乙醇（ethanol）是一種有機化合物，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH或C2H5OH，分子式為C2H6O，俗稱酒精。

乙醇在常溫常壓下是一種易揮發(fā)的無色透明液體，低毒性，純液體不可直接飲用。乙醇的水溶液具有酒香的氣味，并略帶刺激性，味甘。乙醇易燃，其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。乙醇能與水以任意比互溶，能與氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機溶劑混溶。

乙醇可用于制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等，醫(yī)療上常用體積分?jǐn)?shù)為70%~75%的乙醇作消毒劑。乙醇在化學(xué)工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛的用途。

物理性質(zhì)

乙醇分子的球棍模型

乙醇是帶有一個羥基的飽和一元醇，可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代的產(chǎn)物，或者是水分子中的一個氫原子被乙基取代的產(chǎn)物。乙醇分子是由C、H、O三種原子構(gòu)成的極性分子，其中C、O原子均以sp3雜化軌道成鍵。?[2]?

20℃時乙醇水溶液密度與乙醇體積分?jǐn)?shù)關(guān)系圖?[15]??

乙醇在常溫常壓下是一種無色透明、易揮發(fā)、易燃燒、不導(dǎo)電的液體，它的水溶液具有酒香的氣味，味甘。在20 ℃常溫下，乙醇液體密度是0.7893 g/cm3。乙醇的熔點是-114.1 ℃，沸點是78.3 ℃。乙醇蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。?[2]??20 ℃下，乙醇的折射率為1.3611。?[1]??乙醇還是一種良好的溶劑，能與水以任意比互溶，可混溶于氯仿、乙醚、乙酸、甲醇、丙酮、甘油等多數(shù)有機溶劑。?[2]??當(dāng)乙醇與水混合時其體積減小，1體積的乙醇與1體積的水混合后其體積只有1.92體積，而當(dāng)乙醇與汽油混合時總體積則增大。?[31]?

乙醇的物理性質(zhì)主要與其低碳直鏈醇的性質(zhì)有關(guān)。分子中的羥基可以形成氫鍵，因此乙醇具有潮解性，可以很快從空氣中吸收水分。?[2]??分子間氫鍵的存在也使得乙醇的沸點高于相對分子質(zhì)量相近的烷烴。乙醇分子中羥基的極性使得很多離子化合物可溶于乙醇中，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化銨、溴化銨和溴化鈉等；但氯化鈉和氯化鉀微溶于乙醇。?[3]??非極性的烴基使得乙醇也可溶解一些非極性的物質(zhì)，例如大多數(shù)香精油和很多增味劑、增色劑和醫(yī)藥試劑。乙醇還可與水、乙腈、苯、丁酮、丁醛、四氯化碳、氯仿、環(huán)己烷、1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯、乙基丁基醚、己烷、乙酸異丙酯、異丙醚、乙酸甲酯、甲基環(huán)己烷、硝基甲烷、甲苯、三氯乙烯等形成二元共沸物，使得它們不能通過蒸餾的方法進(jìn)行分離。

化學(xué)性質(zhì)

乙醇的化學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

乙醇的官能團(tuán)是羥基（—OH），其化學(xué)性質(zhì)主要由羥基和受它影響的相鄰基團(tuán)決定，主要反應(yīng)形式是О—H鍵和C—О鍵的斷裂。羥基的結(jié)構(gòu)特征是氧的電負(fù)性很大，分子中的C—О鍵和O—H鍵都是極性鍵，因而乙醇分子中有2個反應(yīng)中心。由于α-H和β-H受到C—О鍵極性的影響具有一定的活性，因此它們還能發(fā)生氧化反應(yīng)和消除反應(yīng)等。?[16]?

1.酸堿性

乙醇具有弱酸性（嚴(yán)格來說不具有酸性，因為不能使酸堿指示劑變色），因含有極化的氧氫鍵，故電離時會生成烷氧基負(fù)離子和質(zhì)子。其電離方程式為：?[2]?

乙醇的pKa=15.9（25 ℃），與水相近，電離平衡足以使乙醇與重水之間迅速發(fā)生同位素交換。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

2.與金屬反應(yīng)

鉀、鈣、鈉等活潑金屬可將乙醇羥基里的氫置換出來，生成醇鹽和氫氣，但不如和水反應(yīng)劇烈。以乙醇與鈉的反應(yīng)為例，產(chǎn)物乙醇鈉遇水可發(fā)生水解，生成乙醇和氫氧化鈉，因此乙醇鈉的水溶液呈強堿性。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]??[3]??[36]?

3.氧化反應(yīng)

乙醇燃燒產(chǎn)生的火焰

乙醇的燃燒反應(yīng)是廣義上的氧化反應(yīng)。乙醇完全燃燒時發(fā)出淡藍(lán)色火焰，生成二氧化碳和水蒸氣，并放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

乙醇不完全燃燒時生成一氧化碳，有黃色火焰，放出熱量。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

在有機化學(xué)中，氧化反應(yīng)特指加氧或去氫的反應(yīng)。?[16]??乙醇可以發(fā)生脫氫反應(yīng)，被氧化成為乙醛。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

該反應(yīng)可用于工業(yè)制乙醛。在人體內(nèi)則可以通過乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）作用使乙醇變成乙醛。?[2]?

乙醇也可被高錳酸鉀氧化成乙酸，同時高錳酸鉀由紫紅色變?yōu)闊o色。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

乙醇也可與酸化的三氧化鉻溶液（或酸性重鉻酸鉀溶液）反應(yīng)，當(dāng)乙醇蒸氣進(jìn)入含有酸化的三氧化鉻（或酸性重鉻酸鉀溶液）的硅膠中時，可見硅膠由黃色變成草綠色，該反應(yīng)可用于檢驗司機是否飲酒駕車。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[2]?

