乙醇
乙醇(英語:Ethanol;結構簡式:CH 三 CH 二 OH抑是C 二 H 五 OH), 是醇類的一種,是酒的主要成份,所以嘛俗稱酒精、火酒,呈中性。示性式為著 C 二 H 五 OH,分子式為啥物 C 二 H 六 O,抑是EtOH,Et 代表乙基。乙醇易提,是捷用的燃料、溶劑佮消毒劑,原仔用佇有機合成。工業酒精含有少量有毒性的甲醇。醫用酒精主要指體積百分濃度 vol % 為百分之七十五左右(或者是質量百分濃度 wt % 替百分之七十)的乙醇,嘛包括醫學上使用廣泛的其他濃度酒精。
乙醇佮二甲是仝分異構物。
歷史
人類真早就會用糖類發酵製造酒精,這嘛是上早的幾个生物技術之一。古早人嘛知影啉酒所帶來的欣快作用,自史前時代開始人類就開始啉酒,啊若其中會使人欣快的主要成份就是酒精。佇咧中國發現的九千年前的瓷仔,頂懸就有酒的殘留物,所以會當看出,彼當陣新石器時代的人已經開始啉酒。
酒精發酵的總體化學式為:
- : C 六 H 十二 O 六 ( 葡萄糖 ) + Zymase ( ua-sá-bih ) → 二 C 二 H 五 OH + 二 CO 二雖然古希臘佮阿拉伯已經蒸餾的技術,猶毋過上早記載用酒蒸餾來製造酒精的是十二世紀義大利薩勒諾學校的鍊仔金家。第一个講著純酒精的是拉曼 ・ 魯爾。
一七九六年 Johann Tobias Lowitz 利用部份純化的乙醇(乙醇-水共滾的物件)製備純乙醇,做法是將部份純化的乙醇加入過量的無水鹼,閣佇較低的溫度之下蒸餾。搝瓦節揣出乙醇是由碳、氫、氧等元素所組成,一八空七年尼古拉斯 ・ 泰奧多而已 ・ 索緒爾確定乙醇的化學式。五十年後阿奇博爾德 ・ 斯科特 ・ 庫珀發表了乙醇的結構式,這嘛是較早發現的結構式之一。
麥仔可 ・ 法搝第佇一八二五年頭一改以合成方式製備乙醇,伊彼當陣發現硫酸會使吸收大量的塗炭氣。伊共吸著塗炭的硫酸液交予英國科學家 Henry Hennell,伊佇一八二六年發現其中有乙基硫酸。佇一八二八年的時 Hennell 佮法國科學家 Sérullas 分別發現乙基硫酸會當分解,產生乙醇。因此麥仔會當 ・ 法搝第佇一八二五年無意的發現乙醇會當以乙烯(塗炭的一種成份)做原料,利用酸觸媒的水合反應製備,這嘛類似這馬工業製備乙醇的方式。
美國佇一八四空年代捌用乙醇作為路燈的燃料,猶毋過佇南北戰爭中針對工業用乙醇的課稅誠重,此作法無經濟效益,工業用乙醇的課稅一直到一九零六年才消除。對一九空八年起乙醇嘛是汽車的燃料之一,像福特 T 型車會當選擇汽油抑是酒精做燃料。乙醇嘛是定用酒精燈的燃料之一。
工業用的乙醇一般會用乙烯製備。乙醇定定予人用做一寡人類可能接觸或者是使用物質的溶劑,像是芳水、色料佮醫藥等等。乙醇既然是溶劑,嘛是製造其他物質的原料。乙醇足長的時間攏做為會當提供光佮熱的燃料,最近閣開始有研究會當用乙醇為燃料的內燃機。
物理性質
- 乙醇的物理性質主要佮其低碳直鏈的性質有關。分子中的確基會當形成氫鍵,因此乙醇黏度真大,嘛袂赴相倚相對分子質量的有機化合物極性大。室溫下,乙醇是無色的,而且有特殊味的揮發性液體。
- 佇針對鈉黃光(_ λ _=五百八十九石三 nm)佮溫度是十八交三五 °C 的條件下跤,乙醇的折射率為一刣三六二四二,比水較懸。
- 乙醇易揮發,而且會當佮水、乙酸 ( 醋 )、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、乙蕾、乙二醇、甘油、硝基甲烷、抹甲苯等等彼咧溶劑。此外,低碳的脂肪族徛類如戊佮己烷,氯代脂肪如一 , 一 , 一-三氯乙烷佮四氯乙烯嘛會當佮乙醇混溶。隨著碳數的增長,高碳醇佇水中的溶解度明顯下降。
