Link to the lesson

Physical properties of methanol and ethanol

Methanol and ethanol are colourless liquids that dissolve well in water. Therefore, these cannot be distinguished without laboratory tests, e.g. determination of boiling point or density. In trade, concentrated ethyl alcohol is called grain alcohol.

RxU5YKv1PHCjo

Na ilustracji przedstawione są trzy butelki oznaczone etykietami. Wszystkie butelki mają oznaczenie łatwopalnej substancji. Na etykietach napisane jest kolejno: - spirytus rektyfikowany (butelka z zieloną zakrętką), rectified spirit, - alkohol etylowy skażony (butelka z żółtym korkiem), ethyl alcohol contaminated, - methanol butelka z czerwoną zakrętką, methanol.

Na ilustracji przedstawione są trzy butelki oznaczone etykietami. Wszystkie butelki mają oznaczenie łatwopalnej substancji. Na etykietach napisane jest kolejno: - spirytus rektyfikowany (butelka z zieloną zakrętką), rectified spirit, - alkohol etylowy skażony (butelka z żółtym korkiem), ethyl alcohol contaminated, - methanol butelka z czerwoną zakrętką, methanol.

1

2

3

1. rectified spirit

2. ethyl alcohol completely contaminated

3. methanol

As we know, the process of alcohol fermentation occurs under the influence of a special species of yeast found in the peels of ripe grapes (or other fruits). Glucose – sugar contained in fruit juice – under favourable conditions, undergoes a chemical reaction where product is ethyl alcoholalcoholsalcohol.

Reaction equation – in words:

$\text{glucose}\stackrel{\text{yeasts}}{\to }\text{ethyl alcohol + carbon dioxide}$

Reaction equation – molecular form:

${\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{12}}{\text{O}}_{\text{6}}\stackrel{\text{yeasts}}{\to }{\text{2CH}}_{\text{3}}{\text{CH}}_{\text{2}}\text{OH +}{\text{2CO}}_{\text{2}}$

The reaction equation shows that alcohol fermentationalcohol fermentationalcohol fermentation is a process that takes place under the influence of yeast. Its products are ethyl alcohol and carbon dioxide.

Task 1

Before you conduct the experiment and/or watch the movie „Mixing ethanol with water”, write down the research question and hypotheses. Also note observations and conclusions from the study. Pay attention to what happens to the volume of the mixture.

R1IHllWLVOECc

Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Analysis of the experiment: "Mixing ethanol with water"

---

Research question

---

Hypothesis

---

Observations

---

Conclusions

---

R1PX0cg39kL2a

Nagranie filmowe przedstawia eksperyment mieszania etanolu z wodą, ethanol with water. Do przeprowadzenia eksperymentu potrzebne są probówka z wodą (test tube with water), probówka z alkoholem etylowym (test tube with denatured alcohol), korek (plug), marker. Do probówki wypełnionej do połowy wodą należy wlać po ściance taką samą objętość alkoholu, uważając, aby podczas wlewania ciecze nie uległy wymieszaniu. Następnie na ścianie probówki zaznaczamy markerem poziom cieczy w probówce. Probówkę zamykamy korkiem i mieszamy dokładnie mieszaninę. Po wymieszaniu alkoholu z wodą, okazuje się, że mieszanina cieczy zmniejszyła swoją objętość w probówce. Wysokość cieczy w probówce znajduje się teraz poniżej zaznaczonej wcześniej markerem kreski.

