Реакції етилового спирту
Етиловий спирт, або етанол, є первинним одноатомним спиртом з хімічною формулою C2H5OH. Він є безбарвною, легкозаймистою рідиною з характерним спиртовим запахом. Етиловий спирт є одним із найважливіших промислових хімікатів, використовуваних у широкому спектрі застосувань, зокрема як розчинник, паливо та ліки. Етанол хімічно активний і бере участь у різних реакціях.
Горіння
Однією з найбільш відомих реакцій етилового спирту є горіння. При змішуванні з киснем етанол утворює суміш, яка легко займається, виробляючи вуглекислий газ і воду:
«`
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
«`
Ця реакція є основою використання етанолу в якості палива, наприклад, у двигунах внутрішнього згоряння та в пальниках для приготування їжі.
Окислення
Етанол можна окислювати різними окислювачами, такими як перманганат калію, дихромат калію та хромовий ангідрид. При окисленні етанолу утворюються різноманітні продукти, залежно від умов реакції.
У присутності сильного окислювача, наприклад, перманганату калію, етанол окислюється до ацетальдегіду:
«`
3C2H5OH + 2KMnO4 → 3CH3CHO + 2MnO2 + KOH + H2O
«`
У присутності більш слабкого окислювача, наприклад, дихромату калію, етанол окислюється до оцтової кислоти:
«`
3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O
«`
Дегідратація
При нагріванні в присутності кислотного каталізатора, наприклад, концентрованої сірчаної кислоти, етанол зазнає дегідратації, втрачаючи молекулу води і утворюючи етен (етилен):
«`
C2H5OH → H2O + CH2=CH2
«`
Ця реакція використовується в промисловості для виробництва етену, який є одним з найважливіших олефінів, що використовуються в органічному синтезі.
Етерифікація
Етанол може реагувати з карбоновими кислотами з утворенням естерів. Ця реакція відома як етерифікація. У присутності кислотного каталізатора, наприклад, концентрованої сірчаної кислоти, етанол реагує з оцтовою кислотою з утворенням етилацетату:
«`
C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O
«`
Естери є важливою групою органічних сполук, які використовуються в якості розчинників, ароматизаторів та парфумерних компонентів.
Галогенування
При реакції з галогенами, такими як хлор, бром і йод, етанол зазнає заміщення гідроксильної групи на галогенний атом. Наприклад, при реакції етанолу з хлором утворюється хлоретан:
«`
C2H5OH + Cl2 → C2H5Cl + HCl
«`
Галогенпохідні етанолу є цінними проміжними продуктами в органічному синтезі.
Реакції з металами
Етанол реагує з лужними металами, такими як натрій і калій, з утворенням алкоголятів. У цій реакції атом водню з гідроксильної групи етанолу заміщується на атом натрію або калію:
«`
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
«`
Алкоголяти є сильними основами, які використовуються в якості каталізаторів та реагентів в органічному синтезі.
Інші реакції
Етанол також може брати участь у ряді інших реакцій, включаючи:
* Нітрування: реакція з азотною кислотою з утворенням нітроетану.
* Сульфування: реакція з сірчаною кислотою з утворенням етилсульфатної кислоти.
* Гідрування: реакція з воднем в присутності каталізатора з утворенням етану.
Ці реакції є менш поширеними, ніж ті, що описані вище, але вони також мають важливе значення в органічному синтезі.
Використання реакцій етилового спирту
Реакції етилового спирту використовуються в широкому спектрі застосувань, включаючи:
* Виробництво напоїв: етанол є основним компонентом алкогольних напоїв, таких як вино, пиво та лікери.
* Фармацевтична промисловість: етанол використовується як розчинник та екстрагент у виробництві ліків.
* Косметична промисловість: етанол використовується як розчинник та консервант у виробництві косметичних засобів.
* Паливна промисловість: етанол використовується як біопаливо в якості заміни викопним видам палива.
* Хімічна промисловість: етанол використовується як сировина для виробництва різноманітних хімічних речовин, таких як оцтова кислота, етен та етилацетат.
5 поширених запитань про реакції етилового спирту
1. З якими кислотами реагує етиловий спирт?
- Етиловий спирт реагує з більшістю кислот, утворюючи складні ефіри, які є молекулами, що містять атом кисню, з'єднаний двома різними вуглецевими ланцюгами. Ця реакція каталізується кислотою Льюїса, такою як хлорид алюмінію або сірчана кислота.
2. З якими лугами реагує етиловий спирт?
- Етиловий спирт реагує з лугами, такими як гідроксид натрію або гідроксид калію, утворюючи алкоголяти, які є солями спиртів. Ця реакція є зворотною, і алкоголяти можуть бути гідролізовані, щоб відновити етиловий спирт.
3. З якими оксидами реагує етиловий спирт?
- Етиловий спирт реагує з деякими оксидами, такими як оксид міді(II), утворюючи альдегіди або кетони. Ця реакція є окислювально-відновною реакцією, в якій спирт окислюється, а оксид відновлюється.
4. З якими галогеноводнями реагує етиловий спирт?
- Етиловий спирт реагує з галогеноводнями, такими як хлороводень або бромоводень, утворюючи галогеналкани. Ця реакція є електрофільним приєднанням, в якій галогеноводень приєднується до подвійного зв'язку між атомами вуглецю та кисню в спирті.
5. З якими метал-органічними сполуками реагує етиловий спирт?
- Етиловий спирт реагує з деякими метал-органічними сполуками, такими як реагент Гріньяра, утворюючи ефіри Гриньяра. Ця реакція є обміном металу, в якій алкоголят реагує з металорганічною сполукою, заміщаючи галогенну групу на атом металу в реагенті Гріньяра.