Формула на етилов алкохол, свойства, рискове и употреби

на етилов алкохол, етанол или алкохол, е органично химическо съединение клас на алкохолите в алкохол и се произвежда от дрожди или от нефтохимични процеси. Той е безцветен, запалим и освен че е психоактивно вещество, дезинфектант и антисептични, като източник на чист изгаряне на гориво, в производството или течен разтворител химически.

Химичната формула на етиловия алкохол е C₂Н₅ОН и разширената му формула е СН₃СН₂ОН. Също така се описва като EtOH, а името IUPAC е етанол. Следователно, неговите химични компоненти са въглерод, хидроген и кислород. Молекулата е образувана от верига от два въглерода (етан), в която Н е заменен с хидроксилна група (-ОН). Химичната му структура е представена на фигура 1.

Това е вторият най-прост алкохол. Всички въглеродни и кислородни атоми са sp3, позволяващи свободното въртене на границите на молекулите. (Етилов алкохол Формула, S.F.).

Етанолът може да бъде намерен широко в природата, тъй като е част от метаболитния процес на дрожди Saccharomyces cerevisiae, Присъства и в зрели плодове. Той се произвежда и от някои растения чрез анеробиоза. Също така е намерен и в космоса.

Етанолът може да бъде получено чрез използване на дрожди ферментация на захари намерени в храни като царевица, сорго и ечемик, картофи и кожи, ориз, захарна тръстика, захарно цвекло и двор изрезки; или чрез синтез органичен.

Органичният синтез се осъществява чрез хидратиране на етилена, получен в нефтохимическата промишленост, като се използва сярна или фосфорна киселина като катализатор при 250-300 ° С:

СН₂= CH₂ + Н₂O → CH₃СН₂OH

индекс

• 1 Производство на етилов алкохол
• 2 Физични и химични свойства
• 3 Реактивност и опасности
  • 3.1 Очи
  • 3.2 Кожа
  • 3.3 Вдишване
  • 3.4 Поглъщане
• 4 Използване
  • 4.1 Медицина
  • 4.2 Развлечение
  • 4.3 Гориво
  • 4.4 Други употреби
• 5 Биохимия
• 6 Значението на хидроксилната група в алкохолите
• 7 Препратки

Производство на етилов алкохол

Етанолът от ферментацията на захарите е основният процес за производство на алкохолни напитки и биогорива. Използва се главно в страни като Бразилия, където дрождите се използват за биосинтеза на етанол от захарен тръстик.

Царевицата е основната съставка на етанола като гориво в САЩ. Това се дължи на изобилието и ниската цена. Захарни трохи и цвекло са най-често срещаните съставки, използвани за производството на етанол в други части на света.

Тъй като алкохолът се създава чрез ферментация на захар, захарните култури са най-лесните съставки за превръщане в алкохол. Бразилия, вторият по големина в света производител на горивен етанол, произвежда по-голямата част от етанола си от захарна тръстика.

Повечето автомобили в Бразилия са в състояние да работят на чист етанол или в смес от бензин и етанол.

Физични и химични свойства

Етанолът е бистра, безцветна течност с характерен мирис и вкус на изгаряне (Royal Society of Chemistry, 2015).

Молната маса на етиловия алкохол е 46,06 g / mol. Точката на топене и кипене е съответно -114 ° С и 78 ° С. Той е летлива течност и неговата плътност е 0,789 g / ml. Етилов алкохол също е запалим и произвежда син пламък без дим.

Смесва се с вода и в повечето органични разтворители като оцетна киселина, ацетон, бензол, тетрахлорметан, хлороформ и етер..

Интересен е фактът, че етанол се смесва в алифатни разтворители като пентан и хексан, но неговата разтворимост зависи от температурата (Национален център за биотехнологична информация Database PubChem Съединение ;. CID = 702, 2017 г.).

Етанолът е най-известният представител на алкохолите. В тази молекула хидроксилната група е в крайния въглерод, което води до висока поляризация на молекулата.