- 因為存在氫鍵,乙醇具有海解性,會用足緊對空氣中吸收水份。學基的極性嘛予真濟離子化合物會當溶佇乙醇中,若氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化米、氯化鈣、氯化銨、增化銨佮鴟化鈉等等。鹽 ( 氯化鈉 ) 佮氯化鉀是微溶於乙醇。此外,其非極性的交易予乙醇也會當溶解一寡非極性的物質,譬如講大多數香精油佮真濟增味劑、增色劑佮醫藥試劑。
化學反應
乙醇是一種一級醇,和接允基的碳原子連接二个氫原子。真濟乙醇的反應攏佮瑛基有關係。
址化反應
佮乙酸反應
乙醇會當佮乙酸(佇咧濃硫酸的催化下)發生址化作用,產成乙酸乙址佮水。
- CH 三 CH 二 OH + CH 三 COOH → CH 三 COOCH 二 CH 三 + H 二 O
其他址化反應
乙醇會當(咧酸的催化下)佮其他的影響發生住址化作用,生做相應的址類和水。
- CH 三 CH 二 OH + RCOOH → RCOOCH 二 CH 三 + H 二 O
若佇化工產業中大規模的進行此反應,伊需要設法生物件提掉。址類和酸抑是鹼反應會產生醇類佮鹽,雪文製作嘛是用按呢反應的原理,因此號做文化反應。
乙醇嘛會佮無機酸形成址類,像硫酸二乙址佮磷酸三乙址是將乙醇佮三氧化硫佮五氧化二磷反應而得。硫酸二乙址是有機合成中常用的乙基化試劑。亞硝酸乙址是將硝酸鈉和乙醇和硫酸顛倒著,較早攏捷當做利尿劑。
還原性
乙醇具有猶閣原性,會當予人氧化做乙肪,比如講
- 二 CH 三 CH 二 OH + O 二 → 二 CH 三 CHO + 二 H 二 O(條件是咧催化劑的作用下加熱)
動物體內反應
佇咧飼奶動物內底,乙醇主要佇肝臟佮胃中由醇去氫催化下進行代謝。遮的隱化乙醇氧化成乙醇。造成酒精中毒佮肝臟損傷的罪魁禍首通常予人認為是有一定毒性的乙瀨,毋是啉落去的乙醇。乙醇通過各種的代謝途徑代謝成二氧化碳佮水後排出體外。
- CH 三 CH 二 OH + NAD + → CH 三 CHO + NADH + H +
做人類體內存在大量乙醇時,頂頭咧講代謝的過程閣受著細胞的色素 P 四仔五五 CYP 二 E 一的催化,微量的乙醇嘛會佇咧過氧化氫友的催化下代多謝。
燃燒
乙醇會當佮空氣中氧氣發生劇烈的氧化反應產生燃燒現象,生做水佮二氧化碳。
- CH 三 CH 二 OH + 三 O 二 → 二 CO 二 + 三 H 二 O
乙醇嘛會當佮濃硫酸佮過飲酸鉀的混合物發生非常激烈的氧化反應,著起來。
鹵化反應
乙醇 ( C 二 H 五 OH ) 會當佮鹵化氫發生取代反應,生做鹵代表示佮水 ( H 二 O )。比如講:
- CH 三 CH 二 OH + HBr → CH 三 CH 二 Br + H-OH
乙醇的鹵代反應嘛會當和閣較強的鹵化劑反應,譬如講六化亞石或者是三分至磷 .
- CH 三 CH 二 OH + SOCl 二 → CH 三 CH 二 Cl + SO 二 + HCl
乙醇佇鹼性的條件之下佮鹵素反應,最終產物會是鹵仿 ( CHX 三,X=Cl , Br , I ),這過程講號做鹵仿反應。 其反應中間產物是三氯乙又:
- 四 Cl 二 + CH 三 CH 二 OH → CCl 三 CHO + 五 HCl
脫水反應
乙醇會當佇濃硫酸佮高溫的催化發生脫水反應,隨著溫度無仝生成物嘛無仝。
若溫度佇一百四十二分左右生物是乙辱:
- CH 三 CH 二-OH + HO-CH 二 CH 三 → CH 三 CH 二 OCH 二 CH 三 + H 二 O
若溫度佇一百七十尺尺度左右,生成物為乙烯:
- CH 二 HCH 二 OH →CH 二=CH 二 + H 二 O
酸鹼反應
佮活潑金屬反應: 乙醇會當佮活潑性金屬反應,生做醇鹽佮氫氣。比如講佮鈉的反應:
