Formula de alcool etilic, proprietăți, riscuri și utilizări

alcool etilic, etanol sau alcool, este un compus chimic organic din clasa de alcooli constatat în băuturile alcoolice și este produs prin drojdie sau prin procese petrochimice. Este incolor, inflamabil și pe lângă faptul că o substanță psihoactiva, dezinfectant și antiseptic, ca sursă de combustibil de ardere curată, în fabricarea sau solvent lichid chimic.

Formula chimică a alcoolului etilic este C₂H₅OH și formula extinsă este CH₃CH₂OH. Este, de asemenea, scris ca EtOH și numele IUPAC este etanol. Prin urmare, componentele sale chimice sunt carbon, hidrogen și oxigen. Molecula este formată dintr-un lanț cu doi atomi de carbon (etan), în care un H a fost înlocuit cu o grupare hidroxil (-OH). Structura sa chimică este prezentată în figura 1.

Este al doilea alcool simplu. Toți atomii de carbon și oxigen sunt sp3, permițând rotirea liberă a limitelor moleculelor. (Formula de alcool etilic, S.F.).

Etanolul poate fi găsit pe larg în natură, deoarece face parte din procesul metabolic al drojdiilor Saccharomyces cerevisiae, este prezentă și în fructele coapte. Este, de asemenea, produs de unele plante prin anenerobioză. De asemenea, a fost găsit în spațiul cosmic.

Etanolul poate fi obținut prin utilizarea fermentarea drojdiei de zaharuri gasite in cereale, cum ar fi piei de cartofi porumb, sorg și orz, și, orez, trestie de zahăr, sfeclă de zahăr și curățirea grădinilor; sau prin sinteza organică.

Sinteza organică se realizează prin hidratarea etilenei obținută în industria petrochimică și folosind acid sulfuric sau acid fosforic drept catalizator la 250-300 ° C:

CH₂= CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH

index

• 1 Producția de alcool etilic
• 2 Proprietăți fizice și chimice
• 3 Reactivitate și pericole
  • 3.1 Ochii
  • 3.2 Piele
  • 3.3 Inhalare
  • 3.4 Ingerarea
• 4 Utilizări
  • 4.1 Medicină
  • 4.2 Recreere
  • 4.3 Combustibil
  • 4.4 Alte utilizări
• 5 Biochimie
• 6 Importanța grupării hidroxil în alcooli
• 7 Referințe

Productie de alcool etilic

Etanolul din fermentarea zaharurilor este principalul proces de producere a băuturilor alcoolice și a biocombustibililor. Se utilizează în principal în țări precum Brazilia, unde drojdia este utilizată pentru biosinteza etanolului din trestie de zahăr.

Porumbul este principalul ingredient al etanolului drept combustibil în Statele Unite. Acest lucru se datorează abundenței sale și prețului scăzut. Zahărul și sfecla sunt cele mai comune ingrediente folosite pentru fabricarea etanolului în alte părți ale lumii.

Deoarece alcoolul este creat prin fermentarea zahărului, culturile de zahăr sunt cele mai ușoare ingrediente pentru a deveni alcool. Brazilia, al doilea producător mondial de etanol, produce cea mai mare parte a etanolului din trestia de zahăr.

Cele mai multe mașini din Brazilia sunt capabile să curgă pe etanol pur sau într-un amestec de benzină și etanol.

Proprietăți fizice și chimice

Etanolul este un lichid limpede, incolor, cu un miros caracteristic și un gust arzător (Societatea Regală de Chimie, 2015).

Masa molară a alcoolului etilic este de 46,06 g / mol. Punctul de topire și punctul de fierbere sunt -114 ° C și, respectiv, 78 ° C. Este un lichid volatil și densitatea acestuia este de 0,789 g / ml. Alcoolul etilic este, de asemenea, inflamabil și produce o flacără albastră fără fum.

Este amestecabil cu apa si in majoritatea solventilor organici cum ar fi acidul acetic, acetona, benzenul, tetraclorura de carbon, cloroformul si eterul.

Un fapt interesant este faptul că etanolul este miscibil în solvenți alifatici, cum ar fi pentan și hexan, dar solubilitatea sa depinde de temperatura (Centrul National pentru Biotechnology Information Database Extract Compus ;. CID = 702, 2017).