Следователно, етанолът може да образува силни взаимодействия, като водородни връзки и дипол-диполно взаимодействие. Във вода етанолът се смесва и взаимодействията между двете течности са толкова високи, че предизвикват смес, известна като азеотроп, с характеристики, различни от двете компоненти..

Ацетил хлорид и бромид реагират бурно с етанол или вода. Смеси от алкохоли с концентрирана сярна киселина и силен водороден пероксид могат да причинят експлозии. Също така смеси от етилов алкохол с концентриран водороден пероксид образуват мощни експлозиви.

Алкил хипохлорите са силни експлозиви. Те се получават лесно чрез взаимодействие на хипохлорна киселина и алкохоли във воден разтвор или смесени разтвори на воден тетрахлорметан.

Хлор плюс алкохоли също произвеждат алкил хипохлорити. Те се разлагат на студа и експлодират при излагане на слънчева светлина или топлина. Третичните хипохлорити са по-малко нестабилни от вторичните или първичните хипохлорити.

Изоцианатните реакции с базично катализирани алкохоли трябва да се провеждат в инертни разтворители. Такива реакции при липса на разтворители често се случват при експлозивно насилие (ДЕНАТУРИРАН АЛКОХОЛ, 2016).

Реактивност и опасности

Етиловият алкохол се класифицира като стабилно, летливо и лесно запалимо съединение. Лесно ще се възпламени от топлина, искри или пламъци. Парите могат да образуват експлозивни смеси с въздуха. Те могат да пътуват до източника на запалване и обратно.

Повечето пари са по-тежки от въздуха. Те ще се разпространяват по земята и ще се събират в ниски или затворени зони (канализация, мазета, резервоари). Съществува опасност от експлозия на пара в закрити помещения, на открито или в канали. Контейнерите могат да експлодират при нагряване.

Етанолът е токсичен при поглъщане в големи количества или в големи концентрации. Действа върху централната нервна система като депресант и диуретик. Той също дразни очите и носа.

Той е лесно запалим и реагира бурно с пероксиди, ацетилхлорид и ацетилбромид. При контакт с платинови катализатори може да се запали.

Симптомите при вдишване са кашлица, главоболие, умора, сънливост. Той може да произведе суха кожа. Ако веществото влезе в контакт с очите, това ще доведе до зачервяване, болка или усещане за парене. При поглъщане тя предизвиква усещане за парене, главоболие, объркване, замаяност и безсъзнание (IPCS, S.F.).

очи

Ако съединението влезе в контакт с очите, контактните лещи трябва да се проверят и отстранят. Очите трябва да се измият незабавно с обилно количество вода в продължение на най-малко 15 минути със студена вода.

кожа

В случай на контакт с кожата, засегнатата област трябва незабавно да се изплакне с обилно количество вода в продължение на най-малко 15 минути, докато се отстраняват замърсените дрехи и обувки..

Покрийте раздразнената кожа с омекотяващо средство. Измийте дрехите и обувките, преди да ги използвате отново. Ако контактът е тежък, измийте с дезинфекционен сапун и покрийте кожата, замърсена с антибактериален крем

инхалация

В случай на вдишване, жертвата трябва да се премести на хладно място. Ако не дишате, се прилага изкуствено дишане. Ако дишането е трудно, осигурете кислород.

поглъщане

Ако съединението се погълне, не трябва да се предизвиква повръщане, освен ако не е предписано от медицински персонал. Разхлабете тесните дрехи, като яка, риза или вратовръзка.

Във всички случаи трябва незабавно да се получи медицинска помощ (Информационен лист за безопасност Етилов алкохол 200 Доказателство, 2013).

приложения

медицина

Етанолът се използва в медицината като антисептик. Етанолът убива организмите чрез денатуриране на техните протеини и разтваряне на техните липиди и е ефективен срещу повечето бактерии, гъбички и много вируси. Въпреки това, етанолът е неефективен срещу бактериални спори.

