Ethanol có mặt trong tất cả các loại rượu thường dùng
trong sinh hoạt xã hội từ bia cho đến rượu mùi,rượu vang,rượu trắng.Việc uống
rượu quá liều dẫn tới say,gây hậu quả tai hại:tai nạn giao thông,mất trật tự xã
hội.Uống quá nhiều có thể chết.Vì vậy trong kiểm nghiệm độc chất thường phải
xác định ethanol.
Về mặt lý tính
ethanol là một chất lỏng không màu,mùi hắc,vị cay,khối lượng riêng ở 15oC
là 0.7943 ; sôi ở 80oC.Ethanol tan trong nước ở bất kì tỷ lệ nào.Mặt
khác nó là dung môi của nhiều chất hữu cơ và vô cơ.Đốt cháy ngoài không khí tạo
CO2 và H2O.
|
Đo nồng độ cồn |
1.Các phản ứng định tính ethanol
Sau khi phân lập
khỏi mẫu thử bằng cách cất có thể xác định ethanol bằng các phản ứng sau:
·
Phản ứng tạo idoform:dùng iod trong môi trường
kiềm oxi hóa ethanol thành acetaldehyde.Sau đó iod sẽ thế Hydro tạo ra dẫn xuất
triodo acetaldehyde.Nó sẽ phân hủy trong môi trường kiềm tạo ra iodoform có mùi
đặc biệt.Nhiều ethanol sẽ có nhiều tủa vàng.
2NaOH + I2 è NaI
+ NaIO + H2O
C2H5OH +
NaIO è CH –CHO
+ NaI + H2O
CH3CHO + 3I2
è 3CI3CHO
+ 3HI
CI3CHO + NaOH è CHI3 + HCOONa
·
Phản ứng oxi hóa ethanol bằng KMnO4
: trong môi H2SO4 ethanol bị KMnO4 oxi hóa thành acetaldehyde.Hơi aldehyde này
bay lên sẽ làm xanh giấy quỳ tím tẩm natri nitroprussiat và pyridine.
·
Phản ứng oxi hóa etanol bằng K2Cr2O7
:trong môi trường acid mạnh ethanol bị K2Cr2O7 oxi hóa thành acid acetic.Nếu vừa đủ hoặc
thiếu dicromat dung dịch có màu xanh của ion Cr(III).Nếu thừa dicromat dung dịch
có màu xanh lơ.
3CHOH + K2Cr2O7
+ H2SO4
è 3CH3COOH
+ 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 +
11H2O
·
Phản ứng este hóa ethanol:các este như
acetyat etyl,benzoate etyl có mùi đặc biệt.Vì vậy ta làm phản ứng este hóa
ethanol để xác định sự có mặt của nó trong mẫu thử.
2.Các phương pháp định lượng
ethanol
Dựa vào tính chất vật lý và hóa học của
ethanol,người ta đề xuất nhiều phương pháp định lượng ethanol.Sau đây nêu một số
phương pháp điển hình.
·
Phương pháp đo bằng tửu kế: nếu ta có dung dịch
ethanol trong nước với nồng độ khá cao thì có thể dùng tửu kế đo độ cồn,rồi từ
đó suy ra lượng ethanol.Nếu cần dùng xác dịnh nồng độ ethanol trong rượu mùi,rượu
pha đường,các hóa chất,đông dược…thì lấy một thể tích rượu cần xác định xong
đem cất cho đến khi hết ethanol.Thêm nước cất vào dịch cất cho đến thể tích bằng
lượng rượu ban đầu.Đo độ cồn dung dịch tạo thành bằng tửu kế.Độ cồn đó là độ cồn
trong mẫu nghiên cứu.
·
Phương pháp lắng:Nguyên tắc cất phân đoạn nhiều
lần để làm giàu ethanol.Hướng dịch cất vào trong ống chia độ có tinh thể kali
cacbonat khan và phenolphthalein.Nước trong dịch cất bị K2CO3 khan
hút tạo thành dung dịch bão hòa.Ethanol không tan trong dung dịch này sẽ nổi
lên trên kéo theo màu đỏ của phenolphatalein trong kiềm.Đọc thể tích rượu màu đỏ
ở trên và tính ra lượng ethanol trong mẫu.Để định lượng người ta lấy 50ml dung
dịch cất khi phân lớp ethanol bằng cất kéo hơi nước,đem cất lại trong bình cất
có ống phân đoạn(deflemateur) lần thứ nhất lấy 20ml,cất lần thứ hai 2.5ml vào ống
chia độ 0.01ml có chứa 3g tinh thể K2CO3 khan.Tỉ lệ
ethanol(khối lượng/Khối lượng) trong mẫu được tính theo công thức thực nghiệm:
X% = (((a * 0.74 ) + 0.041
) /P) * 1000
Trong đó a là thể tích trên ống(ml),P là
khối lượng mẫu thử đã lấy(g).
Để định lượng chính xác hơn,ta rút hết lượng
rượu ở trên theme 5ml nước.Đem cất vi phân đoạn lấy 3ml về định lượng bằng
phương pháp hóa học.Chú ý là cần cộng them 0.02ml là số thể tích ethanol do
dung dịch K2CO3 giữ lại.
Phương pháp lắng này ưu điểm:
-Loại trừ các chất khử khác
có mặt trong mẫu thử(trừ aceton và methanol ở nồng độ trên 2%)
-Đơn giản và nhanh chóng.
-Theo nhiều tác giả phương
pháp này phản ánh trung thành lượng ethanol trong mẫu thử đã thối rữa mà các
phương pháp khác không giải quyết được
Tuy vậy phương pháp này vẫn có nhược điểm là
phải làm với lượng mẫu lớn là 50ml máu,100g mẫu thử khác….với nồng độ trên 1% mới
có kết quả tin cậy.Nếu dưới 1% sai số có thể lên tới 20 -25%.
·
Định lượng rượu trong hơi thở:Harger-lamb và
Hulpieu dùng nguyên tắc này để đo nồng độ rượu trong không khí thở ra ở người uống
rượu từ đó suy ra lượng ethanol trong máu.Theo các tác giả này nếu 2l không khí
thở ra chứa 190 mg CO2 thì tương đương với 1ml máu chứa 1mg
ethanol,vì vậy cần đo lượng ethanol và lượng CO2 trong không khí thở
ra để xác định gián tiếp ethanol trong máu.
- Đo
ethanol bằng hai bình chứa dung dịch Cordebard ở trên
- Đo
CO2 bằng cách cho không khí thở ra qua 2 bình đựng nước baryt.
- Cho
bệnh nhân thở qua qua bốn bình nói trên với tốc độ 0.5l/phút.Lấy hai bình đựng
dung dịch Cordebard để định lượng ethanol.Lấy hai bình còn lại định lượng bari
hydroxyd thừa bằng dd acid oxalic 0.5N – 1ml dung dịch acid oxalic 0.5N ứng với
11 mg CO2
- Nếu
lượng rượu là A,lượng CO2 thì P là nồng độ ethanol trong máu(mg/ml)
X
= A/P * 190
Các
pha dung dịch baryt:
Bari hydroxyd 160g
Saccarose
200g
Nước
hòa tan vừa đủ 1000ml
Hòa
tan và lọc.Ngoài phương pháp này ở nhiều nước Tây Âu có nhiều dụng cụ đo
ethanol trong hơi thở hoạt động dựa vào nhiều nguyên tắc khác nhau.