Etanolul este cel mai cunoscut reprezentant al alcoolilor. În această moleculă, gruparea hidroxil este pe un carbon terminal, rezultând o polarizare ridicată a moleculei.

În consecință, etanolul poate forma interacțiuni puternice, cum ar fi legăturile de hidrogen și interacțiunea dipol-dipol. In apa, etanolul este miscibil și interacțiunile dintre cele două lichide sunt atât de mari, ceea ce duce la un amestec cunoscut sub numele de azeotrop cu caracteristici diferite față de cele două componente.

Clorura de acetil și bromura reacționează violent cu etanol sau apă. Amestecurile de alcooli cu acid sulfuric concentrat și peroxid de hidrogen puternic pot provoca explozii. De asemenea, amestecurile de alcool etilic cu peroxid de hidrogen concentrat formează explozivi puternici.

Alchil hipocloriturile sunt explozivi violenți. Acestea sunt ușor de obținut prin reacția acidului hipocloros și a alcoolilor în soluție apoasă sau în soluții amestecate de tetraclorură de carbon apoasă.

Clorul și alcoolii ar produce, de asemenea, hipoclorit de alchil. Se descompun în frig și explodează când este expus la lumina soarelui sau la căldură.Hipocloritul terțiar este mai puțin instabil decât hipocloritul secundar sau primar.

Reacțiile de izocianat cu alcooli catalizați de bază ar trebui efectuate în solvenți inerți. Astfel de reacții în absența solvenților apar deseori cu violență explozivă (ALCOHOL DENATURAT, 2016).

Reactivitate și pericole

Alcoolul etilic este clasificat ca un compus stabil, volatil și foarte inflamabil. Acesta va fi ușor aprins de căldură, scântei sau flăcări. Vaporii pot forma amestecuri explozive cu aerul. Acestea pot călători la sursa de aprindere și pot face backup.

Cele mai multe vapori sunt mai grele decât aerul. Se vor răspândi de-a lungul pământului și vor fi colectate în zone joase sau limitate (canale, subsoluri, rezervoare). Există pericolul exploziei cu aburi în interior, în exterior sau în canale. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite.

Etanolul este toxic când este ingerat în cantități mari sau în concentrații mari. Acționează asupra sistemului nervos central ca un deprimant și diuretic. De asemenea, este iritant pentru ochi și nas.

Este foarte inflamabil și reacționează violent cu peroxizii, clorura de acetil și bromura de acetil. Când se află în contact cu niște catalizatori de platină se pot aprinde.

Simptomele în cazul inhalării sunt tuse, cefalee, oboseală, somnolență. Poate produce piele uscată. Dacă substanța intră în contact cu ochii, va produce roșeață, durere sau senzație de arsură. În cazul în care cauzele ingerat senzație de arsură, dureri de cap, confuzie, amețeli și inconștiență (IPCS, S.F.).

ochi

Dacă compusul intră în contact cu ochii, lentilele de contact trebuie verificate și îndepărtate. Ochii trebuie spălați imediat cu multă apă timp de cel puțin 15 minute cu apă rece.

piele

În cazul contactului cu pielea, zona afectată trebuie clătită imediat cu multă apă timp de cel puțin 15 minute, în timp ce se îndepărtează îmbrăcămintea și încălțămintea contaminate.

Acoperiti pielea iritata cu un emolient. Spălați hainele și încălțămintea înainte de al reutiliza. Dacă contactul este sever, spălați-l cu un săpun dezinfectant și acoperiți pielea contaminată cu o cremă anti-bacteriană

inhalare

În cazul inhalării, victima trebuie mutată într-un loc răcoros. Dacă nu respirați, este dată respirația artificială. Dacă respirația este dificilă, furnizați oxigen.

ingerare

În cazul în care compusul este înghițit, vărsăturile nu trebuie induse decât dacă sunt îndrumate de personalul medical. Slăbiți îmbrăcămintea strânsă, cum ar fi gulerul cămășii, centura sau cravată

În toate cazurile, trebuie să se obțină imediat asistență medicală (fișa tehnică de siguranță a produsului Alcool etilic 200 Proof, 2013).

aplicații

medicină

Etanolul este utilizat în medicină ca antiseptic. Etanolul ucide organismele prin denaturarea proteinelor și dizolvarea lipidelor și este eficient împotriva majorității bacteriilor, fungiilor și multor viruși. Totuși, etanolul este ineficient față de sporii bacterieni.

