ETILO ALKOHOLIS: FORMULĖ, SAVYBĖS, RIZIKA IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Etilo alkoholis , etanolis arba alkoholio, yra organinis cheminis junginys klasės iš alkoholio alkoholių ir yra gaminama mielių arba naftos perdirbimo procesus. Tai yra bespalvis, degus skystis, be to, kad yra psichoaktyvi medžiaga, kaip dezinfekavimo ir antiseptikas, kaip degalų šaltinis švariam degimui, gamybos pramonėje arba kaip cheminis tirpiklis.

Etilo alkoholis yra cheminė formulė yra C ₂ H ₅ OH ir jos Prailginto formulė yra CH ₃ CH ₂ OH. Jis taip pat rašomas kaip EtOH, o IUPAC pavadinimas yra etanolis. Todėl jo cheminiai komponentai yra anglis, hidrogenas ir deguonis. Molekulė sudaryta iš dviejų anglies grandinės (etano), kurioje viena H yra pakeista hidroksilo grupe (-OH). Jo cheminė struktūra pateikta 1 paveiksle.

1 paveikslas: etanolio struktūra

Tai antras paprasčiausias alkoholis. Visi anglies ir deguonies atomai yra sp3, leidę laisvai pasukti molekulės ribas. (Etilo alkoholio formulė, SF).

Etanolio gamtoje galima rasti labai daug, nes jis yra mielių, kaip Saccharomyces cerevisiae, metabolizmo proceso dalis, taip pat jo yra prinokusiuose vaisiuose. Jį taip pat gamina kai kurie augalai per anerobiozę. Jis taip pat rastas kosmose.

Etanolis gali būti gaminamas mielėse fermentuojant cukrų, randamą grūduose, tokiuose kaip kukurūzai, sorgas ir miežiai, taip pat bulvių odas, ryžius, cukranendres, cukrinius runkelius ir kiemo dalis. arba organinės sintezės būdu.

Organinė sintezė atliekama hidrinant etileną, gautą naftos chemijos pramonėje, naudojant katalizatorių sieros arba fosforo rūgštį esant 250–300 ºC:

CH ₂ = CH ₂ + H ₂ O → CH ₃ CH ₂ OH

Etilo alkoholio gamyba

Etanolis, gaunamas fermentuojant cukrų, yra pagrindinis procesas gaminant alkoholinius gėrimus ir biokurą. Jis daugiausia naudojamas tokiose šalyse kaip Brazilija, kur mielės yra naudojamos etanolio biosintezei iš cukranendrių.

Kukurūzai yra pagrindinis etanolio kuro ingredientas JAV. Taip yra dėl jo gausos ir mažos kainos. Cukranendrės ir runkeliai yra labiausiai paplitę ingredientai, naudojami etanoliui gaminti kitose pasaulio vietose.

Kadangi alkoholis sukuriamas fermentuojant cukrų, cukraus pasėliai yra lengviausia ingredientas, paverčiamas alkoholiu. Brazilija, antra pagal dydį degalų etanolio gamintoja pasaulyje, didžiąją dalį savo etanolio gamina iš cukranendrių.

Daugelis Brazilijos automobilių gali važiuoti grynu etanoliu arba benzino ir etanolio mišiniais.

Fizinės ir cheminės savybės

Etanolis yra skaidrus bespalvis skystis, pasižymintis būdingu kvapu ir deginančiu skoniu (Karališkoji chemijos draugija, 2015).

Etilo alkoholio molinė masė yra 46,06 g / mol. Jo lydymosi temperatūra ir virimo temperatūra yra atitinkamai –114 ºC ir 78 ºC. Tai yra lakus skystis, kurio tankis yra 0,789 g / ml. Etilo alkoholis taip pat yra degus ir sukelia mėlyną liepsną be dūmų.

Jis maišosi su vandeniu ir dauguma organinių tirpiklių, tokių kaip acto rūgštis, acetonas, benzenas, anglies tetrachloridas, chloroformas ir eteris.

Įdomus faktas yra tai, kad etanolis taip pat maišosi su alifatiniais tirpikliais, tokiais kaip pentanas ir heksanas, tačiau jo tirpumas priklauso nuo temperatūros (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. PubChem junginių duomenų bazė; CID = 702, 2017).

Etanolis yra geriausiai žinomas alkoholių atstovas. Šioje molekulėje hidroksilo grupė yra ant galinės anglies, todėl molekulė turi didelę poliarizaciją.

