Ethanol là gì? Tính chất hóa học của etanol và cách điều chế

Khái niệm về ethanol và tính chất hóa học của ethanol và cách điều chế. Qua đó giúp các bạn nắm được các tính chất của ethanol và ứng dụng trong đời sống.

1. Ethanol là gì?

Ethanol (hay Etanol), còn được biết đến như là rượu etylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn, là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của ancol, dễ cháy, không màu, là một trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn.

Trong cách nói dân dã thì thông thường Ethanol được nhắc đến một cách đơn giản gọi là rượu. Methanol và Ethanol đều là những hợp chất cơ bản nhất, đứng đầu trong dãy đồng đẳng ancol no, đơn chức, mạch hở. Trong đó Ethanol là phổ biến hơn cả. Còn Methanol được dùng trong công nghiệp làm dung môi hòa tan các chất vô cơ, hữu cơ hay chiết xuất các loại dầu và điều chế các chất công nghiệp khác. Tuy nhiên, khác với ethanol, cồn methanol không tốt cho cơ thể người bởi vậy để phân biệt thì người ta thường cho chất màu xanh vào methanol, nên vẫn quen gọi là cồn xanh.

2. Công thức hóa học của ethanol

Công thức hóa học của Ethanol là là C₂H₆O hay C₂H₅OH. Một công thức thay thế khác là CH₃-CH₂-OH thể hiện cacbon ở nhóm metyl (CH₃–) liên kết với carbon ở nhóm metylen (–CH2–), nhóm này lại liên kết với oxy của nhóm hydroxyl (–OH). 

Nó là đồng phân nhóm chức của dimetyl ete. Etanol thường được viết tắt là EtOH, sử dụng cách ký hiệu hoá học thường dùng đại diện cho nhóm etyl (C2H5) là Et.

3. Tính chất vật lý của Ethanol

- Nhẹ hơn nước, có khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15 độ C.

- Tỉ trọng trung bình là 0.8 g/ cm3.

- Nhiệt độ nóng chảy ở 117.3 độ C và sôi ở 78.5 độ C.

- Ethanol có độ nhớt và ít bay hơi so với các hợp chất hữu cơ có cùng trọng lượng phân tử.

4. Tính chất hóa học của ethanol

- Mang tính chất của một rượu đơn chức

- Phản ứng thế H của nhóm -OH.

- Tác dụng với kim loại: 

2C2H5OH + 2Na  → 2C2H5ONa + H2

- Phản ứng với Cu(OH)2

2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2  → [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O.

- Phản ứng thế nhóm -OH

+ Phản ứng với axit vô cơ:

C2H5-OH + H-Br → C2H5-Br + H2O.

+ Phản ứng với axit hữu cơ (phản ứng este hóa):

CH3COOH + C2H5-OH → CH3COOC2H5 + H2O.

+ Phản ứng với ancol (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 1400 độ C):

C2H5-OH + H-O-C2H5 → C2H5-O-C2H5 + H2O.

- Phản ứng tách nhóm - OH (phản ứng tách H2O) (điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 1700 độ C).

CH3-CH2-OH  → CH2=CH2 + H2O

CH3-CH2-CHOH-CH3  → H2O + CH3-CH=CH-CH3 (sản phẩm chính)

→ H2O + CH3-CH2-CH=CH2 (sản phẩm phụ)

- Phản ứng oxi hóa:

+ Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)

Đối với ancol no, đơn chức mạch hở

CnH2n+2O + (3n/2)O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

Đối với ancol no, đa chức mạch hở

CnH2n+2Ox + (3n+1-x)/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

+ Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (oxi hóa hữu hạn)

C2H5OH + CuO  → CH3-CHO + H2O + Cu

5. Cách điều chế Ethanol

Ethanol được điều chế bằng phản ứng hợp nước của ethylene hoặc lên men tinh bột. Cụ thể:

+ Ethanol được điều chế bằng phương pháp lên men các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hoặc đường như ngũ cốc (gạo, ngô, khoai, sắn …), quả chín (nho, anh đào…). Quá trình lên men này được tóm tắt như sau:

+ Ở nhiều nước có nền công nghiệp hoá chất phát triển, ethanol được điều chế bằng phản ứng hydrate hoá ethylene với xúc tác H2SO4 đặc hoặc H3PO4.

C2H4 + H2O → C2H5OH. Điều kiện (H2SO4 và t^o)