Etanolul poate fi administrat ca un antidot la intoxicația cu metanol și etilenglicol. Acest lucru se datorează inhibării competitive a enzimei care le degradează denumită alcool dehidrogenază.

recreativ

Ca deprimant al sistemului nervos central, etanolul este unul dintre cele mai consumate medicamente psihoactive.

Cantitatea de etanol din organism este în mod tipic cuantificată prin conținutul de alcool din sânge, care este luat aici ca greutatea etanolului pe unitatea de volum de sânge.

Dozele mici de etanol, în general, produc euforie și relaxare. Persoanele care experimentează aceste simptome tind să fie vorbărete și mai puțin inhibate și pot avea o judecată slabă.

La doze mai mari, etanolul actioneaza ca un depresant al sistemului nervos central, producând progresiv doze mai mari, afectarea funcției senzoriale și motorii, scăderea cogniției, eșalonarea, pierderea cunoștinței și posibila moarte.

Etanolul este consumat în mod obișnuit ca un medicament recreațional, în special în timpul socializării. De asemenea, puteți vedea care sunt semnele și simptomele alcoolismului?

combustibil

Cea mai mare utilizare a etanolului este ca un motor de combustibil și un aditiv de combustibil. Utilizarea etanolului poate reduce dependența de emisiile de petrol și gaze cu efect de seră (GES).

Utilizarea etanolului combustibil în Statele Unite a crescut dramatic de la aproximativ 1.700 de milioane de galoane în 2001 la aproximativ 13.900 milioane în 2015 (Departamentul de Energie al SUA, S.F.).

E10 și E15 sunt amestecuri de etanol și benzină. Numărul după "E" indică procentajul de etanol din volum.

Majoritatea benzinei vândute în Statele Unite conține până la 10% etanol, suma variază în funcție de zonă. Toți producătorii de automobile aprobă amestecuri de până la E10 în mașinile lor pe benzină.

În 1908, Henry Ford și-a proiectat modelul T, o mașină foarte veche, care a lucrat cu un amestec de benzină și alcool. Ford a numit acest amestec combustibilul viitorului.

În 1919, etanolul a fost interzis deoarece era considerat o băutură alcoolică. Poate fi vândut numai când este amestecat cu ulei.Etanolul a fost folosit ca combustibil din nou după ce interzicerea sa încheiat în 1933 (Administrarea informației energetice din S.U.A., S.F.).

Alte utilizări

Etanolul este un important ingredient industrial. Are o utilizare largă ca precursor al altor compuși organici, cum ar fi halogenuri de etil, esteri etilic, dietil eter, acid acetic și etil amine.

Etanolul este miscibil cu apa si este un bun solvent pentru uz general. Se găsește în vopsele, coloranți, markeri și produse de îngrijire personală, cum ar fi clătiri, parfumuri și deodorante.

Cu toate acestea, polizaharidele se precipită din soluția apoasă în prezența alcoolului și precipitarea cu etanol se utilizează din acest motiv în purificarea ADN și ARN.

Datorită punctului său de topire scăzut (-114.14 ° C) și toxicitate redusă, etanolul este uneori utilizat în laboratoare (cu gheata uscata sau alte coolants) ca baia de răcire să dețină containere la temperaturi sub punctul apă înghețată Din același motiv, este folosit și ca lichid activ în termometre de alcool.

biochimie

Oxidarea etanolului în organism produce o cantitate de energie de 7 kcal / mol, intermediar între carbohidrați și acizi grași. Etanolul produce calorii goale, ceea ce înseamnă că nu oferă nici un fel de nutrient.

După administrarea orală, etanolul este absorbit rapid în sânge din stomac și intestinul subțire și este distribuit în apa corpului total.

Deoarece absorbția are loc mai rapid din intestinul subțire decât din stomac, întârzierile în golirea gastrică întârzie absorbția etanolului. Prin urmare, conceptul de a nu bea pe stomacul gol.

