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乙醇

乙醇(ethanol),有机化合物,分子式C2H6O,结构简式CH3CH2OH或C2H5OH,俗称酒精。 

乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用;具有特殊香味,并略带刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。 

乙醇与甲醚互为同分异构体。 

乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。 

C、O原子均以sp³杂化轨道成键、极性分子。 

乙醇分子是由是由C、H、O 三种原子构成(乙基和羟基两部分组成),可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。 

乙醇液体密度是0.789g/cm³,乙醇气体密度为1.59kg/m³,相对密度(d15.56)0.816,式量(相对分子质量)为46.07g/mol。沸点是78.2℃,14℃闭口闪点,熔点是-114.3℃。纯乙醇是无色透明的液体,有特殊香味,易挥发。 

乙醇的物理性质主要与其低碳直链醇的性质有关。分子中的羟基可以形成氢键,因此乙醇黏性大,也不及相近相对分子质量的有机化合物极性大。 

20℃下,乙醇的折射率为1.3611。 

能与水以任意比互溶;可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。 

由于存在氢键,乙醇具有较强的潮解性,可以很快从空气中吸收水分。 

羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中,如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等;但氯化钠和氯化钾微溶于乙醇。此外,其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质,例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。 

下表为20℃下乙醇与水的混合液体的密度(以乙醇的体积分数为变量)。 

溶液密度(g/cm³)

单位体积(1cm)含有乙醇质量(g)

乙醇的体积分数(%)

0.998

0.15

0.2

0.996

1.20

1.5

0.994

2.30

3.0

0.992

3.50

4.4

0.990

4.70

5.9

0.988

5.90

7.4

0.985

7.90

9.9

0.982

10.0

12.5

0.980

11.5

14.2

0.978

13.0

16.0

0.975

15.3

18.9

0.972

17.6

21.7

0.970

19.1

23.5

0.968

20.6

25.3

0.965

22.8

27.8

0.962

24.8

30.3

0.960

26.2

31.8

0.957

28.1

34.0

0.954

29.9

36.1

0.950

32.2

38.8

0.945

35.0

41.3

0.940

37.6

44.8

0.935

40.1

47.5

0.930

42.6

50.2

0.925

44.9

52.7

0.920

47.3

55.1

0.915

49.5

57.4

0.910

51.8

59.7

0.905

53.9

61.9

0.900

56.2

64.0

0.895

58.3

66.2

0.890

60.5

68.2

0.885

62.7

70.2

0.880

64.8

72.2

0.875

66.9

74.2

0.870

69.0

76.1

0.865

71.1

77.9

0.860

73.2

79.7

0.855

75.3

81.5

0.850

77.3

83.3

0.845

79.4

85.0

0.840

81.4

86.6

0.835

83.4

88.2

0.830

85.4

89.8

0.825

87.3

91.2

0.820

89.2

92.7

0.815

91.1

94.1

0.810

93.0

95.4

0.805

94.4

96.6

0.800

96.5

97.7

0.795

98.2

98.9

0.791

99.5

99.7

弱酸性(严格说不具酸性,不能使酸碱指示剂变色,也不能与碱发生化学反应),因含有极性的氧氢键,故电离时会生成烷氧基负离子和质子。其化学反应式为: 

乙醇的pKa=15.9(20℃),与水相近。乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。 

乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。其化学方程式: 

乙醇也可被高锰酸钾氧化成乙酸,同时高锰酸钾由紫红色变为无色。 

乙醇也可以与酸性重铬酸钾溶液反应,当乙醇蒸汽进入含有酸性重铬酸钾溶液的硅胶中时,可见硅胶由橙红色变为灰绿色(Cr),此反应可用于检验司机是否饮酒驾车(酒驾)。 

因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以钾、钙、钠等活泼金属可将乙醇羟基里的氢置换出来生成对应的有机盐以及氢气。 

结论:

(1)乙醇可以与金属钠反应产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。 

(2)活泼金属(钾、钙、钠等)可以将乙醇羟基里的氢取代出来,所生成的金属盐遇水则迅速水解生成醇和碱,其水溶液为强碱性。 

乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下,发生酯化作用,生成乙酸乙酯,为可逆反应: 

乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。 

通式:

①燃烧

完全燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水蒸汽,并放出大量的热; 

不完全燃烧:生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量。 

催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。 

乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。 

1、分子内脱水:乙醇与浓硫酸加热到170℃左右,发生分子内脱水生成乙烯和水(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)。制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免暴沸。 

2、分子间脱水:乙醇与浓硫酸加热到140℃左右,发生分子间脱水生成乙醚和水。 

1、按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精、糖蜜原料发酵酒精、亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精。 

淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料,在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖,再进一步由酵母发酵生成酒精); 

糖蜜原料发酵酒精(直接利用糖蜜中的糖分,经过稀释杀菌并添加部分营养盐,借酵母的作用发酵生成酒精); 

亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精(利用造纸废液中含有的六碳糖,在酵母作用下发酵成酒精,主要产品为工业用酒精。也有用木屑稀酸水解制作的酒精)。 

2、按生产的方法来分,可分为发酵法、合成法两大类。 

3、按产品质量或性质来分,又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。 

4、按产品系列(BG384-81)分为优级、一级、二级、三级和四级。其中一、二级相当于高纯度酒精及普通精馏酒精。三级相当于医药酒精,四级相当于工业酒精。新增二级标准是为了满足不同用户和生产的需要,减少生产与使用上的浪费,促进提高产品质量而制订的。 

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇: 

用含糖类的农产品,如玉米、高粱、薯类以及某些植物的果实等,也常用废糖蜜,经过发酵、蒸馏,可以得到95%(质量分数)的工业乙醇。 

以石油裂解产生的乙烯为原料,在加热加压和有催化剂(硫酸或磷酸)的条件下,乙烯与水直接发生反应生成乙醇: 

以煤基合成气为原料,经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线。 

利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因,一般的发酵法生产乙醇成本较高,乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。 

①原因

生物转化使用的原料是玉米等粮食作物,但是这些原料的大量使用会影响到粮食安 全,所以秸秆、麸皮、锯木粉等农业、工业废弃物等含有大量的木质纤维素,将是很有潜力的乙醇发酵原料。另外,生物燃料的生产过程中,纤维素的预处理和纤维素酶的生产成本较高。因此减少预处理,增强纤维素酶的活性,提高发酵产物的产量和纯度,减少中间环节也是降低生产成本的途径。 

②原理

联合生物加工 (consolidated bioprocessing,CBP)不包括纤维素酶的生产和分离过程,而是把糖化和发酵结合到由微生物介导的一个反应体系中,因此与其他工艺过程相比较,底物和原料的消耗相对较低,一体化程度较高。 

③工艺

生理学研究和¹⁴C标记的纤维素实验说明,生长于纤维素上的微生物的生物能量效益取决于胞内低聚糖摄取过程中β一糖苷键磷酸解的效率,并且这些效益超过了纤维素合成的生物能量成本。这些研究为纤维素分解菌在纤维素上快速生长提供了实验依据和理论依据。 应用联合生物加工的关键是构建出能完成多个生化反应过程的酶系统,使纤维素原料通过一个工艺环节就转变为能源产品。一些细菌和真菌具有CBP所需要的特性,所以改造现有的微生物已成为研究的热点。以基因重组等为代表的生物工程技术已经使这种设想成为现实,并为设计出更完善的CBP酶系统提供了可能。 

不同浓度的消毒剂:

99.5%(体积分数)以上的酒精称为无水酒精。生物学中的用途:叶绿体中的色素能溶在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇可以提取叶绿体中的色素。 

95%的酒精用于擦拭紫外线灯。这种酒精在医院常用,在家庭中则只会将其用于相机镜头的清洁。 

70%~75%的酒精用于消毒。这是因为,过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低,虽可进入细菌,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死。其中75%的酒精消毒效果最好。 

40%~50%的酒精可预防褥疮。长期卧床患者的背、腰、臀部因长期受压可引发褥疮,如按摩时将少许40%~50%的酒精倒入手中,均匀地按摩患者受压部位,就能达到促进局部血液循环,防止褥疮形成的目的。 

25%~50%的酒精可用于物理退热。高烧患者可用其擦身,达到降温的目的。用酒精擦拭皮肤,能使患者的皮肤血管扩张,增加皮肤的散热能力,酒精蒸发,吸热,使病人体表面温度降低,症状缓解。 

注意:酒精浓度不可过高,否则可能会刺激皮肤,并吸收表皮大量的水分。 

乙醇是酒主要成分(含量和酒的种类有关系)。 

注意:日常饮用的酒内的乙醇不是把乙醇加进去,而是微生物发酵得到的乙醇,当然根据使用的微生物种类不同还会有乙酸或糖等有关物质。 

乙醇也是基本的有机化工原料,可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是制取溶剂、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料。 

