Alcool éthylique – structure, propriétés, utilisations, production

I.​ Structure de la molécule

L’Éthanol est une molécule organique composée de deux atomes de carbone, cinq atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, avec un groupe hydroxyle (-OH) lié à un groupe méthyle (CH₃).​

I.​1.​ Formule chimique

La formule chimique de l’Éthanol est C₂H₅OH, indiquant que la molécule est composée de deux atomes de carbone (C), cinq atomes d’hydrogène (H) et un atome d’oxygène (O).​ Cette formule chimique permet de comprendre la structure de la molécule et ses propriétés chimiques.

La formule chimique développée de l’Éthanol est CH₃CH₂OH, montrant la présence d’un groupe méthyle (CH₃) lié à un groupe éthyle (CH₂) qui est lui-même lié à un groupe hydroxyle (OH).

La connaissance de la formule chimique de l’Éthanol est essentielle pour comprendre ses propriétés physiques et chimiques, ainsi que ses réactions chimiques et ses utilisations dans divers domaines.​

I.2.​ Groupe hydroxyle

Le groupe hydroxyle (-OH) est un groupe fonctionnel essentiel de la molécule d’Éthanol, responsable de nombreuses propriétés physiques et chimiques de ce composé organique.​

Le groupe hydroxyle est composé d’un atome d’oxygène lié à un atome d’hydrogène, formant une liaison covalente polaire.​ Cette polarité confère au groupe hydroxyle des propriétés particulières, telles que la capacité à former des liaisons hydrogène avec d’autres molécules.​

La présence du groupe hydroxyle dans la molécule d’Éthanol explique nombre de ses propriétés, notamment sa solubilité dans l’eau et sa miscibilité avec d’autres solvants polaires.​

Le groupe hydroxyle joue également un rôle clé dans les réactions chimiques impliquant l’Éthanol, telles que les réactions d’oxydation et de réduction.​

II.​ Propriétés physiques

L’Éthanol présente des propriétés physiques caractéristiques, telles qu’une masse volumique de 0,789 g/cm³, une viscosité de 1,2 mPa·s et une pression de vapeur saturante de 5,9 kPa à 20°C.

II.​1.​ Point d’ébullition

Le point d’ébullition de l’Éthanol est une propriété physique importante qui varie en fonction de la pureté du produit.​ Pour l’Éthanol anhydre, le point d’ébullition est de 78,29 °C à une pression atmosphérique normale.​ Cependant, ce point peut varier légèrement en fonction de la teneur en eau et d’autres impuretés.​ Par exemple, pour un Éthanol contenant 95,6 % de C₂H₅OH et 4,4 % d’eau, le point d’ébullition est de 78,15 °C.​ Il est important de noter que le point d’ébullition de l’Éthanol est influencé par la pression atmosphérique et peut varier en fonction des conditions expérimentales.​

II.​2.​ Solubilité dans l’eau

La solubilité dans l’eau est une propriété physique essentielle de l’Éthanol.​ Cette molécule organique est miscible à l’eau dans toutes les proportions, ce qui signifie qu’elle peut se mélanger à l’eau en tout rapport de concentration sans former de phases séparées.​ Cette propriété est due à la présence du groupe hydroxyle (-OH) qui permet à l’Éthanol d’établir des liaisons hydrogène avec les molécules d’eau.​ La solubilité de l’Éthanol dans l’eau est également influencée par la température, la pression et la concentration en sel.​ En outre, la solubilité de l’Éthanol dans l’eau est importante pour ses applications dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique.​

III.​ Propriétés chimiques

L’Éthanol présente des propriétés chimiques importantes, telles que sa réactivité avec les acides et les bases, ainsi que sa capacité à participer à des réactions d’oxydation et de déshydratation.​

III.​1.​ Réactions chimiques

L’Éthanol est impliqué dans diverses réactions chimiques, notamment ⁚

• La réaction d’oxydation, qui conduit à la formation d’acide acétique,
• La réaction de déshydratation, qui produit de l’éther diéthylique,
• La réaction de substitution nucléophile, qui permet la formation de dérivés éthoxylés.​

Ces réactions chimiques sont importantes pour la production de nombreux produits chimiques, tels que les solvants, les plastifiants et les additifs pour les carburants.​

De plus, l’Éthanol peut également réagir avec les acides et les bases, ce qui en fait un réactif utile dans de nombreuses synthèses chimiques.​

IV.​ Production de l’alcool éthylique

La production de l’alcool éthylique est réalisée principalement par fermentation alcoolique de sucres ou d’amidons, ou par synthèse chimique à partir de composés pétrochimiques.

IV.​1.​ Fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique est un processus biochimique qui convertit les sucres en Éthanol et en dioxyde de carbone. Cette réaction est catalysée par des enzymes produites par des micro-organismes tels que les levures.​

Ce processus se déroule en plusieurs étapes ⁚

• Hydrolyse des sucres complexes en sucres simples;
• Conversion des sucres simples en pyruvate;
• Conversion du pyruvate en acétyl-coenzyme A;
• Réduction de l’acétyl-coenzyme A en Éthanol.​

La fermentation alcoolique est utilisée dans l’industrie alimentaire pour produire des boissons alcoolisées, telles que le vin, la bière et les spiritueux.​

V.​ Utilisations de l’alcool éthylique

L’Éthanol est utilisé dans divers domaines, notamment dans l’industrie alimentaire, l’industrie pharmaceutique, comme désinfectant et comme carburant automobile, en raison de ses propriétés physiques et chimiques spécifiques.​

V.1. Industrie alimentaire

Dans l’industrie alimentaire, l’Éthanol est utilisé comme additif alimentaire, notamment comme conservateur, antioxydant et exhausteur de goût.​ Il est également employé pour la production de boissons alcoolisées, telles que les vins, les bières et les spiritueux.​ L’Éthanol est également utilisé comme solvant pour extraire des arômes et des huiles essentielles de plantes, ainsi que pour la préparation de mélanges de saveurs et de parfums. De plus, il est employé comme ingrédient actif dans la production de produits de confiserie, de pâtisserie et de chocolaterie. Enfin, l’Éthanol est utilisé comme agent de nettoyage et de désinfection dans les industries agroalimentaires.

V.​2.​ Industrie pharmaceutique

Dans l’industrie pharmaceutique, l’Éthanol est utilisé comme solvant et comme excipient dans la formulation de médicaments, notamment sous forme de solutions injectables, de sirops et de gélules.​ Il est également employé comme désinfectant et comme antiseptique pour nettoyer les équipements et les surfaces dans les laboratoires et les unités de production de médicaments.​ L’Éthanol est également utilisé comme ingrédient actif dans la production de médicaments topiques, tels que des crèmes, des gels et des pommades, pour traiter diverses affections cutanées; De plus, il est employé comme solvant pour extraire des principes actifs de plantes médicinales et pour purifier des substances pharmaceutiques.​

V.​3. Utilisation comme désinfectant et carburant automobile

L’Éthanol est largement utilisé comme désinfectant en raison de ses propriétés antibactériennes et antivirales.​ Il est employé pour nettoyer les surfaces, les équipements et les instruments médicaux, ainsi que pour désinfecter les mains. Dans ce contexte, il est souvent mélangé à d’autres composés pour former des solutions désinfectantes.

Dans le domaine des transports, l’Éthanol est utilisé comme carburant automobile, soit seul, soit mélangé à d’autres combustibles.​ Il est considéré comme une alternative plus écologique au carburant traditionnel, car il produit moins de gaz à effet de serre lors de sa combustion.​