Etyylialkoholin kaava, ominaisuudet, riskit ja käyttötavat

etyylialkoholi, Etanoli tai alkoholi on orgaanisten kemikaalien yhdistelmä, joka on alkoholijuomien luokassa ja joka on valmistettu hiivasta tai petrokemiallisista prosesseista. Se on väritön, syttyvä neste ja sen lisäksi, että se on psykoaktiivinen aine desinfiointiaineena ja antiseptisenä aineena puhtaan polttonesteen lähteenä valmistusteollisuudessa tai kemiallisena liuottimena.

Etyylialkoholin kemiallinen kaava on C₂H₅OH ja sen laajennettu kaava on CH₃CH₂OH. Se on myös kirjoitettu EtOH: ksi ja nimi IUPAC on etanoli. Siksi sen kemialliset komponentit ovat hiili, hydrogyninen ja happi. Molekyyli muodostuu kahden hiilen (etaanin) ketjusta, jossa H on korvattu hydroksyyliryhmällä (-OH). Sen kemiallinen rakenne on esitetty kuvassa 1.

Se on toinen yksinkertaisin alkoholi. Kaikki hiili- ja happiatomit ovat sp3, jotka mahdollistavat molekyylien rajojen vapaan kiertämisen. (Etyylialkoholi Formula, S.F.).

Etanolia voidaan löytää laajalti luonnossa, koska se on osa hiivan aineenvaihduntaprosessia Saccharomyces cerevisiae, Se on myös kypsissä hedelmissä. Se on myös tuotettu joidenkin kasvien kautta anerobiosis. Se on myös löydetty ulkoavaruudesta.

Etanolia voidaan valmistaa hiivalla käyttämällä sokereita, joita esiintyy jyvissä, kuten maississa, sorrassa ja ohrassa, sekä perunan, riisin, sokeriruo'on, sokerijuurikkaan ja telakan koristeiden nahat; tai orgaanisella synteesillä.

Orgaaninen synteesi suoritetaan hydrolysoimalla petrokemian teollisuudessa saatu eteeni ja käyttämällä rikkihappoa tai fosforihappoa katalysaattorina 250-300 ° C: ssa:

CH₂= CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH

indeksi

• 1 Etyylialkoholin tuotanto
• 2 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
• 3 Reaktiivisuus ja vaarat
  • 3.1 Silmät
  • 3.2 Iho
  • 3.3 Hengitys
  • 3.4 Nieleminen
• 4 Käyttö
  • 4.1 Lääketiede
  • 4.2 Virkistys
  • 4.3 Polttoaine
  • 4.4 Muut käyttötarkoitukset
• 5 Biokemia
• 6 Hydroksyyliryhmän merkitys alkoholeissa
• 7 Viitteet

Etyylialkoholin tuotanto

Sokerien fermentoinnista peräisin oleva etanoli on pääasiallinen prosessi alkoholijuomien ja biopolttoaineiden tuottamiseksi. Sitä käytetään pääasiassa maissa, kuten Brasiliassa, jossa hiivaa käytetään sokeriruokojen etanolin biosynteesiin.

Maissi on etanolin tärkein ainesosa polttoaineena Yhdysvalloissa. Tämä johtuu sen runsaudesta ja alhaisesta hinnasta. Sokeriruoko ja sokerijuurikkaat ovat yleisimpiä ainesosia, joita käytetään etanolin valmistukseen muualla maailmassa.

Koska alkoholi syntyy sokerin fermentoinnista, sokeriviljelmät ovat helpoimpia ainesosia, jotka muuttuvat alkoholiksi. Brasilia, maailman toiseksi suurin polttoaineetanolin tuottaja, tuottaa suurimman osan etanolista sokeriruokosta.

Useimmat Brasilian autot pystyvät käyttämään puhdasta etanolia tai bensiinin ja etanolin seosta.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Etanoli on kirkas, väritön neste, jolla on ominainen haju ja polttava maku (Royal Society of Chemistry, 2015).