Nagranie filmowe przedstawia eksperyment mieszania etanolu z wodą, ethanol with water. Do przeprowadzenia eksperymentu potrzebne są probówka z wodą (test tube with water), probówka z alkoholem etylowym (test tube with denatured alcohol), korek (plug), marker. Do probówki wypełnionej do połowy wodą należy wlać po ściance taką samą objętość alkoholu, uważając, aby podczas wlewania ciecze nie uległy wymieszaniu. Następnie na ścianie probówki zaznaczamy markerem poziom cieczy w probówce. Probówkę zamykamy korkiem i mieszamy dokładnie mieszaninę. Po wymieszaniu alkoholu z wodą, okazuje się, że mieszanina cieczy zmniejszyła swoją objętość w probówce. Wysokość cieczy w probówce znajduje się teraz poniżej zaznaczonej wcześniej markerem kreski.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Nagranie filmowe przedstawia eksperyment mieszania etanolu z wodą, ethanol with water. Do przeprowadzenia eksperymentu potrzebne są probówka z wodą (test tube with water), probówka z alkoholem etylowym (test tube with denatured alcohol), korek (plug), marker. Do probówki wypełnionej do połowy wodą należy wlać po ściance taką samą objętość alkoholu, uważając, aby podczas wlewania ciecze nie uległy wymieszaniu. Następnie na ścianie probówki zaznaczamy markerem poziom cieczy w probówce. Probówkę zamykamy korkiem i mieszamy dokładnie mieszaninę. Po wymieszaniu alkoholu z wodą, okazuje się, że mieszanina cieczy zmniejszyła swoją objętość w probówce. Wysokość cieczy w probówce znajduje się teraz poniżej zaznaczonej wcześniej markerem kreski.

The contraction phenomenon is taken into account in the spirits industry in the technological processes and in the calculation of production efficiency. When adding 50 litres of water to 50 litres of ethyl alcohol (grain alcohol), not 100 but 96.3 litres of solution are produced.

A mixture of ethanol and water with a 95.6% ethanol content is called grain alcohol.

Chemical properties of methanol and ethanol

By examining methanol and ethanol, we will answer the following questions:

• What are chemical properties of alcohols?

• Is there any similarity in their behaviour during chemical reactions?

• Does the presence of the $\text{–OH}$ functional group in alcohol molecules affect the pH of their aqueous solutions?

Smell

Both methanol and ethanol are characterized by a sharp, irritating odour. Testing these alcohols only with smell can lead to confusion.

pH of alcohols

Do aqueous solutions of alcohols undergo electrolytic dissociation? Is the pH of aqueous solutions of alcohols the same as the pH of bases, since they have a hydroxyl group similar to hydroxides? For testing the pH of aqueous solutions of alcohols, known indicators can be used: red cabbage brew, phenolphthalein solution, universal indication strip

Task 2

Before you conduct the experiment and/or watch the movie „Testing the pH of aqueous ethanol solution”, write down the research question and hypotheses. Also note down observations and conclusions from the study. Pay attention to what happens to the indicators during the experiment.

RwkTlgS0nAfaj

Analysis of the experiment: "Testing the pH of an aqueous solution of ethyl alcohol". Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Analysis of the experiment: "Testing the pH of an aqueous solution of ethyl alcohol". Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Analysis of the experiment: "Testing the pH of an aqueous solution of ethyl alcohol"

---

Research question

---

Hypothesis

---

Observations

---

Conclusions

---

R1EZ9NV51NeqL

Nagranie filmowe przedstawia badanie pH roztworu etanolu, pH of ethanol solution. Do przeprowadzenia badania potrzebne są probówka z fenoloftaleiną, phenolphtalein, probówka z wywarem z czerwonej kapusty, decoction of red cabbage, paski papierowe wskaźniki, paper indictaor, dwie probówki z etanolem, ethanol. Do jednej probówki z etanolem wlewamy wywar z czerwonej kapusty i mieszamy. Do drugiej probówki z etanolem wlewami fenoloftaleinę i mieszamy. Wskaźniki dodane do roztworów etanolu nie zmieniły koloru. Następnie badamy pH roztworów za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego, kolor papierka również nie ulega zmianie.

