
氣相色譜法固體廢棄物《固體廢棄物試驗與分析評價手冊》中國環境監測總站等譯
重鉻酸鉀法空氣《化工企業空氣中有害物質測定方法》,化學工業出版社
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