Etyylialkoholin moolimassa on 46,06 g / mol. Sen sulamis- ja kiehumispiste on -114 ° C ja 78 ° C. Se on haihtuva neste ja sen tiheys on 0,789 g / ml. Etyylialkoholi on myös syttyvä ja tuottaa sinistä liekkiä ilman savua.

Se sekoittuu veteen ja useimpiin orgaanisiin liuottimiin, kuten etikkahappoon, asetoniin, bentseeniin, hiilitetrakloridiin, kloroformiin ja eetteriin.

Mielenkiintoista on se, että etanoli sekoittuu myös alifaattisiin liuottimiin, kuten pentaaniin ja heksaaniin, mutta sen liukoisuus riippuu lämpötilasta (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database, CID = 702, 2017).

Etanoli on tunnetuin alkoholien edustaja. Tässä molekyylissä hydroksyyliryhmä on päätehiilessä, mistä seuraa molekyylin korkea polarisaatio.

Näin ollen etanoli voi muodostaa vahvoja vuorovaikutuksia, kuten vety- sidoksia ja dipoli-dipoli-vuorovaikutusta. Vedessä etanoli on sekoittuva ja näiden kahden nesteen välinen vuorovaikutus on niin suuri, että ne aiheuttavat seoksen, joka tunnetaan atseotrooppina ja joiden ominaisuudet poikkeavat kahdesta komponentista.

Asetyylikloridi ja bromidi reagoivat voimakkaasti etanolin tai veden kanssa. Alkoholien seokset väkevän rikkihapon ja vahvan vetyperoksidin kanssa voivat aiheuttaa räjähdyksiä. Myös etyylialkoholin ja väkevän vetyperoksidin seokset muodostavat tehokkaita räjähteitä.

Alkyylihypokloriitit ovat väkivaltaisia ​​räjähteitä. Ne saadaan helposti aikaan saattamalla hypokloorihappo ja alkoholit reagoimaan vesipitoisessa liuoksessa tai vesipitoisen tetrakloridin vesiliuoksessa.

Kloori plus alkoholit tuottavat myös alkyylipypokloriitteja. Ne hajoavat kylmässä ja räjähtävät altistettaessa auringonvalolle tai lämmölle. Tertiääriset hypokloriitit ovat vähemmän epävakaita kuin sekundääriset tai primaariset hypokloriitit.

Isosyanaattireaktiot emäksellä katalysoiduilla alkoholeilla tulisi suorittaa inertteissä liuottimissa. Tällaisia ​​reaktioita ilman liuottimia esiintyy usein räjähdysvaarallisella väkivallalla (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Reaktiivisuus ja vaarat

Etyylialkoholi luokitellaan stabiiliksi, haihtuvaksi ja helposti syttyväksi yhdisteeksi. Lämpö, ​​kipinät tai liekit syttyvät helposti. Höyryt voivat muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa. Nämä voivat kulkea sytytyslähteeseen ja varmuuskopioida.

Useimmat höyryt ovat raskaampia kuin ilma. Ne leviävät maata pitkin ja ne kerätään matalissa tai suljetuissa tiloissa (viemäreissä, kellareissa, säiliöissä). On olemassa höyryräjähdyksen vaara sisätiloissa, ulkona tai viemäreissä. Säiliöt voivat räjähtää kuumennettaessa.

Etanoli on myrkyllistä, kun sitä nautitaan suurina määrinä tai suurina pitoisuuksina. Se vaikuttaa keskushermostoon masennuslääkkeenä ja diureettina. Se ärsyttää myös silmiä ja nenää.

Se on erittäin helposti syttyvää ja reagoi voimakkaasti peroksidien, asetyylikloridin ja asetyylibromidin kanssa. Kun se joutuu kosketuksiin joidenkin platina-katalyyttien kanssa, se voi syttyä.

