éthanol: production, réactions et utilisations

ethanol

L’éthanol est un composé chimique qui appartient à la famille des alcool . Il est utilisé comme carburant, solvant et ingrédient dans un certain nombre de produits. C’est un liquide a une saveur et une odeur distinctes et il est combustible. En tant que ressource renouvelable, l’éthanol est fabriqué à partir de plantes comme le blé, la canne à sucre et le maïs.

Pendant des décennies, l’éthanol a été utilisé comme carburant. Le premier moteur à combustion interne a en fait été développé en 1876 par Nikolaus Otto, et il a été conçu pour fonctionner à l’éthanol.

L’éthanol est utilisé comme additif pour carburant, en particulier dans les moteurs à essence. En incluant l’éthanol, l’indice d’octane de l’essence est augmenté et les polluants dangereux sont réduits.

De plus, l’éthanol crée moins de gaz à effet de serre et d’autres polluants que l’essence puisqu’il brûle plus proprement que l’essence.

L’une des utilisations les plus courantes de l’éthanol est dans les boissons alcoolisées. La bière, le vin et d’autres boissons alcoolisées sont fabriqués en fermentant des glucides avec de la levure pour créer de l’alcool. La bière contient normalement 4 à 6 % en volume d’éthanol, le vin en contient 12 à 14 % et les spiritueux peuvent varier de 30 à 50 % en volume. D’autres boissons alcoolisées contiennent différentes quantités d’éthanol.

Table des matières

1. Production de l’éthanol

La production d’éthanol commence généralement par la transformation d’une substance à base de carbone, comme le maïs ou la canne à sucre, en une solution riche en sucre.

Le processus de fermentation est ensuite initié en combinant la solution riche en sucre avec de la levure ou des bactéries. Sous l’action de micro-organismes, les sucres de la solution sont décomposés en éthanol et dioxyde de carbone au cours du processus de fermentation.

Après la fermentation, l’éthanol est purifié et concentré à l’aide d’une procédure connue sous le nom de distillation.

L’éthanol est évaporé de la solution fermentée en appliquant de la chaleur et il est ensuite collecté et condensé pour créer une solution plus concentrée.

Jusqu’à ce que l’éthanol atteigne la concentration requise, cette procédure est effectuée plusieurs fois.

Pourtant, la fermentation n’est pas la seule technique employée pour fabriquer de l’éthanol. La synthèse chimique est une autre méthode de production d’éthanol, mais elle est moins conventionnelle et plus coûteuse que la fermentation.

Dans la synthèse chimique, l’éthylène et la vapeur réagissent, produisant de l’éthanol en présence d’un catalyseur. Le procédé d’hydratation de l’éthylène, comme on l’appelle souvent, est fréquemment appliqué dans l’industrie pétrolière.

L’acétylène et l’eau réagissent pour produire chimiquement de l’éthanol, qui est une autre méthode de production. L’éthanol est l’un des résultats de cette procédure, également appelée synthèse de Reppe.

Cependant, comme l’acétylène est cher et qu’il y a un risque que des sous-produits dangereux se forment, cette approche n’est pas couramment utilisée.

2. Les utilisations de l’éthanol

Depuis l’Antiquité, l’éthanol a été utilisé pour un large éventail de choses, des boissons traditionnelles aux solvants industriels. En raison de son potentiel en tant que source de carburant renouvelable et durable, l’éthanol a récemment attiré l’attention. Certaines des applications les plus typiques de l’éthanol sont :

  • Carburant : L’éthanol est fréquemment ajouté à l’essence en tant qu’additif pour carburant, généralement dans des proportions allant de 5 % à 85 % d’éthanol (appelé E5 à E85). En raison de sa capacité à être produit à partir d’un certain nombre de ressources, telles que le maïs, la canne à sucre et les matériaux cellulosiques, l’éthanol devient de plus en plus populaire comme source de carburant. Les carburants contenant de l’éthanol sont également bien connus pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et améliorer la qualité de l’air.
  • Boissons alcoolisées : L’éthanol est un ingrédient clé dans la production de boissons alcoolisées, y compris la bière, le vin et les spiritueux. Le processus de fermentation convertit les sucres en éthanol, ce qui donne aux boissons alcoolisées leur goût caractéristique et leurs effets enivrants. En plus de son utilisation dans les boissons alcoolisées traditionnelles, l’éthanol est également utilisé dans la production de diverses liqueurs aromatisées et comme base de nombreux cocktails.
  • Solvant industriel : L’éthanol est un solvant polyvalent couramment utilisé dans la production de divers produits, notamment les cosmétiques, les produits de soins personnels et les produits pharmaceutiques. L’éthanol est également utilisé comme agent de nettoyage et solvant dans les environnements industriels, car il est efficace pour dissoudre un large éventail de substances.
  • Désinfectant : L’éthanol est un désinfectant puissant couramment utilisé dans les hôpitaux, les laboratoires et d’autres établissements de soins de santé pour tuer les bactéries, les virus et d’autres micro-organismes nocifs. L’éthanol est également utilisé dans la production de désinfectants pour les mains et de sprays désinfectants.
  • Intermédiaire chimique : L’éthanol est un intermédiaire clé dans la production de divers produits chimiques, notamment l’acide acétique, l’éthylène et le butadiène. Ces produits chimiques sont utilisés dans un large éventail d’applications, y compris la production de plastiques, de caoutchouc et de textiles.
  • Source d’énergie alternative : L’éthanol peut être utilisé comme source d’énergie alternative dans une variété d’applications, y compris les piles à combustible et comme matière première pour la production de biocarburants. L’utilisation de l’éthanol comme source d’énergie alternative gagne en popularité en raison de son potentiel en tant que source de carburant renouvelable et durable.

3. Réactions chimiques de l’éthanol

  • Inflammabilité : Éthanol est hautement inflammable et peut s’enflammer à des températures relativement basses. Cette propriété en fait une source de carburant utile, mais pose également un risque pour la sécurité s’il n’est pas manipulé correctement.
  • Propriétés acido-basiques : L’éthanol est un acide faible et peut réagir avec des bases fortes pour former des ions éthoxyde. Il peut également réagir avec des acides forts pour former des esters éthyliques.
  • Oxydation : L’éthanol peut être oxydé pour former de l’acétaldéhyde, puis oxydé davantage pour former de l’acide acétique. Cette propriété est importante dans la production de vinaigre, qui est fabriqué en fermentant de l’éthanol avec des bactéries acétiques.
  • L’éthanol est une substance hautement réactive et peut réagir avec un large éventail d’autres produits chimiques, notamment des acides, des bases, des agents oxydants et des agents réducteurs. Par exemple, il peut réagir avec le sodium métallique pour former de l’éthylate de sodium et de l’hydrogène gazeux.

Références