Ethanol: tính chất, điều chế bằng lên men, độ rượu, ứng dụng, tác hại của rượu bia và bài tập có đáp án
Ethanol C2H5OH là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước. Bài viết trình bày tính chất vật lí, hóa học, điều chế bằng lên men glucose và cộng nước ethylene, độ rượu, ứng dụng làm nhiên liệu sinh học, dung môi, sát khuẩn, tác hại của rượu bia và bài tập có đáp án Hóa 11.
Ethanol là gì?
Ethanol (còn gọi là ethyl alcohol, rượu etylic) có công thức $\ce{C2H5OH}$, là chất lỏng không màu, mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước ($D = 0{,}789$ g/mL), sôi ở $78{,}3\ ^\circ\text{C}$ và tan vô hạn trong nước. Ethanol có mặt trong đồ uống có cồn, nhiên liệu sinh học và nhiều ngành công nghiệp.
Tính chất hóa học và ứng dụng
- Phản ứng với Na tạo sodium ethoxide và $\ce{H2}$; bị oxi hóa thành acetaldehyde hoặc acetic acid; tách nước tạo ethylene; cháy tạo $\ce{CO2}$ và $\ce{H2O}$ tỏa nhiều nhiệt.
- Ứng dụng: nhiên liệu (xăng E5 chứa $5\%$ ethanol), dung môi pha chế sơn, nước hoa, thuốc; dung dịch $70^\circ$ dùng sát khuẩn; nguyên liệu sản xuất acetic acid, ether, ester; đồ uống có cồn.
Điều chế ethanol
| Phương pháp | Phương trình / điều kiện |
|---|---|
| Lên men tinh bột, đường (sinh học) | $\ce{C6H12O6 ->[enzyme, 30-35 °C] 2C2H5OH + 2CO2}$ |
| Cộng nước vào ethylene (hóa dầu) | $\ce{CH2=CH2 + H2O ->[H3PO4, t, p] C2H5OH}$ |
Ví dụ 1
Lên men $180$ g glucose với hiệu suất $80\%$. Tính khối lượng ethanol thu được.
$n_{\text{glucose}} = 1$ mol nên lí thuyết $2$ mol ethanol; thực tế $2 \cdot 0{,}8 = 1{,}6$ mol, $m = 1{,}6 \cdot 46 = 73{,}6$ g.
Độ rượu và tác hại của rượu bia
Độ rượu là số mL ethanol nguyên chất có trong $100$ mL hỗn hợp ethanol và nước.
$$\text{Độ rượu} = \frac{V_{\text{ethanol}}}{V_{\text{dung dịch}}} \cdot 100$$
Ví dụ 2
Tính khối lượng ethanol trong $100$ mL rượu $40^\circ$ ($D = 0{,}8$ g/mL).
$V_{\text{ethanol}} = 40$ mL nên $m = 40 \cdot 0{,}8 = 32$ g.
Ví dụ 3
Pha $46$ mL ethanol với nước thành $100$ mL dung dịch. Độ rượu là bao nhiêu?
$46^\circ$.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Viết phương trình điều chế ethanol từ ethylene.
- Tính thể tích ethanol nguyên chất trong $500$ mL rượu $20^\circ$.
- Lên men $90$ g glucose với hiệu suất $90\%$. Tính khối lượng ethanol.
- Vì sao dung dịch ethanol $70^\circ$ dùng để sát khuẩn?
- Nêu hai ứng dụng của ethanol ngoài đồ uống.
Đáp án
- $\ce{CH2=CH2 + H2O ->[H3PO4, t, p] C2H5OH}$.
- $500 \cdot 20 / 100 = 100$ mL.
- $n_{\text{glucose}} = 0{,}5$ mol, lí thuyết $1$ mol ethanol, thực tế $0{,}9$ mol, $m = 41{,}4$ g.
- Nồng độ này thấm tốt vào tế bào vi khuẩn và làm biến tính protein hiệu quả.
- Nhiên liệu sinh học (xăng E5); dung môi.
Tổng kết
Bài học liên quan
Xem tất cả bài học chủ điểm Dẫn xuất halogen, alcohol và phenol
Câu hỏi thường gặp
Ethanol điều chế bằng cách nào?
Lên men tinh bột, đường hoặc cộng nước vào ethylene.
Độ rượu là gì?
Là số mL ethanol nguyên chất trong $100$ mL dung dịch.
Xăng E5 chứa gì?
Xăng pha $5\%$ ethanol theo thể tích.
Rượu bia có hại gì?
Gây tổn thương gan, thần kinh, tim mạch và tai nạn giao thông.