Oireet hengitettynä ovat yskä, päänsärky, väsymys, uneliaisuus. Se voi tuottaa kuivaa ihoa. Jos aine joutuu kosketuksiin silmien kanssa, se aiheuttaa punoitusta, kipua tai polttavaa tunnetta. Nieleminen aiheuttaa polttavan tunteen, päänsärky, sekavuus, huimaus ja tajuttomuus (IPCS, S.F.).

katse

Jos yhdiste joutuu kosketuksiin silmien kanssa, piilolinssit on tarkastettava ja poistettava. Silmät on pestävä välittömästi runsaalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan kylmällä vedellä.

iho

Jos iho joutuu kosketuksiin ihon kanssa, huuhdeltava alue on huuhdeltava välittömästi runsaalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan, samalla kun poistetaan saastuneet vaatteet ja kengät..

Peitä ärsytetty iho pehmittävällä aineella. Pese vaatteet ja kengät ennen niiden uudelleenkäyttöä. Jos kosketus on vakava, pese se desinfiointiaineella ja peitä ihon saastunut antibakteerinen kerma

hengitysteitse

Hengittämisen yhteydessä uhri on siirrettävä viileään paikkaan. Jos et hengitä, annetaan keinotekoinen hengitys. Jos hengitys on vaikeaa, anna happea.

nieleminen

Jos yhdiste on nielty, oksentelua ei saa aiheuttaa, ellei lääkintähenkilöstö sitä ohjaa. Löysää tiukat vaatteet, kuten paita kaulus, vyö tai solmio.

Kaikissa tapauksissa lääkärin hoito on saatava välittömästi (käyttöturvallisuustiedote etyylialkoholi 200 todistus, 2013).

sovellukset

lääketiede

Etanolia käytetään lääketieteessä antiseptisenä aineena. Etanoli tappaa organismeja denaturoimalla proteiinit ja liuottamalla niiden lipidit ja tehokkaasti useimpiin bakteereihin, sieniin ja moniin viruksiin. Etanoli on kuitenkin tehotonta bakteeri-itiöitä vastaan.

Etanolia voidaan antaa vastalääkkeenä metanolille ja etyleeniglykolimyrkytykselle. Tämä johtuu entsyymin kilpailevasta inhiboinnista, joka heikkenee niitä alkoholidehydrogenaasiksi.

virkistystarkoituksiin

Keskushermoston masennuslääkkeeksi etanoli on yksi eniten kulutetuista psykoaktiivisista lääkkeistä.

Etanolin määrä kehossa määräytyy tyypillisesti veren alkoholipitoisuuden mukaan, joka on tässä etanolin paino veren tilavuusyksikköä kohti..

Etanolin pienet annokset tuottavat yleensä euforiaa ja rentoutumista. Ihmiset, jotka kokevat näitä oireita, ovat yleensä puhuttavia ja vähemmän estyneitä, ja ne voivat näyttää huonolta.

Suuremmilla annoksilla etanoli toimii keskushermoston masennuslääkkeenä, joka tuottaa asteittain suurempia annoksia, heikentää aistien ja moottorin toimintaa, heikentää kognitiota, tunkeutumista, tajuttomuutta ja mahdollista kuolemaa.

Etanolia käytetään yleisesti virkistyslääkkeinä, varsinkin kun seurustellaan. Voit myös nähdä, mitkä ovat alkoholismin merkit ja oireet?

polttoaine

Etanolin suurin käyttö on moottoripolttoaineena ja polttoaineen lisäaineena. Etanolin käyttö voi vähentää riippuvuutta öljystä ja kasvihuonekaasupäästöistä (EGI).

Etanolipolttoaineen käyttö Yhdysvalloissa on kasvanut dramaattisesti noin 1 700 miljoonasta gallonasta vuonna 2001 noin 13 900 miljoonaan vuonna 2015 (Yhdysvaltain energiaosasto, S.F.)..