Todėl etanolis gali sudaryti stiprią sąveiką, tokią kaip vandenilio ryšys ir dipolio-dipolio sąveika. Vandenyje etanolis maišosi, o abiejų skysčių sąveika yra tokia stipri, kad susidaro mišinys, žinomas kaip azeotropas, turintis skirtingas abiejų komponentų savybes.

Acetilchloridas ir bromidas stipriai reaguoja su etanoliu ar vandeniu. Alkoholio mišiniai su koncentruota sieros rūgštimi ir stipriu vandenilio peroksidu gali sukelti sprogimus. Taip pat etilo alkoholio ir koncentruoto vandenilio peroksido mišiniai sudaro galingus sprogmenis.

Alkilo hipochloritai yra žiaurūs sprogmenys. Jie lengvai gaunami, reaguojant hipochlorinei rūgščiai ir alkoholiams vandeniniame tirpale arba mišriuose vandeninio anglies tetrachlorido tirpaluose.

Chloras ir alkoholiai taip pat sudarytų alkilo hipochloritus. Jie suyra šaltyje ir sprogsta veikiami saulės spindulių ar karščio. Tretiniai hipochloritai yra mažiau nestabilūs nei antriniai arba pirminiai hipochloritai.

Izocianatų reakcija su baziniais katalizuojamais alkoholiais turi būti vykdoma inertiniuose tirpikliuose. Tokios reakcijos, nesant tirpiklių, dažnai įvyksta dėl sprogstamojo smurto (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Reaktingumas ir pavojai

Etilo alkoholis klasifikuojamas kaip stabilus, lakus ir labai degus junginys. Jį lengvai uždegs karštis, kibirkštys ar liepsna. Garai gali sudaryti sprogius mišinius su oru. Jie gali nuvažiuoti iki uždegimo šaltinio ir atgal.

Dauguma garų yra sunkesni už orą. Jie bus paskleisti po žeme ir surinkti žemose ar uždarose vietose (kanalizacijos, rūsiuose, rezervuaruose). Viduje, lauke arba kanalizacijoje kyla garų sprogimo pavojus. Talpyklos gali sprogti.

Etanolis yra toksiškas nurijus didelius kiekius arba didelę koncentraciją. Jis veikia centrinę nervų sistemą kaip depresija ir diuretikas. Tai taip pat dirgina akis ir nosį.

Tai labai degi ir žaibiškai reaguoja su peroksidais, acetilchloridu ir acetilbromidu. Kontaktas su kai kuriais platinos katalizatoriais gali užsidegti.

Įkvėpus simptomai yra kosulys, galvos skausmas, nuovargis, mieguistumas. Tai gali sukelti sausą odą. Jei medžiaga liečiasi su akimis, gali atsirasti paraudimas, skausmas ar deginimo pojūtis. Nurijus, atsiranda deginimo pojūtis, galvos skausmas, sumišimas, galvos svaigimas ir sąmonė (IPCS, SF).

Akys

Jei junginys liečiasi su akimis, kontaktinius lęšius reikia patikrinti ir nuimti. Akys turi būti nedelsiant praplaunamos dideliu vandens kiekiu, bent 15 minučių šaltu vandeniu.

Oda

Patekus ant odos, pažeistą vietą reikia nedelsiant bent 15 minučių nuplauti dideliu kiekiu vandens, nuimant užterštus drabužius ir batus.

Sudirgintą odą uždenkite minkštinamąja priemone. Prieš vėl naudodami, nusiplaukite drabužius ir batus. Jei kontaktas yra sunkus, nuplaukite dezinfekuojančiu muilu ir užterštą odą padenkite antibakteriniu kremu.

Įkvėpus

Įkvėpus auką reikia perkelti į vėsią vietą. Jei nekvėpuojate, atliekamas dirbtinis kvėpavimas. Jei sunku kvėpuoti, duokite deguonies.

Nurijimas

Nurijus junginį, vemti negalima, nebent nurodytų medicinos personalas. Atlaisvinkite aptemptus drabužius, tokius kaip marškinių apykaklė, diržas ar kaklaraištis.

Visais atvejais būtina nedelsiant kreiptis į gydytoją (saugos duomenų lapas Etilo alkoholis, 200 įrodymas, 2013).

Programos

Vaistas

Etanolis medicinoje naudojamas kaip antiseptikas. Etanolis žudo organizmus denaturuodamas jų baltymus ir tirpindamas jų lipidus. Jis yra efektyvus prieš daugumą bakterijų, grybelių ir daugelį virusų. Tačiau etanolis yra neveiksmingas prieš bakterijų sporas.

Etanolį galima skirti kaip priešnuodį apsinuodijus metanoliu ir etilenglikoliu. Taip yra dėl konkurencinio fermento, kuris juos suskaido, vadinamo alkoholio dehidrogenaze, slopinimo.