Peste 90% din etanolul care intră în organism este complet oxidat până la acetaldehidă. Restul etanolului este excretat prin transpirație, urină și respirație (respirație).

Există trei moduri în care organismul metabolizează alcoolul. Calea principală este prin enzima alcool dehidrogenază (ADH). ADH se află în citoplasma celulelor. Se găsește în principal în ficat, deși se găsește și în tractul gastro-intestinal, rinichii, mucoasa nazală, testicule și uter.

Această enzimă depinde de coenzima NAD oxidată. Este cel mai important în oxidarea etanolului, deoarece metabolizează între 80 și 100% din etanolul ingerat în ficat. Funcția sa este de a oxida alcoolul în acetaldehidă în funcție de reacție:

CH₃CH₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH + H⁺

O altă modalitate de a metaboliza alcoolul este prin enzima catalază, care utilizează peroxidul de hidrogen pentru a oxida alcoolul în acetaldehidă în felul următor:

CH₃CH₂OH + H₂O₂ → CH₃CHO + 2H₂O

Acest traseu este limitat de ratele de generare scăzută₂O₂ care sunt produse în condiții celulare de către enzimele xantin oxidaza sau NADPH-oxidaza.

Al treilea mod de a metaboliza alcoolul este prin sistemul microsomal de oxidare a etanolului (SMOE). Este un sistem de eliminare a substanțelor toxice ale organismului localizat în ficat, constituit din enzime oxidase cu funcție mixtă de citocrom P450.

Oxidările modifică medicamentele și compușii străini (xenobiotice) prin hidroxilare, făcându-le non-toxice. În cazul specific al etanolului, reacția este:

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

Atunci când etanolul este transformat în acetaldehidă prin aceste trei enzime, acesta este oxidat până la acetat prin acțiunea enzimei aldehidă dehidrogenază (ALDH). Această enzimă este dependentă de coenzima NAD oxidată și reacția este:

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

Acetatul este activat cu coenzima A pentru a produce acetil CoA. Aceasta intră în ciclul Krebs pentru producția de energie (Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 2012).

Importanța grupării hidroxil în alcooli

Gruparea hidroxil este o moleculă formată dintr-un atom de oxigen și un atom de hidrogen.

Aceasta are ca rezultat o moleculă similară apei cu o încărcare netă negativă care se leagă de lanțul de carbon.

Această moleculă face lanțul de carbon un alcool. În plus, aceasta oferă anumite caracteristici generale moleculei rezultate.

Spre deosebire de alcani, care sunt molecule nepolare prin lanțuri de carbon și hidrogen, o grupă hidroxil, atunci când lanțul este dobândit capacitatea de a fi solubil în apă, datorită similitudinii moleculei OH aderă apă.

Cu toate acestea, această proprietate variază în funcție de mărimea moleculei și de poziția grupării hidroxil din lanțul de carbon.

Proprietățile fizico-chimice se modifică în funcție de mărimea moleculei și de distribuția grupării hidroxil, dar, în general, alcoolii sunt în general lichizi cu miros caracteristic.

referințe

1. ALCOHOL DENATURAT. (2016). Adus de la cameochemicals.noaa.gov.
2. Formula de alcool etilic. (S.F.). Recuperat de la softschools.com.
3. (S.F.). ETANOL (ANHIDRU). Recuperat de la inchem.org.
4. Fișa tehnică de securitate a produsului Alcool etilic 200 Dovada. (2013, 21 mai). Adus de la sciencelab.com.
5. Centrul National de Informare Biotehnologica. Baze de date compuse PubChem; CID = 702. (2017, 18 martie). Baze de date compuse PubChem; CID = 702. Adus de la pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Societatea Regală de Chimie. (2015). etanol. Adus de la chemspider.com
7. S. departamentul de energie. (S.F.). etanol. Adus de la fueleconomy.gov.
8. Administrarea informației despre energie. (S.F.). etanol. Recuperat de la eia.gov.
9. S. Biblioteca Națională de Medicină. (2012, 20 decembrie). HSDB: ETHANOL. Adus de la toxnet.nlm.nih.gov.