乙醇能發生水解反應嗎?
但能在純乙醇中微弱電離
化學性質
酸性
乙醇分子中含有極化的氧氫鍵,電離時生成烷氧基負離子和質子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O- + H+
乙醇的pKa=15.9,與水相近。
乙醇的酸性很弱,但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進行。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
因為乙醇可以電離出極少量的氫離子,所以其只能與少量金屬(主要是堿金屬)反應生成對應的醇金屬以及氫氣:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2
醇金屬遇水則迅速水解生成醇和堿
結論:
(1)乙醇可以與金屬鈉反應,產生氫氣,但不如水與金屬鈉反應劇烈。
(2)活潑金屬(鉀、鈣、鈉、鎂、鋁)可以將乙醇羥基裏的氫取代出來。
與乙酸反應
乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化並加熱的情況下發生酯化作用,生成乙酸乙酯。
CH3CH2OH + CH3COOH -濃H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3 + H2O
與氫鹵酸反應
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O
C2H5OH + HX→C2H5X + H2O
註意:通常用溴化鈉和硫酸的混合物與乙醇加熱進行該反應。故常有紅棕色氣體產生。
氧化反應
(1)燃燒:發出淡藍色火焰,生成二氧化碳和水(蒸氣),並放出大量的熱,不完全燃燒時還生成壹氧化碳,有黃色火焰,放出熱量
完全燃燒:C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
(2)催化氧化:在加熱和有催化劑(Cu或Ag)存在的情況下進行。
2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O (工業制乙醛)
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的實質(用Cu作催化劑)
消去反應
(1)消去(分子內脫水)制乙烯(170℃濃硫酸)
C2H5OH→C2H4+H2O
(2)縮合(分子間脫水)制乙醚(140℃ 濃硫酸)
C2H5OH + HOC2H5 →C2H5OC2H5 + H2O(此為取代反應)
酯化反應
C2H5OH+CH3COOH-濃H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此為取代反應)
“酸”脫“羥基”,“醇”脫“氫”
燃燒
乙醇可以與空氣中氧氣發生劇烈的氧化反應產生燃燒現象,生成水和二氧化碳。
CH3CH2OH+3O2 → 2CO2+3H2O
乙醇也可被濃硫酸跟高錳酸鉀的混合物發生非常激烈的氧化反應,燃燒起來。
與鹵化氫反應
乙醇可以和鹵化氫發生取代反應,生成鹵代烴和水。例如:
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
脫水反應
乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發生脫水反應,隨著溫度的不同生成物也不同。
如果溫度在140℃左右生成物是乙醚
CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
如果溫度在170℃左右,生成物為乙烯
CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O
還原性
乙醇具有還原性,可以被氧化成為乙醛。酒精中毒的罪魁禍首通常被認為是有壹定毒性的乙醛,而並非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(條件是在催化劑的作用下加熱)
與活潑金屬反應乙醇可以和高活躍性金屬反應,生成醇鹽和氫氣。例如與鈉的反應:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
藥理作用
廣泛用於醫用消毒。壹般使用 95%的酒精用於器械消毒;70~75%的酒精用於殺菌,例如 75%的酒精在常溫(25C)下壹分內可以殺死 大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、銅綠假單胞菌等;更低濃度的酒精用於降低體溫,促進局部血液循環等。
