Sciences · Chimie
Éthanol
L’éthanol, de formule C₂H₅OH, est l’alcool des boissons alcoolisées. Liquide incolore et inflammable, produit par fermentation des sucres, il sert aussi de solvant, de désinfectant et de carburant.
Mis à jour le 4 min de lecture
L’éthanol est sans doute la molécule organique que l’humanité produit depuis le plus longtemps : des traces de boissons fermentées remontent à environ 7000 ans avant notre ère, en Chine. Il est aujourd’hui fabriqué par dizaines de millions de tonnes chaque année, surtout pour les carburants. Il appartient à la famille des alcools, dont il est le représentant le plus connu au point de lui avoir donné son nom courant.
Propriétés
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse molaire | 46,1 g/mol |
| Masse volumique | 0,789 g/cm³ à 20 °C |
| Ébullition | 78,4 °C |
| Fusion | −114 °C |
| Point d’éclair | ≈ 13 °C |
| Miscibilité avec l’eau | totale |
| Pouvoir calorifique | ≈ 27 MJ/kg |
Son groupe –OH forme des liaisons hydrogène, d’où sa miscibilité avec l’eau ; sa courte chaîne carbonée lui permet aussi de dissoudre des composés peu polaires. C’est donc un excellent solvant, utilisé pour les parfums, les teintures et les extraits végétaux.
Un mélange d’eau et d’éthanol occupe un volume inférieur à la somme des volumes séparés : 50 mL d’eau et 50 mL d’éthanol donnent environ 96 mL, car les molécules s’imbriquent grâce aux liaisons hydrogène.
Comment le produit-on ?
La fermentation alcoolique
Des levures (surtout Saccharomyces cerevisiae) transforment les sucres en éthanol et en dioxyde de carbone, en l’absence d’oxygène :
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Louis Pasteur a démontré dans les années 1850-1860 que la fermentation est l’œuvre d’êtres vivants (voir Louis Pasteur). Les levures cessent généralement de fonctionner vers 14 à 16 % d’alcool, qui devient toxique pour elles ; c’est pourquoi le vin dépasse rarement 15 % vol.
| Matière première | Sucre ou amidon | Produit |
|---|---|---|
| Raisin | glucose, fructose | vin |
| Orge maltée | amidon converti en maltose | bière, whisky |
| Canne à sucre, mélasse | saccharose | rhum, bioéthanol |
| Betterave | saccharose | alcool industriel, bioéthanol |
| Maïs, blé | amidon | bioéthanol, vodka |
Les céréales contiennent de l’amidon, que les levures ne savent pas utiliser directement : il faut d’abord le transformer en sucres, par le maltage ou par des enzymes (voir les glucides).
La distillation
Pour dépasser 15 % d’alcool, on distille le liquide fermenté : l’éthanol, plus volatil que l’eau, s’enrichit dans la vapeur. Les eaux-de-vie titrent 40 % vol. ou plus. La distillation bute sur l’azéotrope eau-éthanol à environ 95,6 % en masse ; l’éthanol anhydre s’obtient par des procédés complémentaires (tamis moléculaires).
La synthèse
L’éthanol industriel non alimentaire peut aussi être fabriqué par hydratation de l’éthylène issu du pétrole : C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH, sur catalyseur acide.
Le degré alcoolique
Le titre alcoométrique volumique (% vol., anciennement « degré ») indique le volume d’éthanol pur dans 100 mL de boisson, mesuré à 20 °C.
| Boisson | Volume servi habituel | % vol. typique | Alcool pur |
|---|---|---|---|
| Bière | 25 cL | 5 % | ≈ 10 g |
| Vin | 10 cL | 12 % | ≈ 10 g |
| Apéritif | 7 cL | 18 % | ≈ 10 g |
| Whisky | 3 cL | 40 % | ≈ 10 g |
Les repères de consommation sont présentés dans la fiche alcool : repères de consommation.
Les réactions de l’éthanol
- Oxydation : l’éthanol s’oxyde en éthanal (acétaldéhyde), puis en acide acétique. C’est la transformation du vin en vinaigre par les bactéries acétiques, et celle que réalise le foie (voir les acides carboxyliques).
- Combustion : C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O, avec une flamme bleue peu éclairante (flambage des plats, réchauds).
- Estérification avec des acides, qui donne des esters aromatiques, comme l’acétate d’éthyle.
- Déshydratation en éthylène, base du « polyéthylène vert » biosourcé.
Les usages
| Usage | Détails |
|---|---|
| Carburant | bioéthanol ajouté à l’essence : jusqu’à 10 % dans le SP95-E10, environ 65 à 85 % dans le superéthanol E85 |
| Désinfection | solutions hydroalcooliques, efficaces vers 60 à 80 % d’éthanol, qui dénaturent les protéines des microbes |
| Solvant | parfums, cosmétiques, encres, vernis, extraits pharmaceutiques |
| Alimentation | boissons, arômes, conservation des fruits |
| Chimie | production d’acétate d’éthyle, d’éthers, d’éthylène |
L'alcool à brûler est de l’éthanol dénaturé : additionné de substances au goût repoussant ou toxiques pour le rendre impropre à la consommation et l’exonérer des taxes sur les boissons.
L’éthanol dans l’organisme
Absorbé par l’estomac et l’intestin, l’éthanol passe rapidement dans le sang. Le foie l’élimine à un rythme à peu près constant, de l’ordre de 0,10 à 0,15 g/L de sang par heure, en le transformant en acétaldéhyde, toxique, puis en acétate. L’éthanol agit sur le cerveau comme dépresseur du système nerveux central. Une consommation régulière augmente le risque de nombreuses maladies : cancers (l’éthanol est classé cancérogène pour l’homme par le Centre international de recherche sur le cancer), maladies du foie, maladies cardiovasculaires.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre éthanol et méthanol ?
Les deux sont des alcools, mais le méthanol (CH₃OH) n’a qu’un carbone. Il est beaucoup plus toxique : quelques dizaines de millilitres peuvent rendre aveugle ou tuer.
Pourquoi l’alcool s’évapore-t-il plus vite que l’eau ?
Parce qu’il bout à 78 °C contre 100 °C pour l’eau : ses molécules sont moins fortement retenues entre elles et passent plus facilement à l’état de vapeur.
L’alcool disparaît-il à la cuisson ?
Seulement en partie. Selon la durée et le mode de cuisson, une fraction notable de l’éthanol peut subsister dans un plat, même après un long mijotage.