エタノール（エチルアルコール）とは？化学式・性質・用途を解説

エタノール（C2H5OH）の化学式・性質・用途をわかりやすく解説。飲料や溶媒、燃料としての特徴と安全性まで詳述。

著者: Leandro Alegsa

エタノールは、マーク式、エチルアルコール、グレインアルコール、または単にアルコールとも呼ばれ、可燃性、無色の化合物です。その化学式はC2 H5 OHで、C2 H 6Oとも表記されます。アルコール飲料の有効成分であり、世界中のほとんどの文化圏で飲まれている。また、他の多くの化学物質を溶かすことができ、毒性も強くないため、溶剤としても使用されています。酵母は、人々が使用するエタノールのほとんどを製造しています。

基本的な性質

エタノール（C2H5OH、分子量約46.07）は、無色で甘い香りを持つ揮発性の液体です。水と任意の割合で混和しやすく、極性溶媒として多くの有機化合物や無機塩類を部分的にまたは完全に溶解します。代表的な物理的性質は次の通りです。

  • 沸点：約78.4°C
  • 融点：約−114.1°C
  • 密度（20°C）：約0.789 g·cm−3
  • 水との混和性：完全混和（任意の割合）
  • 可燃性：引火点（閉口）約13°C、爆発範囲（体積比）約3.3–19%

化学的特徴と反応性

エタノールは一価アルコールであり、ヒドロキシ基（−OH）を持つため酸化、脱水、エステル化、酸化数変化に伴う反応などが可能です。代表的な反応には以下があります。

  • 酸化：部分酸化でアセトアルデヒド、さらに酸化すると酢酸となる。
  • エステル化：カルボン酸と反応してエステル（例：酢酸エチル）を生成。
  • 脱水反応：強酸存在下で脱水させるとエチレン（C2H4）を与える。

主な製造方法

エタノールは大きく分けて生物学的製法と化学的製法があります。

  • 発酵（生物学的）：デンプンや糖類を原料に、酵母は（主にSaccharomyces属）が糖を分解してエタノールと二酸化炭素を生成します。飲料用や燃料用バイオエタノールの主要な生産方法です。発酵後に蒸留して濃縮しますが、水とのアジオトロープ（約95.6%）を超えるためには分子ふるいや脱水剤を用いる必要があります。
  • 化学合成：石油化学ルートではエチレンの水和（CH2=CH2 + H2O → C2H5OH）で合成されます。触媒としてリン酸や硫酸が用いられることがあります。

用途

エタノールは用途が極めて広く、以下のような分野で利用されます。

  • 飲料：ワイン、ビール、蒸留酒などのアルコール飲料の主成分。
  • 溶剤：塗料、インク、香料、医薬品の溶媒として広く使用。水と混和するため多用途。
  • 医療・衛生：消毒剤や手指消毒液（一般に60–80% v/vが有効）に用いられる。
  • 燃料・燃料添加物：ガソリンへの混合（E10、E85など）、バイオエタノールとして再生可能燃料に利用。
  • 化学原料：酢酸やエチレン、エーテル、酢酸エチルなど多くの化学品の製造原料。
  • 工業用途：脱脂剤、洗浄剤、冷媒、実験室の標準溶媒など。

等級と規格

エタノールには用途に応じてさまざまな等級があります。飲料用（食品用）エタノール、医薬用、分析用（高純度・無水）、工業用（変性エタノール）などです。飲用に適さないように有毒物質や苦味剤を添加したものは変性エタノールと呼ばれ、税制や取り扱いの簡便化のために用いられます。

安全性と取り扱い

エタノールは比較的毒性が低いものの、誤飲や大量摂取は中枢神経抑制、呼吸抑制、死亡につながることがあります。蒸気は可燃性であり、引火源のない換気の良い場所で取り扱う必要があります。主な注意点：

  • 可燃性のため火気厳禁、適切な防爆設備と保管。
  • 高濃度蒸気の吸入や長時間の皮膚接触は避ける。
  • 飲用不可の変性エタノールは誤飲時に重篤な毒性を示すことがある。
  • 消毒用途では適切な濃度（60–80%）を守ることで効果的に病原体を不活化できる。

環境面

バイオエタノールは再生可能資源から製造されるため化石燃料代替として注目されていますが、原料栽培に伴う土地利用、エネルギー収支、間接的な環境影響（食料価格への影響など）も議論されています。排出後は比較的速やかに生分解されますが、大量流出時には水生生物に影響を与える可能性があります。

まとめ

エタノールは日常生活から工業・医療分野まで広く使われる汎用性の高いアルコールです。化学的・物理的性質、製造法、用途、そして安全対策を理解して適切に取り扱うことが重要です。

エタノール1本Zoom
エタノール1本

エタノール燃料

エタノール燃料は、ガソリンの代わりに自動車やその他のエンジンに使用することができます。エンジンは純粋なエタノール、またはエタノールをガソリンに混ぜて使用することができます。

ブラジルでは、サトウキビから作られるエタノール燃料が、自動車用燃料の18％を占めています。このため、ブラジルは他の国から石油を買う必要がないのです。そのために、ブラジルは熱帯雨林の多くを伐採してサトウキビを増やし、それを発酵させてエタノールを作っているのです。

米国のほとんどの自動車は、10％までのエタノールを含んだ燃料で走ることができる。フォード、ダイムラークライスラー、GMなどの自動車メーカーも、より高いエタノール混合率で走行できるように特別に設計した自動車を製造している。フォードやダイムラークライスラー、GMといった自動車メーカーも、エタノールの混合率が高い燃料に対応した自動車を製造している。2006年半ばまでに、米国の道路を走るE85対応車は約600万台となった。

質問と回答

Q:エタノールとは何ですか?


A:エタノールは可燃性の無色の化合物で、エチルアルコールやグレインアルコールとも呼ばれています。

Q:エタノールの化学式は?


A:エタノールの化学式はC2H5OHまたはC2H6Oです。

Q:アルコール飲料の有効成分は何ですか?


A:アルコール飲料の有効成分はエタノールです。

Q:なぜエタノールは溶剤として使われるのですか?


A:エタノールは、他の多くの化学物質を溶かすことができ、毒性があまりないため、溶剤として使用されます。

Q:人々が使うエタノールのほとんどは誰が作っているのですか?


A: エタノールのほとんどは酵母が作っています。

Q:エタノールの他の名前は何ですか?


A:エタノールの他の呼び名には、エチルアルコール、グレインアルコール、ただのアルコールなどがあります。

Q:エタノールは有毒ですか?


A: エタノールの毒性はそれほど強くありません。しかし、エタノールの過剰摂取は有害であり、死に至ることさえあります。


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