E10 ja E15 ovat etanolin ja bensiinin seoksia. "E": n jälkeinen numero osoittaa etanolipitoisuuden tilavuuden mukaan.

Suurin osa Yhdysvalloissa myydystä bensiinistä sisältää jopa 10% etanolia, määrä vaihtelee alueittain. Kaikki autovalmistajat hyväksyvät E10-seokset niiden bensiinimoottoreihin.

Vuonna 1908 Henry Ford suunnitteli mallinsa T, hyvin vanhan auton, joka toimi bensiinin ja alkoholin seoksella. Ford kutsui tätä seosta tulevaisuuden polttoaineeksi.

Vuonna 1919 etanoli kiellettiin, koska sitä pidettiin alkoholijuomana. Sitä voidaan myydä vain, kun se sekoitettiin öljyn kanssa. Etanolia käytettiin polttoaineena uudelleen vuonna 1933 päättyneen kiellon jälkeen (US Energy Information Administration, S.F.).

Muut käyttötarkoitukset

Etanoli on tärkeä teollinen ainesosa. Sillä on laaja käyttö muiden orgaanisten yhdisteiden, kuten etyylihalogenidien, etyyliestereiden, dietyylieetterin, etikkahapon ja etyyliamiinien, esiasteena.

Etanoli sekoittuu veteen ja on hyvä liuotin yleiseen käyttöön. Löydetty maaleista, väriaineista, markkereista ja henkilökohtaisista hygieniatuotteista, kuten suuhuuhteluista, hajusteista ja deodoranteista.

Polysakkaridit saostuvat kuitenkin vesiliuoksesta alkoholin läsnä ollessa, ja tästä syystä käytetään saostusta etanolilla DNA: n ja RNA: n puhdistuksessa..

Matalan sulamispisteen (-114,14 ° C) ja alhaisen myrkyllisyyden takia etanolia käytetään joskus laboratorioissa (kuivajäässä tai muissa kylmäaineissa) jäähdytyskylpynä säilyttämään astiat lämpötilassa, joka on alle Veden jäädyttäminen Samasta syystä sitä käytetään myös aktiivisena nesteenä alkoholilämpömittareissa.

biokemia

Etanolin hapettuminen elimistössä tuottaa energiaa 7 kcal / mol, hiilihydraattien ja rasvahappojen välissä. Etanoli tuottaa tyhjiä kaloreita, mikä tarkoittaa, että se ei tarjoa minkäänlaista ravintoainetta.

Suun kautta annostelun jälkeen etanoli imeytyy nopeasti verenkiertoon mahalaukusta ja ohutsuolesta ja jakautuu koko kehon veteen..

Koska imeytyminen tapahtuu nopeammin ohutsuolesta kuin mahalaukusta, mahalaukun tyhjentyminen viivästyttää etanolin imeytymistä. Näin ollen käsite olla juominen tyhjään vatsaan.

Yli 90% kehoon saapuvasta etanolista hapetetaan täysin asetaldehydiksi. Loput etanolista erittyy hiki, virtsa ja hengitys (hengitys).

Elimistössä on kolme tapaa metaboloida alkoholia. Tärkein reitti on alkoholidehydrogenaasin (ADH) entsyymin kautta. ADH sijaitsee solujen sytoplasmassa. Sitä esiintyy pääasiassa maksassa, vaikka se esiintyy myös ruoansulatuskanavassa, munuaisissa, nenän limakalvoissa, kiveksissä ja kohdussa..