乙醇可作为汽车燃料,也可与汽油混合作为混合燃料。 

我国雅津甜高粱乙醇在汽油中占10%。美国销售乙醇汽油已有20多年的历史。 

危险性:乙醇易燃,具刺激性。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 

健康危害:本品为中枢神经系统抑制剂。首先引起兴奋,随后抑制。 

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 

急性中毒:急性中毒多发生于口服。一般可分为兴奋、催眠、麻醉、窒息四阶段。患者进入第三或第四阶段,出现意识丧失、瞳孔扩大、呼吸不规律、休克、心力循环衰竭及呼吸停止。 

慢性影响:在生产中长期接触高浓度本品可引起鼻、眼、粘膜刺激症状,以及头痛、头晕、疲乏、易激动、震颤、恶心等。长期酗酒可引起多发性神经病、慢性胃炎、脂肪肝、肝硬化、心肌损害、器质性精神病等。皮肤长期接触可引起干燥、脱屑、皲裂和皮炎。 

工程控制: 密闭操作,加强通风。 

呼吸系统防护: 一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩带过滤式防毒面具(半面罩)。 

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。 

身体防护:穿防静电的胶布防毒衣。 

手防护:戴一般作业防护手套(橡胶手套)。 

其他防护:工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 

泄漏:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。 

小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。 

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。 

灭火方法:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、水雾。 

毒性:低毒。急性毒性:LD50 7060mg/kg(大鼠经口);7340 mg/kg(兔经皮);LC50 37620 mg/m³,10小时(大鼠吸入);人吸入4.3 mg/L×50分钟,头面部发热,四肢发凉,头痛;人吸入2.6 mg/L×39分钟,头痛,无后作用。 

刺激性:家兔经眼:500 mg,重度刺激。家兔经皮开放性刺激试验:15 mg/24小时,轻度刺激。 

亚急性和慢性毒性:大鼠经口10.2 g/(kg·天)、12周:体重下降,脂肪肝。 

致突变性:(微生物致突变)鼠伤寒沙门氏菌阴性。 

显性致死试验:小鼠经口1~1.5 g/(kg·天),2周,阳性。 

生殖毒性:大鼠腹腔最低中毒浓度(TDL0):7.5 g/kg(孕9天),致畸阳性。 

致癌性:小鼠经口最低中毒剂量(TDL0):340 mg/kg(57周,间断),致癌阳性。 

存储于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱金属、胺类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 

危险货物编号:32061 

UN编号:1170 

包装方法:小开口钢桶;小开口铝桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外木板箱。螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。 

包装类别:O52 

包装标志:易燃液体 

铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。本品运输时限使用钢制企业自备罐车装运,运装前需报有关部门批准。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏天最好早晚运输。运输时所使用的的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。应单独运输,严禁与酸类、易燃物、有机物、氧化剂、自燃物品、遇湿易燃物品等并车混运。运输途中应防暴晒、雨淋、防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按照规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。 

醇含量的测定有物理方法和化学方法: 

物理方法:

有气相色谱法、密度瓶法、酒精计法、折射计测定法。 

化学方法:

重铬酸钾比色法、莫尔氏盐法、碘量滴定法。 

黑龙江省疾控中心发布《家庭存储和使用酒精注意事项》:

1.领用、暂存时,量不能过大。 

2.领用、暂存使用的容器必须有可靠的封闭盖,严禁使用无盖的容器。 

3.使用酒精消毒时,要避开点火源。避免在厨房等有明火、高温设备的地方进行酒精消毒,也不要直接在身上喷洒酒精,严禁在喷洒的同时抽烟。 

4.家庭应用酒精消毒时,可选用清洗后的花露水喷雾瓶,或将液体喷于布上擦拭消毒,避免使用气压式喷壶。 

5.使用酒精消毒时,要避免在相对密闭的较小空间内使用大量医用酒精,避免形成高浓度的酒精蒸汽,从而引发火灾或爆炸。 

6.每次取用后必须立即将容器.上盖封闭,严禁敞开放置。 

7.擦拭过程中对物体上残留的酒精须擦净。 

8.使用后未用完的酒精应密闭保存,严禁房间内大量存储酒精,及未上盖敞开放置的酒精(含其它易燃液体) ;使用过的毛巾等布料清洁工具,在使用完后应用大量清水清洗后密闭存放,或放通风处晾干。 

9.酒精燃烧灭火处置:有条件可使用ABC、二氧化碳灭火器进行灭火,也可用湿毛巾、湿衣物覆盖灭火,室外还可以使用沙土覆盖。严禁使用水泼或干燥的毛巾、衣物进行扑打,否则若被酒精引燃,火势将蔓延扩散,越烧越大。 

10.酒精危险特性:极易燃、气态酒精与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起爆炸燃烧。 



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