乙醇的分子式是 C₂H₆O,结构简式写 C₂H₅OH
乙醇的分子式是 C₂H₆O,结构简式写 C₂H₅OH 或 CH₃CH₂OH。分子式只说明含几个原子,结构简式才体现原子怎么连,两者不能混用。写 C₂H₅OH 的意义在于把羟基这个官能团单独显出来。题目问「化学式」时,先看清要的是分子式还是结构简式。
从组成看,乙醇可以理解为乙烷分子中一个氢被羟基取代,也可以理解为水分子中一个氢被乙基取代。这两种看法分别对应它的两个性质来源:碳链带来的脂溶性,羟基带来的亲水性和反应活性。
常温常压下乙醇是无色透明液体,有特殊香味,易挥发,易燃,蒸气与空气能形成爆炸性混合物。纯乙醇不可饮用,工业来源的乙醇还可能含甲醇,风险更大。
它的密度比水小,能与水以任意比例互溶,这一性质来自羟基与水分子之间形成的氢键。工业上乙醇主要由乙烯水合或淀粉类原料发酵制得,燃料乙醇则常与汽油按比例调配使用。
为什么非要把羟基写出来?
因为 C₂H₆O 这个分子式对应两种物质:乙醇和二甲醚。二甲醚的结构是 CH₃OCH₃,没有羟基,常温下是气体,不能与钠反应,也不能被氧化成醛。两者分子式相同、结构不同,属于同分异构体。
同分异构体的概念在这里最好用。分子式相同只说明原子种类和数量一致,性质由结构决定。乙醇的羟基让它能形成分子间氢键,沸点远高于二甲醚;二甲醚没有羟基,分子间作用力弱,常温就是气体。
所以考试里写「乙醇的化学式是 C₂H₆O」不算错,但不足以区分物质。要表达清楚,必须写结构简式。这也是有机化学的一条基本习惯:分子式定组成,结构式定身份。
三个典型反应,断键位置各不相同
与钠反应,断的是 O—H 键。乙醇与金属钠反应生成乙醇钠和氢气,反应比水与钠缓和,因为乙醇的羟基氢不如水中的氢活跃。这个反应常用来检验羟基的存在,也用来比较水和乙醇的酸性强弱。
催化氧化成乙醛,断的是 O—H 键和 α—H 键。铜或银作催化剂并加热,乙醇脱去两个氢生成乙醛。这里的 α—H 指与羟基相连的碳上的氢,这个位置特殊,才使氧化发生在相邻碳上而不是别处。
与乙酸酯化,断的是 O—H 键上的氢。反应生成乙酸乙酯和水,口诀是「酸脱羟基醇脱氢」:羧酸失去羟基,醇失去羟基上的氢。用同位素标记可以验证这条规律,这也是酯化反应机理的经典实验。
还有一类反应值得一提:浓硫酸加热到 170 摄氏度左右,乙醇发生消去反应生成乙烯,断的是 C—O 键和相邻碳上的氢;温度控制在 140 摄氏度左右则主要生成乙醚,属于取代。同一反应物、条件不同、产物不同,是乙醇性质的另一个考点。
消毒用 95% 还是 75%?
70% 到 75%(体积分数)的乙醇消毒效果最好,不是浓度越高越好。这个反直觉的结论有明确机理:乙醇杀菌靠渗入细菌内部使蛋白质变性,这个过程需要水参与。
95% 的乙醇浓度过高,会让细菌表层的蛋白质过快凝固,形成一层致密的膜,反而阻碍乙醇继续渗入,杀菌不彻底。浓度过低则渗透有余、变性能力不足,同样达不到效果。70% 到 75% 正是两者的平衡点。
使用时还有两点要注意:擦拭比喷洒更有效,喷洒难以保证接触时间;乙醇易燃,不能大面积喷洒在空气中,也不要对着明火使用。免洗洗手液的有效成分通常也在这个浓度区间。
无水乙醇、工业酒精、医用酒精不是一回事
无水乙醇指含水量极低的乙醇,纯度在 99% 以上,主要用于实验和工业,不作为消毒剂。它的高浓度反而不利于杀菌,价格也比医用酒精高。
工业酒精含有甲醇等杂质,有毒。甲醇的代谢产物会损伤视神经,少量即可致盲,严重时致命。工业酒精绝不能用于消毒、清洗餐具或任何接触人体的用途,也不能用来勾兑饮品。
医用酒精是配制成适宜浓度的乙醇溶液,常见 75% 规格,杂质控制严格。三者外观都是无色液体,靠气味无法分辨,只能看标签和来源。来源不明的散装酒精,一律按工业酒精对待。
| 名称 | 主要成分 | 体积分数 | 用途与风险 |
|---|---|---|---|
| 无水乙醇 | 乙醇 | 99% 以上 | 实验试剂、工业溶剂,不用于消毒 |
| 医用酒精 | 乙醇的水溶液 | 常见 75% | 皮肤与器械表面消毒 |
| 工业酒精 | 乙醇含甲醇等杂质 | 不固定 | 工业用途,有毒,禁止接触人体 |
表格第二行是日常最常用的。买的时候看「卫消证字」编号和执行标准,比看包装上的宣传语可靠。散装、无标签、来源不明的,不要用于皮肤消毒。
常见问题
关于乙醇的化学式和用途,问得最多的是写法、同分异构和消毒浓度,逐条说明。
乙醇的化学式写成 CH₃CH₂OH 可以吗?
可以,这是结构简式的另一种写法,把乙基展开得更清楚。考试中 C₂H₅OH 和 CH₃CH₂OH 都算对,但只写 C₂H₆O 通常只能算分子式,题目要求写结构简式时不给分。
乙醇和二甲醚为什么性质差别这么大?
因为官能团不同。乙醇有羟基,能形成分子间氢键,沸点高、能与钠反应、能被氧化成醛;二甲醚没有羟基,只有醚键,分子间作用力弱,常温是气体,化学性质也稳定得多。分子式相同不代表性质相近。
95% 的酒精能不能兑水当 75% 用?
理论上可以按体积比稀释,但家庭操作很难准确,水质和容器也会引入杂质,浓度缺少验证手段。实际建议直接购买标注 75% 的医用酒精,配制的事交给生产环节,不必自己动手。
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