Etanol có công thức là gì? Các tính chất hóa học và vật lý của Etanol

Etanol là chất hoá học quen thuộc trong đời sống cũng như các ngành công nghiệp. Để biết rõ về Etanol, chúng ta cùng tìm hiểu Etanol có công thức là gì, những tính chất, cách điều chế và ứng dụng của Etanol.

Etanol có công thức là gì?

Etanol có công thức là C₂H₆O hoặc C₂H₅OH.

Etanol còn được gọi là rượu etylic, alcohol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn, là một hợp chất hữu cơ thuộc dãy đồng đẳng của alcohol. Nó là một chất lỏng không màu, dễ cháy, có mùi thơm nhẹ và vị cay đặc trưng.

Tính chất vật lý nổi bật của Etanol

Từ công thức etanol ta có một số tính chất vật lý sau:

Trạng thái: Ở điều kiện thường, etanol là một chất lỏng trong suốt, không màu.

Mùi vị: Có mùi thơm nhẹ, vị cay đặc trưng.

Độ tan: Tan vô hạn trong nước và nhiều dung môi hữu cơ khác như ether, chloroform.

Khả năng hòa tan: Hòa tan được nhiều chất hữu cơ như iốt, benzen, và một số chất vô cơ như NaOH.

Khối lượng riêng: Nhẹ hơn nước, có khối lượng riêng khoảng 0,79 g/cm³ ở 20°C.

Nhiệt độ sôi: Khá thấp, khoảng 78,37°C. Điều này có nghĩa là etanol dễ bay hơi ở nhiệt độ thường.

Nhiệt độ đông đặc: Rất thấp, khoảng -114,1°C.

Tính dễ cháy: Etanol là một chất lỏng dễ cháy, khi cháy tạo ra ngọn lửa màu xanh và không khói.

Tính hút ẩm: Etanol có khả năng hút ẩm từ không khí.

Tính chất hoá học của Etanol là gì?

Etanol, hay còn gọi là rượu etylic, là một hợp chất hữu cơ có nhóm chức hydroxyl (-OH) đặc trưng. Nhóm hydroxyl này mang lại cho etanol nhiều tính chất hóa học đặc trưng của ancol.

Các phản ứng hóa học đặc trưng của etanol:

Phản ứng với kim loại kiềm

Etanol tác dụng với kim loại kiềm như natri (Na), kali (K) giải phóng khí hidro và tạo thành muối của rượu (natri etylat, kali etylat).

Phương trình tổng quát: 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

Phản ứng với axit

Ethanol có thể phản ứng với axit sunfuric (H2SO4 đặc) ở nhiệt độ khoảng 140°C để tạo ra etyl sulfat.

Phương trình phản ứng:

C2H5OH + H2SO4 → C2​H5​OSO3​H+H2​O

Phản ứng este hóa

Etanol tác dụng với axit hữu cơ hoặc vô cơ tạo thành este và nước.

Phương trình tổng quát: C₂H₅OH + RCOOH ⇌ RCOOC₂H₅ + H₂O (R là gốc hidrocacbon)

Ví dụ: Etanol tác dụng với axit axetic tạo thành ethyl axetat.

Phản ứng oxi hóa

Oxi hóa không hoàn toàn: Dưới tác dụng của các chất oxi hóa như CuO, khi đun nóng, etanol bị oxi hóa thành axit axetic.

Phương trình phản ứng: CH₃CH₂OH + CuO → CH₃COOH + Cu + H₂O

Oxi hóa hoàn toàn: Khi đốt cháy trong không khí, etanol cháy tạo thành khí cacbonic và hơi nước.

Phương trình phản ứng: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Phản ứng tách nước

Khi đun nóng etanol với axit sunfuric đặc ở nhiệt độ cao, etanol bị tách nước tạo thành eten.
Phương trình phản ứng: CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O

Phương pháp điều chế Etanol

Etanol, hay còn gọi là rượu etylic, có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau. Hai phương pháp chính được sử dụng rộng rãi là:

Phương pháp lên men

Nguyên tắc: Sử dụng các loại nấm men để lên men các nguồn carbohydrate (đường) có trong các nguyên liệu hữu cơ như: ngô, lúa mạch, sắn, mía, củ cải đường…

Quá trình:

Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu được nghiền nhỏ, nấu chín để giải phóng tinh bột.

Thủy phân tinh bột: Tinh bột được thủy phân thành đường đơn giản (glucose).

Lên men: Nấm men sẽ chuyển hóa đường thành ethanol và khí carbon dioxide.

Chưng cất: Hỗn hợp sau khi lên men được chưng cất để tách lấy ethanol tinh khiết.

Phương trình phản ứng tổng quát:
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Ưu điểm:

Nguyên liệu dễ kiếm, giá thành rẻ.

Quy trình sản xuất đơn giản.

Sản phẩm thân thiện với môi trường.

Phương pháp tổng hợp hóa học

Nguyên tắc: Tạo ra ethanol từ các hợp chất hữu cơ khác bằng các phản ứng hóa học.

Quá trình:

Hydrat hóa etilen: Etilen (C₂H₄) được tác dụng với nước dưới xúc tác axit để tạo thành ethanol.

Phương trình phản ứng: C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH

Ưu điểm:

Sản phẩm có độ tinh khiết cao.

Quy trình sản xuất liên tục.

Nhược điểm:

Cần sử dụng các chất xúc tác và điều kiện phản ứng đặc biệt.

Chi phí sản xuất cao hơn so với phương pháp lên men.

Ứng dụng đa dạng của Etanol

Etanol, hay còn gọi là rượu etylic, là một hợp chất hữu cơ có vô số ứng dụng trong cuộc sống và công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của etanol:

Ngành công nghiệp đồ uống

Thành phần chính: Etanol là thành phần chính tạo nên các loại đồ uống có cồn như rượu vang, bia, rượu mạnh…

Tạo hương vị: Etanol hòa tan các hợp chất tạo hương vị, màu sắc cho đồ uống.

Ngành công nghiệp hóa chất

Dung môi: Etanol là một dung môi tuyệt vời, hòa tan được nhiều chất hữu cơ và vô cơ.

Nguyên liệu: Dùng để sản xuất các hợp chất hữu cơ khác như axit axetic, este, dược phẩm…

Chất trung gian: Trong quá trình tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ khác.

Ngành nhiên liệu

Nhiên liệu sinh học: Etanol được pha trộn với xăng để tạo thành nhiên liệu sinh học, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Nhiên liệu cho đèn cồn: Etanol được sử dụng làm nhiên liệu cho đèn cồn trong phòng thí nghiệm.

Ngành dược phẩm

Dung môi: Etanol được sử dụng làm dung môi để hòa tan các chất hoạt tính trong thuốc.

Chất khử trùng: Dung dịch ethanol (70-90%) có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, nấm, virus.

Nguyên liệu: Để sản xuất một số loại thuốc.

Các ứng dụng khác

Ngành mỹ phẩm: Làm dung môi trong sản xuất nước hoa, mỹ phẩm.

Ngành thực phẩm: Làm chất bảo quản, hương liệu.

Ngành công nghiệp: Làm chất chống đông, chất tẩy rửa.

Lời kết

Bài viết đã phần nào giúp các bạn đọc hiểu được Etanol có công là gì, tính chất vật lý và hóa học của nó như thế nào cũng như ứng dụng đa dạng của nó trong đời sống và công nghiệp.