強氧化劑如高錳酸鉀及重鉻酸鉀都能將乙醇直接氧化成乙酸，反應(yīng)不能停留在生成乙醛的階段。使用特殊的氧化劑，如Sarrett試劑，可使反應(yīng)停留在乙醛的階段。Sarrett試劑是三氧化鉻與吡啶形成的配合物

，溶于鹽酸后稱為氯鉻酸吡啶鹽（Pyridinium chlorochromate，PCC）。反應(yīng)一般在二氯甲烷中進(jìn)行。?[16]?

4.酯化反應(yīng)

乙醇與無機含氧酸（如硝酸、亞硝酸、硫酸和磷酸等）之間脫水，可生成相應(yīng)的無機酸酯。以硝酸為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：[16]?

酯化反應(yīng)的加成-消除機理

乙醇也可與有機含氧酸脫水生成有機酸酯。以乙酸為例，在濃硫酸催化并加熱的情況下，乙醇可與乙酸反應(yīng)生成乙酸乙酯，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[3]?

該反應(yīng)可逆，在相同條件下，乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇的反應(yīng)稱為乙酸乙酯的水解反應(yīng)。為提高酯的產(chǎn)率，可適當(dāng)增大反應(yīng)物濃度或?qū)⑸傻孽ズ退粩嗾舫龇磻?yīng)體系，使平衡向右移動。?[16]?

5.醇解反應(yīng)

乙醇可與羧酸衍生物如酰鹵、酸酐、酯等發(fā)生醇解反應(yīng)生成相應(yīng)的酯，難易程度不同。?[17]?

酰鹵活性很高，醇解反應(yīng)進(jìn)行較快。以乙酰氯為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[17]?

酸酐的醇解比酰鹵緩和，反應(yīng)中可用適量的酸或堿進(jìn)行催化，是制備酯的常用方法。以乙酸酐為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[17]?

酯的醇解反應(yīng)可逆，需要在酸或堿的催化下進(jìn)行，反應(yīng)中從一個酯生成另一個新的酯，所以該反應(yīng)也叫做酯交換反應(yīng)。以乙酸甲酯為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[17]?

乙醇可以和氫鹵酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成鹵代烴和水。其化學(xué)反應(yīng)通式為：?[2]?

。鹽酸與乙醇的反應(yīng)較困難，加無水氯化鋅可催化反應(yīng)的進(jìn)行。無水氯化鋅的濃鹽酸溶液稱為盧卡斯試劑（Lucas reagent）。乙醇可以溶解于盧卡斯試劑中，生成的氯乙烷則難溶，產(chǎn)生細(xì)小的油狀液滴分散在盧卡斯試劑中，使反應(yīng)液變渾濁。?[16]?

乙醇也可與鹵化磷（PX3、PX5）反應(yīng)生成鹵代烴，該方法更為常用。其化學(xué)反應(yīng)通式為：?[16]?

乙醇與PX5的反應(yīng)，因副產(chǎn)物磷酸酯比較多，產(chǎn)物分離較為困難，因此不是制備鹵代烴的好辦法。實際工作中，三鹵化磷常用鹵素單質(zhì)與磷的反應(yīng)產(chǎn)生：?[16]?

乙醇還可與氯化亞砜反應(yīng)生成氯乙烷，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[16]?

用氯化亞砜作為鹵代試劑，副產(chǎn)物二氧化硫和氯化氫很容易離開反應(yīng)體系，產(chǎn)物容易分離和純化。

7.脫水反應(yīng)

乙醇在酸性條件下加熱可發(fā)生脫水反應(yīng)。乙醇脫水可按兩種方式進(jìn)行：一種是乙醇分子內(nèi)脫一分子水生成烯烴（消除反應(yīng)）；另一種是兩個分子的乙醇發(fā)生分子間脫水生成乙醚（親核取代反應(yīng)）。?[16]?

乙醇在催化劑存在的條件下加熱，分子內(nèi)消去一個水分子，生成乙烯。該反應(yīng)屬于消除反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[16]?

常用的催化劑還有磷酸、氧化鋁等。進(jìn)行該反應(yīng)時要在燒瓶中加入碎瓷片或沸石以免暴沸。?[2]?

兩分子乙醇也可以發(fā)生分子間脫水而生成乙醚。其化學(xué)反應(yīng)式為：?[16]?

乙醇的消除反應(yīng)和成醚反應(yīng)都是在酸的作用下進(jìn)行，二者是并存和相互競爭的。較低的溫度下有利于成醚反應(yīng)，而在高溫條件下有利于消除反應(yīng)生成烯烴。若能控制好反應(yīng)條件，可以使其中一種產(chǎn)物為主要產(chǎn)物。?[16]?

由于分子間脫水成醚的副反應(yīng)較多，一般較少用于醚的合成。更加常用的是Williamson合成法，即用醇鈉或酚鈉與鹵代烴反應(yīng)，既可合成對稱醚，也可合成不對稱醚。以合成甲乙醚為例，其化學(xué)反應(yīng)式為：?[27]?

8.鹵仿反應(yīng)

乙醛、甲基酮與次鹵酸鹽反應(yīng)生成鹵仿和少一個碳的羧酸鹽的反應(yīng)稱為鹵仿反應(yīng)。由于乙醇在次鹵酸鹽條件下可氧化生成乙醛，故它也能發(fā)生鹵仿反應(yīng)。乙醇與次氯酸鈉反應(yīng)生成氯仿，溴仿和碘仿也可以分別由乙醇與次溴酸鈉和次碘酸鈉反應(yīng)得到。在低碳醇中，只有乙醇才能進(jìn)行鹵仿反應(yīng)。以乙醇與次碘酸鈉反應(yīng)為例，其過程如下：?[31]??[32-33]??