Nagranie filmowe przedstawia badanie pH roztworu etanolu, pH of ethanol solution. Do przeprowadzenia badania potrzebne są probówka z fenoloftaleiną, phenolphtalein, probówka z wywarem z czerwonej kapusty, decoction of red cabbage, paski papierowe wskaźniki, paper indictaor, dwie probówki z etanolem, ethanol. Do jednej probówki z etanolem wlewamy wywar z czerwonej kapusty i mieszamy. Do drugiej probówki z etanolem wlewami fenoloftaleinę i mieszamy. Wskaźniki dodane do roztworów etanolu nie zmieniły koloru. Następnie badamy pH roztworów za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego, kolor papierka również nie ulega zmianie.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Nagranie filmowe przedstawia badanie pH roztworu etanolu, pH of ethanol solution. Do przeprowadzenia badania potrzebne są probówka z fenoloftaleiną, phenolphtalein, probówka z wywarem z czerwonej kapusty, decoction of red cabbage, paski papierowe wskaźniki, paper indictaor, dwie probówki z etanolem, ethanol. Do jednej probówki z etanolem wlewamy wywar z czerwonej kapusty i mieszamy. Do drugiej probówki z etanolem wlewami fenoloftaleinę i mieszamy. Wskaźniki dodane do roztworów etanolu nie zmieniły koloru. Następnie badamy pH roztworów za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego, kolor papierka również nie ulega zmianie.

Testing the pH of aqueous ethanol solution

Experiment 2

Research problem

What is the pH of aqueous ethanol solution?

Hypothesis

The alcohols contain $\text{–OH}$ group in their molecules, so the aqueous ethanol solution will be alkaline

You will need

• three test tubes,

• aqueous ethanol solution (grain alcohol),

• red cabbage brew,

• phenolphthalein solution,

• universal indication strip.

Instruction

1. Pour approximately 3 cmIndeks górny 3³ of alcohol into three tubes.

2. Examine the smell and determine the solubility of alcohol in water.

3. Pour a few drops of a red cabbage brew into one tube and add one drop of phenolphthalein to the other one. Put the universal indicator stripe into the third test tube.

4. Answer what you have observed.

RGGWtRJhHQ3og

Ilustracja przedstawia butelkę z roztworem wywaru z czerwonej kapusty, red cabbage brew, butelkę z fenoloftaleiną, phenolphtalein, probówkę wypełnioną wywarem z czerwonej kapusty oraz naczynie szklane z zanurzonym papierkiem wskaźnikowym w bezbarwnej mieszaninie fenoloftaleiny i etanolu.

Summary

The indicators added to the ethanol solutions did not change the colour. The pH of aqueous solutions of alcohols is neutral. It means that there is no excess of HIndeks dolny 3₃OIndeks górny +⁺ ions and OHIndeks górny -^- ions in an aqueous solution. Thus, the alcohols do not undergo ion dissociation.

Flammability test of ethanol

Ethanol is a flammable substance. With unrestricted oxygen access, a complete ethanol combustion occurs.

When the fire torch is moved closer, the alcohol vapour ignites. The alcohol burns with a bluish flame. The products of the total combustion of ethanol are carbon dioxide and water: ${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH + 3}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C}{\text{O}}_{\text{2}}\text{+ 3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

Complete methanol combustion

The products of the total combustion of methanol are carbon dioxide and water:

$\text{2C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH + 3}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C}{\text{O}}_{\text{2}}\text{+}\text{4}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

Incomplete combustion of alcohols

Incomplete combustion takes place under conditions of limited oxygen supply.

${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH}\text{+}\text{2}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→}\text{2CO}\text{+}\text{3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

$\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ CO + 2}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C + 3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

$\text{2C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C + 4}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

Summary

• Methanol and ethanol have many common physical properties and are therefore difficult to distinguish.

• Methanol is a poison.

• Only methanol, ethanol and propanol are well soluble in water, each subsequent alcohol in the homologous series already less.

• The pH of aqueous solutions of alcohols is neutral.

• Methanol and ethanol are flammable substances. These are subject to complete and incomplete combustion reactions.

Key words

alcohol, hydrocarbons, monohydric alcohols, methanol, ethanol, methyl alcohol, ethyl alcohol, volume contraction

Glossary