Poilsis

Etanolis, kaip centrinę nervų sistemą slopinantis vaistas, yra vienas iš plačiausiai naudojamų psichoaktyvių vaistų.

Etanolio kiekį organizme paprastai matuoja alkoholio kiekis kraujyje, kuris čia laikomas etanolio svoriu kraujo tūrio vienete.

Mažos etanolio dozės paprastai sukelia euforiją ir atsipalaidavimą. Žmonės, kurie patiria šiuos simptomus, yra linkę būti kalbantys ir mažiau slopinami, todėl jiems gali būti suteiktas blogas sprendimas.

Didesnėmis dozėmis etanolis veikia kaip centrinę nervų sistemą slopinantis vaistas, todėl palaipsniui didėja dozės, sutrinka jutimo ir motorinė funkcija, sumažėja pažinimas, sustingimas, be sąmonės ir galima mirtis.

Etanolis dažniausiai naudojamas kaip pramoginis narkotikas, ypač bendraujant. Taip pat galite pamatyti, kokie yra alkoholizmo požymiai ir simptomai?

Kuras

Etanolis daugiausia naudojamas kaip variklių degalai ir degalų priedai. Etanolio naudojimas gali sumažinti priklausomybę nuo naftos ir sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų (EGI) išmetimą.

Etanolio kuro sunaudojimas dramatiškai išaugo nuo maždaug 1,7 milijardo galonų 2001 m. Iki maždaug 13,9 milijardo 2015 m. (JAV energetikos departamentas, SF).

E10 ir E15 yra etanolio ir benzino mišiniai. Skaičius po „E“ nurodo etanolio tūrio procentinę dalį.

Didžiojoje dalyje JAV parduodamo benzino yra iki 10% etanolio, kiekis skiriasi pagal plotą. Visi automobilių gamintojai patvirtina, kad benzininiuose automobiliuose yra mišinių iki E10.

1908 m. Henris Fordas suprojektavo savo modelį T, labai seną automobilį, kuris važiavo benzino ir alkoholio mišiniu. „Ford“ šį mišinį pavadino ateities degalais.

1919 m. Etanolis buvo uždraustas, nes jis buvo laikomas alkoholiniu gėrimu. Jis galėjo būti parduodamas tik sumaišius su aliejumi. Etanolis vėl buvo naudojamas kaip kuras po to, kai draudimas baigėsi 1933 m. (JAV energetikos informacijos administracija, SF).

Kiti naudojimo būdai

Etanolis yra svarbus pramonės ingredientas. Jis plačiai naudojamas kaip kitų organinių junginių, tokių kaip etilo halogenidai, etilo esteriai, dietilo eteris, acto rūgštis ir etilo aminai, pirmtakas.

Etanolis maišosi su vandeniu ir yra geras bendrosios paskirties tirpiklis. Jo yra dažuose, dėmėse, žymekliuose ir asmens priežiūros priemonėse, tokiose kaip burnos skalavimo skysčiai, kvepalai ir dezodorantai.

Tačiau polisacharidai iš vandeninio tirpalo nusėda esant alkoholiui, o DNR ir RNR valymui dėl šios priežasties naudojami etanolio krituliai.

Dėl žemos lydymosi temperatūros (-114,14 ° C) ir mažo toksiškumo, etanolis kartais naudojamas laboratorijose (su sausu ledu ar kitais šaltnešiais) kaip aušinimo vonia, kad talpyklos būtų laikomos žemesnėje nei taško temperatūra. vandens užšalimas. Dėl tos pačios priežasties jis taip pat naudojamas kaip aktyvus skystis alkoholio termometruose.

Biochemija

Etanolio oksidacija organizme sukuria 7 kcal / mol energijos, tarpinės tarp angliavandenių ir riebalų rūgščių. Etanolis gamina tuščias kalorijas, o tai reiškia, kad jis nepateikia jokios rūšies maistinių medžiagų.

Išgertas etanolis greitai absorbuojamas į kraują iš skrandžio ir plonosios žarnos ir pasiskirsto viso kūno vandenyje.

Kadangi absorbcija vyksta iš plonosios žarnos greičiau nei iš skrandžio, skrandžio ištuštinimas vėluoja etanolio absorbciją. Taigi sąvoka negerti tuščiu skrandžiu.

Daugiau nei 90% į organizmą patenkančio etanolio yra visiškai oksiduojami į acetaldehidą. Likęs etanolio kiekis išsiskiria per prakaitą, šlapimą ir kvėpuojant.

