Ethanol là chất gì? Ứng dụng trong đời sống và công nghiệp

Ethanol là chất gì là câu hỏi phổ biến khi nhắc đến rượu, dung môi hay nguyên liệu sinh học. Đây là một hợp chất hữu cơ quen thuộc trong đời sống và công nghiệp, có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người nếu sử dụng sai cách. Vậy ethanol thật sự là gì?

Ethanol là chất gì?

Ethanol, còn được gọi là etanol, là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm ancol, nằm trong dãy đồng đẳng của ancol no, đơn chức. Công thức hóa học của ethanol là C₂H₆O hoặc viết chi tiết hơn là C₂H₅OH.

Trong thực tế, ethanol có nhiều tên gọi khác như: rượu etylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc, cồn công nghiệp, và cái tên quen thuộc nhất trong đời sống hằng ngày chính là rượu. Nhờ tính ứng dụng cao, ethanol được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực từ sinh hoạt đến công nghiệp và y tế.

Tính chất vật lý và hóa học của ethanol

Tính chất vật lý

• Ethanol tồn tại ở dạng chất lỏng, trong suốt, không màu, có mùi đặc trưng dễ nhận biết và vị cay nhẹ.
• Là chất dễ cháy và dễ bay hơi, có nhiệt độ sôi khoảng 78,39°C.
• Khối lượng riêng của ethanol là 0,7936 g/ml ở nhiệt độ 15°C, nhẹ hơn nước.
• Ethanol hòa tan hoàn toàn trong nước.
• Khi đông đặc, ethanol chuyển sang thể rắn ở khoảng -114,15°C.

Tính chất hóa học đặc trưng

Ethanol thể hiện đầy đủ các phản ứng tiêu biểu của một ancol no, đơn chức:

• Phản ứng với kim loại kiềm (Na, K...):

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑

• Phản ứng với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm (phản ứng của nhóm OH):

2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O

• Phản ứng thế với axit vô cơ (HBr):

C₂H₅OH + HBr → C₂H₅Br + H₂O

• Phản ứng este hóa với axit hữu cơ (axit axetic):

CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O

• Phản ứng tạo ete (phản ứng với ancol khác trong H₂SO₄ đặc, 140°C):

C₂H₅OH + HO-C₂H₅ → C₂H₅-O-C₂H₅ + H₂O

• Phản ứng tách nước tạo anken (xảy ra khi đun với H₂SO₄ đặc ở 170°C):

CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O

• Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:

C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + H₂O + Cu

Ethanol được điều chế và sản xuất như thế nào?

Hiện nay, Ethanol có thể được điều chế và sản xuất thông qua nhiều phương pháp khác nhau, phổ biến nhất gồm:

• Lên men nguyên liệu chứa carbohydrate: Đây là phương pháp truyền thống, sử dụng nguyên liệu tự nhiên như ngô, sắn, mía, lúa mì, lúa mạch, hoặc phế phẩm nông nghiệp như mùn cưa, gỗ vụn,... để lên men nhờ vi sinh vật, tạo ra ethanol.
• Hydrat hóa etylen: Đây là công nghệ hiện đại trong công nghiệp hóa dầu, thực hiện phản ứng giữa khí etylen (C₂H₄) và nước, có sự xúc tác của axit để tạo ra ethanol tổng hợp.
• Tách chiết và tinh chế: Ethanol cũng có thể thu được thông qua quá trình chưng cất hỗn hợp ethanol và nước, giúp tăng độ tinh khiết và tách ethanol ra khỏi các tạp chất khác.

>>> Click để xem thêm: Địa chất là gì? Khám phá ngành khoa học nghiên cứu đất

Ứng dụng của Ethanol trong đời sống và sản xuất

Ứng dụng trong công nghiệp

• Ethanol được sử dụng làm chất chống đông trong các hệ thống làm lạnh nhờ khả năng chịu nhiệt độ thấp.
• Là nguyên liệu trong sản xuất các hợp chất hóa học như etyl axetat, dietyl ete, và axit axetic.
• Đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nhiên liệu sinh học – đặc biệt là xăng sinh học E5, E10, trong đó ethanol chiếm khoảng 5–10%.
• Được ứng dụng rộng rãi trong các ngành như in ấn, dệt may, và chế tạo linh kiện điện tử – đặc biệt để làm sạch các bề mặt nhạy cảm như bo mạch và vi mạch điện tử.