- 二 CH 三 CH 二 OH + 二 Na → 二 CH 三 CH 二 ONa + H 二嘛會當佮一寡非常強的鹼,比如氫化鈉反應:
- CH 三 CH 二 OH + NaH → CH 三 CH 二 ONa + H 二乙醇的酸性佮水接近,兩者的 pKa 分別為十六佮十五鋪七,因此醇鹽佮鹼存在如下化學平衡:
- CH 三 CH 二 OH + NaOH ⇌ CH 三 CH 二 ONa + H 二 O
工業製法
乙醇依製程分做用粉漿發酵法的生質乙醇(主要源自番麥佮甘蔗,主要的產地為美國佮巴西)。 以及使用乙烯的水化法的合成乙醇(源自石油)。 二空一五年,全球的生質乙醇產量大約九千四百四十三萬噸,合成乙醇產量大約一百九十四萬噸。
佇一定條件之下,乙烯通過固體酸催化劑直接佮水反應生成乙醇:
CH 二=CH 二+H 二 O→CH 三 CH 二 OH
欲講反應是囥熱、分子數減少的可顛倒反應。
殺菌效果
懸純度乙醇(百分之九十五)會使細菌細胞脫水,予細菌表面的卵白質堅凍形成𠕇膜,這層硬膜會阻止酒精滲入,致使高純度乙醇的消毒殺菌效果,顛倒袂赴稀乙醇(七十百分之抹七十五)。
碘土(俗稱碘酒)的溶劑嘛是乙醇。
健康
高濃度的乙醇會刺激皮膚佮目睭仁,若食過量著致使會吐佮消失。長期食用是會損害肝臟。全球疾病負擔報告兩千空一十六酒精同盟發表佇二空一八年九月的研究認為,若欲使健康損害降到上低,逐禮拜的酒精消費量應該愛研究中定義的標準攝入單位(十克純酒精)的零倍。
性質
佇咧人體肝臟中通過醇脫氫的氧化功能,干焦會當有限地清除酒精。所以去除大量聚集血液中酒精含量可能遵循零級動力學。這意味對,酒精以恆定的速率離開人體,毋是有一个清除半衰期。對一種物質限制速率的流程會當佮其他的物質共同存在。其結果是,血液中的酒精濃度會當改變甲醇佮乙二醇的代謝率。甲醇本身毋是劇毒,但是其代謝產物甲板和甲酸是;因此會使攝取酒精,會當減慢產生這寡有害代謝物的速度。乙二醇中毒會當仝款的方式進行處理。純乙醇會刺激皮膚佮目睭。凊心、掠兔仔佮醉酒是攝食的症頭。長期食會當致使嚴重的肝損害。
吸收
酒精中的一部份是疏水性。這種疏水性抑是親脂性,會當予酒精擴散穿過胃壁細胞。事實上這个酒精是一種會使予人吸收去罕見的物質之一。大多數的食品抑是物質佇小腸內底予人吸收。毋過就算酒精會使佇胃中予人吸收,但是伊主要猶是佇小腸內底吸收,因為小腸有一个廣大的表面積,以促進酒精吸收。一旦燒酒精佇咧小腸予吸收,伊會延緩胃內容物的釋放佮排空以進入小腸。因此酒精會當延緩營養物質的吸收率。酒精予身體吸收了後到達肝臟,佇遐酒精予人代謝。
代謝
乙醇被胃腸道壁黏膜吸收了後,經肝門靜脈系統到肝臟代謝(氧化佮分解)。 代謝途徑有兩種:
- 主要:首先,乙醇被乙醇去氫氧化做乙醇;接咧,乙肪閣予乙辱去氫氧化做乙酸;最後咧,乙酸佮輔賽 A 成做乙輔輔佑 A,進入三影響的循環,閣分解做二氧化碳佮水,二氧化碳對肺排出,水對腰子排出來。規个過程約三點鐘。
- 次要:經由微粒體乙醇氧化系統,猶毋過嘛是將乙醇氧化做乙醇;紲落來仝款。
酒精呼吸檢測儀
酒精無由肝臟的處理就流向心臟,每單位時間肝臟干焦會當處理一定量的酒精,所以,做一个人啉傷濟酒,就有閣較濟的酒精會當流甲心臟。佇心臟,酒精降低心臟收縮力。所以,心臟干焦會曉phóng-phuh送閣較少量的血,因為規身軀的血壓降低。另外血液到達心臟閣流到肺部,以補充血液中的氧氣濃度。佇這个坎站,一个人會當呼出會當追蹤的酒精痕跡。這就是酒精呼氣測試(抑是酒精呼吸檢測儀)的基本原理,加減確定敢有司機酒後駕車。
紮酒精的血液由肺部倒轉來心臟規身軀會散發出來。趣味的是,酒精增加的高密度脂蛋白(HDL 的), 伊紮膽固醇。酒精會當使血無容易堅凍,減少心臟病發作佮中風的風險,這就是為啥物做適量啉酒可能有健康益處的原因。此外,酒精會使血管擴張。所以會感覺著溫暖,面會變甲紅楞楞。