Етанолът може да се прилага като антидот при отравяне с метанол и етилен гликол. Това се дължи на конкурентното инхибиране на ензима, който ги разгражда, наречен алкохолдехидрогеназа.

занимателен

Като депресант на централната нервна система, етанолът е едно от най-консумираните психоактивни вещества.

Количеството на етанол в организма обикновено се определя количествено от съдържанието на алкохол в кръвта, което се приема тук като тегло на етанола на единица обем кръв..

Малките дози етанол, като цяло, предизвикват еуфория и релаксация. Хората, които изпитват тези симптоми, са склонни да говорят и да са по-малко инхибирани и да показват лоша преценка.

При по-високи дози, етанол действа като депресант на централната нервна система, производство прогресивно по-високи дози, нарушена сензорна и моторна функция, намалява познавателната способност, колебания, загуба на съзнание и възможна смърт.

Етанолът обикновено се консумира като лекарство за отдих, особено при общуване. Можете също да видите какви са признаците и симптомите на алкохолизма?

гориво

Най-голяма е употребата на етанол като двигателно гориво и добавка за гориво. Употребата на етанол може да намали зависимостта от нефта и емисиите на парникови газове (EGI) \ t.

Използването на гориво етанол в САЩ се е увеличил драстично от около 1700 милиона галона през 2001 г. до около 13 900 милиона през 2015 г. (САЩ Министерството на енергетиката, S.F.).

Е10 и Е15 са смеси на етанол и бензин. Числото след "Е" показва процента на обем етанол.

Повечето от бензина, продаван в Съединените щати, съдържа до 10% етанол, като количеството варира в зависимост от зоната. Всички производители на автомобили одобряват смеси до E10 в техните бензинови автомобили.

През 1908 г. Хенри Форд проектира своя модел Т, много стара кола, която работи със смес от бензин и алкохол. Форд нарече тази смес горивото на бъдещето.

През 1919 г. етанолът е забранен, защото се счита за алкохолна напитка. Може да се продава само при смесване с масло. Етанолът се използва като гориво отново след приключването на забраната през 1933 г. (управление на енергийната информация в САЩ, S.F.).

Други приложения

Етанолът е важна индустриална съставка. Той има широко приложение като прекурсор на други органични съединения като етилхалогениди, етилови естери, диетилов етер, оцетна киселина и етилови амини.

Етанолът се смесва с вода и е добър разтворител за обща употреба. Намира се в бои, багрила, маркери и продукти за лична хигиена, като изплаквания на устата, парфюми и дезодоранти.

Обаче, полизахаридите се утаяват от водния разтвор в присъствието на алкохол, и утаяването с етанол се използва по тази причина при пречистването на ДНК и РНК..

Поради ниската си точка на топене (-114.14 ° C) и ниската токсичност, етанолът понякога се използва в лаборатории (със сух лед или други хладилни агенти) като охлаждаща баня, за да се съхраняват контейнерите при температури под точката на Замразяване на вода По същата причина тя се използва и като активна течност в алкохолни термометри.

биохимия

Окислението на етанол в организма произвежда количество енергия от 7 kcal / mol, междинно между въглехидрати и мастни киселини. Етанолът произвежда празни калории, което означава, че не осигурява никакъв вид хранителни вещества.

След перорално приложение етанолът се абсорбира бързо в кръвния поток от стомаха и тънките черва и се разпределя в общата вода в тялото..

Тъй като абсорбцията настъпва по-бързо от тънките черва, отколкото от стомаха, забавянето на изпразването на стомаха забавя абсорбцията на етанола. Оттук и концепцията за не пиене на празен стомах.

Повече от 90% от етанола, който влиза в тялото, е напълно окислен до ацеталдехид. Останалата част от етанола се екскретира чрез пот, урина и дишане..

