无水乙醇(也称为无水酒精或纯乙醇,化学式C?H?OH)是一种无色、易挥发、可溶于水和多数有机溶剂的液体,广泛应用于实验室、工业、医药、化妆品等领域。由于其物理性质独特,决定了无水乙醇在多种环境和应用中表现出色。本文将详细介绍无水乙醇的主要物理性质。
1. 分子结构与组成
无水乙醇是一种小分子有机化合物,分子式为C?H?OH。其分子由两个碳原子(C)、五个氢原子(H)和一个羟基(–OH)组成。乙醇属于醇类化合物,羟基使其具有较强的极性。无水乙醇的结构决定了它与水和许多有机溶剂的良好相容性。
2. 外观与颜色
无水乙醇在常温下为无色透明液体。由于其无色、清澈的性质,它常用于各种溶剂中,特别是在化学、制药和化妆品行业中广泛使用。
3. 沸点与熔点
无水乙醇的沸点为78.37°C(173.07°F),这使得它在常温常压下容易蒸发,成为一种易挥发的溶剂。其较低的沸点是其广泛应用于溶剂和提取过程的原因之一。
无水乙醇的熔点为–114.1°C(–173.4°F)。这一极低的熔点意味着无水乙醇在常温下以液态存在,并且在低温环境下仍能保持液体状态。
4. 密度
无水乙醇的密度约为0.789 g/cm3(20°C时)。与水的密度(约为1 g/cm3)相比,乙醇的密度较低,这意味着在混合物中,乙醇的体积会相对较大。由于其低密度,无水乙醇能够浮在水面上,且在水中易于溶解。
5. 溶解性
无水乙醇是一种极性溶剂,具有很强的溶解能力。它能与水按任意比例混溶,这使得无水乙醇在溶剂应用中具有广泛的用途。此外,无水乙醇还可以溶解许多有机化合物、香料、油脂、药物等,因此被广泛用作溶剂。
6. 挥发性
无水乙醇具有较强的挥发性,尤其是在常温下。由于其低沸点和较高的蒸气压,无水乙醇在空气中迅速蒸发。因此,它常用于快速干燥和去污应用中,如实验室清洗、消毒和制药领域。
7. 折射率
无水乙醇的折射率约为1.36(20°C时)。折射率是描述光在物质中传播速度的物理常数,乙醇的折射率比水稍低,因此其透明度较高,通常用于分析仪器中作为标准溶剂。
8. 表面张力
无水乙醇的表面张力大约为22.3 mN/m(20°C时)。这一较低的表面张力使乙醇在液体表面上具有较好的扩展性,有助于它作为清洁剂和溶剂的功能。
9. 蒸气压
无水乙醇的蒸气压大约为59.1 mmHg(20°C时)。由于其较高的蒸气压,乙醇在常温下能迅速蒸发,并能够产生较强的蒸气。
10. 比热容
无水乙醇的比热容为2.44 J/g·°C。这表示无水乙醇在加热或冷却时所需的能量相对较少,能够较为迅速地响应温度变化。
11. 比容与气体密度
无水乙醇的比容(单位体积的物质的质量)为1.267 cm3/g,这使其具有较高的可压缩性。此外,其气体密度大约为1.59 g/L(0°C时),这意味着它的蒸气比空气略重。
12. 热导率
无水乙醇的热导率为0.171 W/m·K(20°C时)。这一数值相对较低,因此乙醇在传导热量方面的效率较差,在许多需要较高热导的应用中,乙醇可能不如金属或其他材料。
13. 酸碱性质
乙醇的酸碱性质较为中性,它既不具有强酸性,也不具有强碱性,因此在许多化学反应中作为稳定的溶剂。由于乙醇中的氢氧根(OH)并不容易解离,它的pH值一般为7附近。