毒性較
有關係定定見管制藥品的傷害性佮癮性較會當參見正圖,成做參照,薰、酒嘛列入去其中。對圖中可見,酒精對身體造成的生理傷害佮依賴性,較大麻佮搖頭丸嚴重,但是輕於古柯鹼、海洛因。
致癌性
乙醇會致使著癌物閣較容易滲透人體,進一步增加致癌的風險。乙醇佇咧人體內,會予肝臟代謝為乙凰。乙駝是種致癌的物質,佇國際癌症研究機構的分級當中,屬於一致癌物,也就是講,已經有明確的證據顯示,彼啉酒會致使癌症。
毒性
急毒性:
- 吸入去:
一 . 可能刺激呼吸道佮黏膜。 二 . 可能引起危害中樞神經系統的作用,症頭包括真興奮、酒醉、頭殼疼、頭昏目睭花、睏𤺪、目睭霧、疲勞、戰畏、糾筋、喪失意識、昏睡、呼吸停止佮死亡。
- 皮膚:輕微刺激。
- 目睭:
一 . 暴露佇液體、蒸氣、薰煙抑是霧滴可能引起中度刺激。二 . 直接觸可能引起刺激、疼、角膜可能會發炎甚至受著損害。
- 吃入:
一 . 可能引起危害中樞神經系統的作用,症頭若是〝吸入去〞所列舉。 二 . 嚴重急性中毒可能引起血糖傷低、體溫傷低佮伸筋硬三 . 吸入去肺部可能引起肺炎。
- * LD 五十 ( 試動物、暴露途徑 ):七千空六十 mg / kg ( 大鼠,吞食 )
- LC 五十 ( 試動物、暴露途徑 ):二十 , 零 ppm / 十 H ( 大鼠,吞食 )
- 局部效應:
- 二十 mg / 二十四 H ( 兔仔,皮膚 ) 造成中等刺激
- 五百 mg ( 兔仔,目睭 ) 造成嚴重刺激
- 致敏感性:長期皮膚接觸,可能致使誠少數人皮膚過敏反應。
- 慢毒性抑是長期毒性:
一 . 重複抑是長期接觸皮膚可能致使脫脂、紅、癢、發炎、必巡佮可能二度感染。 二 . 長期皮膚接觸,可能致使誠少數人皮膚過敏反應。 三 . 吃入:慢性中毒可能引起肝臟、腰子、大腦、胃腸佮心肌衰退。 四 . 可能引起不良的生湠影響。 五 . 捌患肝病的人暴露其中可能會增加危害性。 六 . 佮其他的藥物共同使用可能有不良的作用。
- 特殊效應:
- 兩百 mg / kg ( 性交進前五工前的查某人,子宮內 ) 影響女生殖力
- 八 mg / kg ( 有身三十二禮拜的查某人,靜脈注射 ) 影響新生兒的 Apgar 計分值 ( 乃新生兒心跳節律、呼吸、肌肉緊張度、反射刺激皮膚頂綜合推算值 )。
- 對水中生物具高毒性。
急救措施
無仝暴露途徑之急救方法:
- 吸入去 :
一 . 將患者移離暴露區。 二 . 若呼吸停止,確實清通呼吸道閣施行心肺復甦術。 三 . 若呼吸困難,給氧氣。 四 . 保持患者溫暖而且歇睏。 五 . 隨就醫。
- 皮膚接觸 :
一 . 用雪文佮水徹底洗清氣的患部。 二 . 隨脫除汙染的衫。 三 . 若刺激性持績,隨就醫。
- 目睭接觸 :
一 . 隨以大量的水沖洗十五分鐘以上。 二 . 目睭皮應該提離目睭仁確保徹底洗清氣。 三 . 隨就醫。
- 吃入 :
一 . 若患者意識清醒,予患者啉後一杯水抑是牛奶茶以透薄胃部內的含量。 二 . 若有患者自發性會吐抑是催吐的時陣,觀察呼吸敢有困難。 三 . 莫對意識袂清抑是半挽筋的患者催吐。 四 . 保持患者溫暖而且歇睏。 五 . 大量吃入抑是有腸胃症狀的時陣,隨就醫。
- 上重要症頭佮危害效應:刺激,吸入去肺部可能引起肺炎。
- 著急救人員之防護:應穿到 C 級防護裝備佇安全區實施急救。
- 佇台灣有食用乙醇製造工廠的有薰酒公賣局、台糖、景明化工 ( 民營 )。
參考文獻
外部連結
- 維基共享資源上的相關多媒體資源:乙醇
參見
- 乙烯
- 乙蕾
- 甲醇-甲醇中毒
- 丙二醇
- 毒品
- 變性乙醇
- ua糖
- 酮糖
- 固態酒精(加利福尼亞雪球)=乙酸鈣 + 乙醇