Tämä entsyymi on riippuvainen hapetetusta koentsyymistä NAD. Se on tärkein etanolin hapetuksessa, koska se metaboloituu maksassa 80 - 100% nautittavasta etanolista. Sen tehtävänä on hapettaa alkoholi asetaldehydiksi reaktion mukaan:

CH₃CH₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH + H⁺

Toinen tapa metaboloida alkoholi on katalaasientsyymin kautta, joka käyttää vetyperoksidia alkoholin hapettamiseksi asetaldehydiksi seuraavalla tavalla:

CH₃CH₂OH + H₂O₂ → CH₃CHO + 2H₂O

Tätä polkua rajoittavat alhaiset H-generaatioprosentit₂O₂ jotka on tuotettu solujen olosuhteissa ksantiinioksidaasin tai NADPH-oksidaasin entsyymien avulla.

Kolmas tapa alkoholin metabolisoimiseksi on etanolin (SMOE) mikrosomaalisen järjestelmän kautta. Se on järjestelmä, joka eliminoi maksassa olevien organismien myrkylliset aineet, jotka muodostuvat sytokromi P450: n sekoitusfunktioiden oksidaaseista..

Hapettumalla hapetukset muuttavat lääkkeitä ja vieraita yhdisteitä (ksenobiootteja), jolloin ne ovat myrkyttömiä. Erityisessä etanolin tapauksessa reaktio on:

CH₃CH₂OH + NADPH + H⁺ + O₂ → CH₃CHO + NADP⁺ + 2H₂O

Kun nämä kolme entsyymiä muutetaan etanoliksi asetaldehydiksi, se hapetetaan asetaatiksi aldehydidehydrogenaasin (ALDH) entsyymin vaikutuksesta. Tämä entsyymi on riippuvainen hapetetusta koentsyymistä NAD ja reaktio on:

CH₃CHO + NAD + + H₂O → CH₃COOH + NADH + H⁺

Asetaatti aktivoidaan koentsyymi A: lla, jolloin saadaan asetyyli-CoA. Tämä siirtyy energiantuotannon Krebs-sykliin (US National Library of Medicine, 2012).

Hydroksyyliryhmän merkitys alkoholeissa

Hydroksyyliryhmä on molekyyli, joka koostuu happiatomista ja vetyatomista.

Tämä johtaa molekyyliin, joka on samanlainen kuin vesi, jolla on negatiivinen nettovara, joka sitoutuu hiiliketjuun.

Tämä molekyyli tekee hiiliketjusta alkoholin. Lisäksi se tuottaa tietyt yleiset ominaisuudet saadulle molekyylille.

Toisin kuin alkaaneilla, jotka ovat hiili- ja vetyketjujensa vuoksi ei-polaarisia molekyylejä, kun hydroksyyliryhmä tarttuu ketjuun, se saa kyvyn olla vesiliukoinen, koska OH-molekyyli on samankaltainen veden kanssa.

Tämä ominaisuus vaihtelee kuitenkin riippuen molekyylin koosta ja hydroksyyliryhmän sijainnista hiiliketjussa.

Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet muuttuvat riippuen molekyylin koosta ja hydroksyyliryhmän jakautumisesta, mutta yleisesti alkoholit ovat yleensä nestettä, jolla on tyypillinen haju.

viittaukset

1. ALKOHOLI TARKOITETTU. (2016). Haettu osoitteesta cameochemicals.noaa.gov.
2. Etyylialkoholin kaava. (S.F.). Palautettu softschools.comista.
3. (S.F.). ETANOLI (ANHYDROUS). Palautettu inchem.org: sta.
4. Materiaaliturvallisuustiedote Etyylialkoholi 200 Todiste. (2013, 21. toukokuuta). Palautettu sciencelab.comista.
5. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 702. (2017, maaliskuu 18). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 702. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Royal Society of Chemistry. (2015). etanoli. Haettu osoitteesta chemspider.com
7. S. energiaosasto. (S.F.). etanoli. Palautettu polttoaineesta.
8. S. energiainformaation hallinta. (S.F.). etanoli. Palautettu eia.govista.
9. S. National Medicine of Medicine. (2012, 20. joulukuuta). HSDB: ETANOL. Haettu osoitteesta toxnet.nlm.nih.gov.