乙醇還可以用於食用,如酒。因為它能作為良好的有機溶劑,所以中醫用它來送服中藥,以溶解中藥中大部分有機成分。
水解
水解是壹種化工單元過程,是利用水將物質分解形成新的物質的過程。
物質與水發生的導致物質發生分解的反應(不壹定是復分解反應)
(也可以說是物質是否與水中的氫離子或者是氫氧根離子發生反應)
由弱酸根或弱堿離子組成的鹽類的水解有兩種情況:
① 弱酸根與水中的H+ 結合成弱酸,溶液呈堿性,如乙酸鈉的水溶液:
CH3COO- + H2O ←═→ CH3COOH + OH-
② 弱堿離子與水中的OH- 結合,溶液呈酸性,如氯化銨水溶液:
NH4+ + H2O ←═→ NH3·H2O + H+
生成弱酸(或堿)的酸(或堿)性愈弱,則弱酸根(或弱堿離子)的水解傾向愈強。
例如,硼酸鈉的水解傾向強於乙酸鈉,溶液濃度相同時,前者的pH值更大。
弱酸弱堿鹽溶液的酸堿性取決於弱酸根[1]和弱堿離子水解傾向的強弱。
例如,碳酸氫銨中弱酸根的水解傾向比弱堿離子強,溶液呈堿性;
氟化銨中弱堿離子的水解傾向強,溶液呈酸性;
若兩者的水解傾向相同,則溶液呈中性,這是個別情況,如乙酸銨。
弱酸弱堿鹽的水解與相應強酸弱堿鹽或強堿弱酸鹽的水解相比,
弱酸弱堿鹽的水解度大,溶液的pH更接近7(常溫下)。
如0.10 mol/L的Na2CO3的水解度為4.2%,pH為11.6,
而同壹濃度的(NH4)2CO3的水解度為92%,pH為9.3。
酯、多糖、蛋白質等與水作用生成較簡單的物質,也是水解:
CH3COOC2H5 + H2O —→ CH3COOH + C2H5OH
(C6H10O5)n + nH2O —→ nC6H12O6
某些能水解的鹽被當作酸(如硫酸鋁)或堿(如碳酸鈉)來使用。
正鹽
正鹽分四類:
壹、強酸強堿鹽不發生水解,因為它們電離出來的陰、陽離子不能破壞水的電離平衡,所以呈中性。
二、強酸弱堿鹽,我們把弱堿部分叫弱陽,弱堿離子能把持著從水中電離出來的氫氧根離子,破壞了水的電離平衡,使得水的電離正向移動,結果溶液中的氫離子濃度大於氫氧根離子濃度,使水溶液呈酸性。
三、強堿弱酸鹽,我們把弱酸部分叫弱陰,同理弱陰把持著從水中電離出來的氫離子,使得溶液中氫氧根離子濃度大於氫離子濃度,使溶液呈堿性。
四、弱酸弱堿鹽,弱酸部分把持氫,弱堿部分把持氫氧根,生成兩種弱電解質,再比較它們的電離常數Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在壹溫度下,弱電解質的電離常數(又叫電離平衡常數)是壹個定值,這壹比較就可得出此鹽呈什麽性了,誰強呈誰性,電離常數是以10為底的負對數,誰負得少誰就大。總之壹句話,鹽溶液中的陰、陽離子把持著從水中電離出來的氫離子或氫氧根離子能生成弱電解質的反應叫鹽類的水解。還有有機物類中的水解,例如酯類的水解,是酯和水反應(在無機酸或堿的條件下)生成對應羧酸和醇的反應叫酯的水解,還有鹵代烴的堿性水解,溴乙烷和氫氧化鈉水溶液反應生成乙醇和溴化鈉叫鹵烷的水解,還有蛋白質的水解,最終產物為氨基酸等等。
水解反應
(1)含弱酸陰離子、弱堿陽離子的鹽的水解,例如:Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O=HCO3-+OH-
(2)金屬氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
(3)金屬硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(4)金屬碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
(5)非金屬鹵化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl
此類反應多為水分子攻擊鹵原子,但也有例外,如NCl3水解:
NCl3+3H2O=NH3+3HClO
該反應為水分子攻擊氮原子
取代反應(水解反應)(有機反應)
1.鹵代烴在強堿水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH—△→NaOH
CH3CH2OH+HCl
2.醇鈉的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH
3.酯在酸、堿水溶液中水解,例如:CH3COOCH2CH3+H2O—△H+orOH-→CH3COOH+CH3CH2OH
4.二糖、多糖的水解,例如澱粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)
5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH
6.亞胺的水解 ArCH=N-Ph—H20 H+ →ArCHO+PhNH2