Има три начина, по които тялото метаболизира алкохола. Основният път е чрез ензима алкохолна дехидрогеназа (ADH). ADH се намира в цитоплазмата на клетките. Намира се главно в черния дроб, въпреки че се среща и в стомашно-чревния тракт, бъбреците, носната лигавица, тестисите и матката..

Този ензим зависи от окисления коензим NAD. Той е най-важен за окислението на етанола, тъй като метаболизира между 80 и 100% от погълнатия етанол в черния дроб. Неговата функция е да окислява алкохола до ацеталдехид според реакцията:

СН₃СН₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH + H⁺

Друг начин за метаболизиране на алкохола е чрез каталазния ензим, който използва водороден пероксид за окисляване на алкохола до ацеталдехид по следния начин:

СН₃СН₂OH + H₂О₂ → CH₃CHO + 2H₂О

Този път е ограничен от ниските нива на образуване на Н₂О₂ които се произвеждат при клетъчни условия от ензимите ксантин оксидаза или NADPH-оксидаза.

Третият начин за метаболизиране на алкохола е чрез микрозомалната система на окисление на етанол (SMOE). Това е система за елиминиране на токсични вещества на организма, разположени в черния дроб, съставена от оксидазни ензими със смесена функция на цитохром Р450..

Оксидациите модифицират лекарства и чужди съединения (ксенобиотици) чрез хидроксилиране, правейки ги нетоксични. В конкретния случай на етанол реакцията е:

СН₃СН₂OH + NADPH + H⁺ + О₂ → CH₃CHO + NADP⁺ + 2H₂О

Когато етанолът се превръща в ацеталдехид от тези три ензима, той се окислява до ацетат чрез действието на ензима алдехид дехидрогеназа (ALDH). Този ензим зависи от окисления коензим NAD и реакцията е:

СН₃CHO + NAD + + Н₂O → CH₃СООН + NADH + H⁺

Ацетат се активира с коензим А, за да се получи ацетил СоА. Това влиза в цикъла на Кребс за производство на енергия (Американска национална библиотека по медицина, 2012).

Значението на хидроксилната група в алкохолите

Хидроксилната група е молекула, съставена от кислороден атом и водороден атом.

Това води до молекула, подобна на вода с отрицателен нетен заряд, която се свързва с въглеродната верига.

Тази молекула прави въглеродната верига алкохол. В допълнение, тя осигурява определени общи характеристики на получената молекула.

За разлика от алканите, които са неполярни молекули поради техните въглеродни и водородни вериги, когато хидроксилната група прилепва към веригата, тя придобива способността да бъде разтворима във вода, поради сходството на молекулата на ОН с водата..

Въпреки това, това свойство варира в зависимост от размера на молекулата и позицията на хидроксилната група в въглеродната верига.

Физикохимичните свойства се променят в зависимост от размера на молекулата и разпределението на хидроксилната група, но като цяло алкохолите обикновено са течни с характерен мирис..

препратки

1. ДЕНАТУРИРАН АЛКОХОЛ. (2016 г.). Взето от cameochemicals.noaa.gov.
2. Етилов алкохол Формула. (S.F.). Възстановен от softschools.com.
3. (S.F.). ЕТАНОЛ (ANHYDROUS). Възстановен от inchem.org.
4. Информационен лист за безопасност Етилов алкохол 200 Доказателство. (2013 г., 21 май). Възстановен от sciencelab.com.
5. Национален център за биотехнологична информация. PubChem Compound Database; CID = 702. (2017, 18 март). PubChem Compound Database; CID = 702. Взето от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Кралско химическо дружество. (2015). Етанол. Извлечено от chemspider.com
7. S. отдел на енергетиката. (S.F.). Етанол. Възстановен от fueleconomy.gov.
8. Администриране на енергийната информация. (S.F.). Етанол. Възстановен от eia.gov.
9. С. Национална библиотека по медицина. (2012 г., 20 декември). HSDB: ETHANOL. Извлечено от toxnet.nlm.nih.gov.