Ứng dụng trong thực phẩm

• Ethanol là thành phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất bia, rượu và các loại đồ uống có cồn.
• Ngoài ra, nó còn được dùng như phụ gia hương liệu hoặc chất bảo quản nhẹ trong chế biến thực phẩm.

Ứng dụng trong y học và dược phẩm

• Ethanol có tính sát khuẩn mạnh, được dùng để diệt khuẩn, rửa vết thương, hoặc vệ sinh thiết bị y tế.
• Tham gia vào điều chế thuốc gây ngủ, dung môi chiết xuất dược liệu, hoặc làm chất hòa tan hoạt chất trong nhiều loại thuốc.
• Trong các phòng thí nghiệm, ethanol còn là dung môi phổ biến trong quy trình nghiên cứu và sản xuất dược phẩm.

Tác hại và nguy cơ của Ethanol

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, ethanol cũng tiềm ẩn một số rủi ro đối với sức khỏe nếu không được sử dụng đúng cách:

• Tiếp xúc liều cao với ethanol, đặc biệt là dạng cồn công nghiệp, có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thần kinh trung ương, tổn thương võng mạc, dẫn đến mù lòa, thậm chí là tử vong.
• Hít hoặc nuốt phải ethanol với liều lượng lớn có thể gây ra triệu chứng như: buồn nôn, chóng mặt, mệt mỏi, đau đầu, và nhiều tác động xấu khác đến sức khỏe.
• Một vấn đề đáng báo động hiện nay là tình trạng ngộ độc methanol do một số cơ sở sản xuất rượu sử dụng methanol thay cho ethanol vì mục đích lợi nhuận. Methanol cực độc, chỉ cần một lượng nhỏ cũng có thể gây tử vong hoặc để lại di chứng vĩnh viễn cho người dùng.

Những lưu ý khi sử dụng và bảo quản Ethanol một cách an toàn

Hướng dẫn bảo quản Ethanol đúng cách

Để đảm bảo an toàn trong quá trình bảo quản ethanol, cần tuân thủ các nguyên tắc sau:

• Lưu trữ nơi khô ráo, thông thoáng: Ethanol nên được bảo quản tại nơi có nhiệt độ ổn định, tránh ánh nắng trực tiếp và các nguồn nhiệt cao vì dễ gây bay hơi và cháy nổ.
• Tránh ô nhiễm và rò rỉ: Cần dùng các bình chứa chuyên dụng, kín và có nhãn rõ ràng. Kho hóa chất nên bố trí riêng biệt, cách xa các vật liệu dễ cháy và không để gần nguồn nước hoặc nơi sinh hoạt dân cư.
• Bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng: Không bảo quản ethanol gần nguồn nước uống, vùng canh tác hoặc khu vực dân cư đông đúc, vì nếu xảy ra rò rỉ có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Lưu ý khi sử dụng Ethanol

Việc sử dụng ethanol, dù trong công nghiệp hay y tế, đều cần được thực hiện cẩn trọng:

• Trang bị bảo hộ đầy đủ: Khi tiếp xúc trực tiếp với ethanol, người dùng cần đeo găng tay, khẩu trang, kính bảo hộ và mặc đồ bảo hộ chuyên dụng để tránh tiếp xúc qua da hoặc hít phải hơi cồn gây hại.
• Sử dụng trong khu vực thông thoáng: Luôn làm việc với ethanol ở nơi thoáng khí để tránh tích tụ hơi ethanol gây ngộ độc hoặc nguy cơ cháy nổ.
• Không sử dụng gần ngọn lửa: Vì ethanol dễ bốc hơi và bắt lửa, tuyệt đối không được sử dụng nó gần nguồn nhiệt, tàn thuốc, hoặc các thiết bị dễ phát tia lửa.

>>> Click để xem thêm: EPA là chất gì? Những điều cần biết về axit béo này

Qua bài viết, bạn đã hiểu rõ ethanol là chất gì, từ tính chất, công dụng đến các lưu ý khi sử dụng. Việc trang bị kiến thức đúng đắn giúp bạn sử dụng ethanol hiệu quả, an toàn và khai thác tối đa những lợi ích mà hợp chất này mang lại trong thực tế.