Yra trys būdai, kaip organizmas metabolizuoja alkoholį. Pagrindinis kelias vyksta per fermentą alkoholio dehidrogenazę (ADH). ADH yra ląstelių citoplazmoje. Pirmiausia jis randamas kepenyse, nors taip pat randamas virškinimo trakte, inkstuose, nosies gleivinėje, sėklidėse ir gimdoje.

Šis fermentas priklauso nuo oksiduoto koenzimo NAD. Tai yra svarbiausia oksidacijos metu etanolyje, nes kepenyse jis metabolizuoja nuo 80 iki 100% suvartoto etanolio. Jo funkcija yra alkoholį oksiduoti iki acetaldehido pagal reakciją:

CH ₃ CH ₂ OH + NAD ⁺ → CH ₃ CHO + NADH + H ⁺

Kitas būdas metabolizuoti alkoholį yra per fermentą katalazę, kuris naudoja vandenilio peroksidą oksiduodamas alkoholį į acetaldehidą tokiu būdu:

CH ₃ CH ₂ OH + H ₂ O ₂ → CH ₃ CHO + 2H ₂ O

Šį kelią riboja žemi H ₂ O ₂ susidarymo greičiai, kuriuos ląstelėse gamina fermentai ksantino oksidazė arba NADPH oksidazė.

Trečiasis alkoholio apykaitos būdas yra per mikrosominę etanolio oksidacijos sistemą (SMOE). Tai yra toksinių medžiagų pašalinimo iš kepenyse esančio organizmo sistema, susidedanti iš citochromo P450 mišrių funkcijų oksidazės fermentų.

Oksidacijos metu vaistai ir pašaliniai junginiai (ksenobiotikai) keičiasi hidroksilinant, todėl jie nėra toksiški. Konkrečiu etanolio atveju reakcija yra:

CH ₃ CH ₂ OH + NADPH + H ⁺ + O ₂ → CH ₃ CHO + NADP ⁺ + 2H ₂ O

Kai šie trys fermentai etanolį paverčia acetaldehidu, jis oksiduojamas į acetatą veikiant fermentui aldehido dehidrogenazei (ALDH). Šis fermentas priklauso nuo oksiduoto kofermento NAD, o reakcija yra:

CH ₃ CHO + NAD + + H ₂ O → CH ₃ COOH + NADH + H ⁺

Acetatas aktyvuojamas su koenzimu A, kad būtų gautas acetilkoA. Tai patenka į Krebs energijos gamybos ciklą (JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 2012).

Hidroksilo grupės svarba alkoholiuose

Hidroksilo grupė yra molekulė, sudaryta iš deguonies ir vandenilio atomų.

Dėl to susidaro į vandenį panaši molekulė, kurios grynasis neigiamas krūvis jungiasi prie anglies grandinės.

Ši molekulė daro anglies grandinę alkoholiu. Be to, jis suteikia tam tikras bendrąsias gautos molekulės savybes.

Priešingai nei alkanai, kurie dėl savo anglies ir vandenilio grandinių yra nepolinės molekulės, hidroksilo grupė, prilipusi prie grandinės, įgyja gebėjimą būti tirpi vandenyje dėl OH molekulės panašumo į vandenį.

Tačiau ši savybė skiriasi priklausomai nuo molekulės dydžio ir hidroksilo grupės padėties anglies grandinėje.

Fizikinės ir cheminės savybės keičiasi priklausomai nuo molekulės dydžio ir hidroksilo grupės pasiskirstymo, tačiau paprastai alkoholiai paprastai yra skysti, būdingi kvapu.

Nuorodos

1. Denatūruotas alkoholis. (2016). Atsigavo po kameocheminių medžiagų.noaa.gov.
2. Etilo alkoholio formulė. (SF). Atkurta iš softschools.com.
3. (SF). ETANOLIS (ANHIDROUS). Atkurta iš inchem.org.
4. Medžiagos saugos duomenų lapas Etilo alkoholis 200 įrodymas. (2013 m. Gegužės 21 d.). Atgauta iš mokslolab.com.
5. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 702. (2017 m. Kovo 18 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 702. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Karališkoji chemijos draugija. (2015). Etanolis. Atgauta iš chemspider.com
7. S. energetikos skyrius. (SF). Etanolis. Susigrąžinta iš fueleconomy.gov.
8. S. energijos informacijos administravimas. (SF). Etanolis. Susigrąžinta iš eia.gov.
9. S. Nacionalinė medicinos biblioteka. (2012 m. Gruodžio 20 d.). HSDB: ETANOLAS. Atkurta iš toxnet.nlm.nih.gov.