Etilo alkoholio formulė, savybės, rizika ir panaudojimas

The etilo alkoholio, Etanolis arba alkoholis yra organinių cheminių junginių, priskiriamų alkoholinių gėrimų kategorijai, junginys, pagamintas mielių arba naftos chemijos procesų metu. Tai bespalvis, degus skystis ir be to, tai yra psichoaktyvi medžiaga, kaip dezinfekavimo ir antiseptikas, kaip švaraus degimo kuro šaltinis, gamybos pramonėje arba kaip cheminis tirpiklis.

Cheminė etilo alkoholio formulė yra C₂H₅OH ir jos išplėstinė formulė yra CH₃CH₂OH. Jis taip pat parašytas kaip EtOH ir pavadinimas IUPAC yra etanolis. Todėl jos cheminiai komponentai yra anglis, hidrognozė ir deguonis. Molekulę sudaro dviejų anglių (etano) grandinė, kurioje H yra pakeistas hidroksilo grupe (-OH). Jo cheminė struktūra pateikta 1 paveiksle.

Tai antras paprasčiausias alkoholis. Visi anglies ir deguonies atomai yra sp3, leidžiantys laisvai suktis molekulių ribas. (Etilo alkoholio formulė, S.F.).

Etanolį galima rasti plačiai gamtoje, nes jis yra mielių kaip medžiagų apykaitos proceso dalis Saccharomyces cerevisiae, Jis taip pat yra prinokusių vaisių. Jį taip pat gamina kai kurie augalai per anerobiozę. Jis taip pat rastas kosminėje erdvėje.

Etanolis gali būti gaminamas mielėmis, naudojant fermentus, kurie randami grūduose, tokiuose kaip kukurūzai, sorgas ir miežiai, taip pat bulvių, ryžių, cukranendrių, cukrinių runkelių ir kiemų apvalkalų odos; arba organinės sintezės būdu.

Organinė sintezė atliekama hidrolizuojant naftos chemijos pramonėje gautą etileną ir naudojant katalizatorių sieros arba fosforo rūgštį 250-300 ° C temperatūroje:

CH₂= CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH

Indeksas

• 1 Etilo alkoholio gamyba
• 2 Fizinės ir cheminės savybės
• 3 Reaktingumas ir pavojai
  • 3.1 Akys
  • 3.2 Oda
  • 3.3 Įkvėpimas
  • 3.4 Nurijimas
• 4 Naudojimas
  • 4.1 Medicina
  • 4.2 Poilsis
  • 4.3 Kuras
  • 4.4 Kiti naudojimo būdai
• 5 Biochemija
• 6 Hidroksilo grupės reikšmė alkoholiuose
• 7 Nuorodos

Etilo alkoholio gamyba

Cukraus fermentacijos etanolis yra pagrindinis alkoholinių gėrimų ir biokuro gamybos procesas. Jis naudojamas daugiausia tokiose šalyse kaip Brazilija, kur mielės yra naudojamos cukrinių riebalų etanolio biosintezei.

Kukurūzai yra pagrindinis etanolio komponentas kaip kuras JAV. Taip yra dėl jos gausos ir mažos kainos. Cukriniai runkeliai ir runkeliai yra dažniausiai naudojami ingredientai, naudojami gaminant etanolį kitose pasaulio dalyse.

Kadangi alkoholis susidaro fermentuojant cukrų, cukraus kultūros yra lengviausios medžiagos, paverčiančios alkoholiu. Antra pagal dydį Brazilijos kuro etanolio gamintoja Brazilija gamina didžiąją dalį etanolio iš cukranendrių.

Dauguma Brazilijos automobilių gali važiuoti grynu etanoliu arba benzino ir etanolio mišiniu.

Fizinės ir cheminės savybės

Etanolis yra skaidrus, bespalvis skystis, būdingas kvapas ir degantis skonis (Royal Society of Chemistry, 2015).

Etilo alkoholio molinė masė yra 46,06 g / mol. Jo lydymosi ir virimo temperatūra yra atitinkamai -114 ° C ir 78 ° C. Jis yra lakus skystis ir jo tankis yra 0,789 g / ml. Etilo alkoholis taip pat yra degus ir gamina mėlyną liepsną be dūmų.

Jis yra maišomas su vandeniu ir daugelyje organinių tirpiklių, tokių kaip acto rūgštis, acetonas, benzenas, anglies tetrachloridas, chloroformas ir eteris..

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

Etanolis yra geriausiai žinomas alkoholių atstovas. Šioje molekulėje hidroksilo grupė yra galinėje anglies grupėje, todėl molekulės poliarizacija yra didelė.

Todėl etanolis gali sudaryti stiprią sąveiką, pvz., Vandenilio jungtis ir dipolio-dipolio sąveiką. Vandenyje etanolis yra maišomas ir abiejų skysčių sąveika yra tokia didelė, kad jie sukelia mišinį, vadinamą azeotropu, kurio savybės skiriasi nuo dviejų komponentų..

Acetilo chloridas ir bromidas smarkiai reaguoja su etanoliu ar vandeniu. Alkoholių mišiniai su koncentruota sieros rūgštimi ir stipriu vandenilio peroksidu gali sukelti sprogimą. Taip pat etilo alkoholio ir koncentruoto vandenilio peroksido mišiniai sudaro galingas sprogmenis.

Alkilo hipochloritai yra smurtiniai sprogmenys. Jie lengvai gaunami reaguojant hipochloro rūgštį ir alkoholius vandeninio tirpalo arba mišraus tirpalo vandeninio anglies tetrachlorido tirpale..

Chloras ir alkoholiai taip pat gamina alkilo hipochloritus. Jie suskaidomi šaltoje ir sprogsta, kai jie susiduria su saulės spinduliais ar karščiu. Tretiniai hipochloritai yra mažiau nestabilūs nei antriniai arba pirminiai hipochloritai.

Izocianato reakcijos su baze katalizuotais alkoholiais turėtų būti atliekamos inertiniuose tirpikliuose. Tokios reakcijos, kai nėra tirpiklių, dažnai atsiranda dėl sprogimo smurto (NUTRAUKTA ALKOHOLIO, 2016).

Reaktingumas ir pavojai

Etilo alkoholis klasifikuojamas kaip stabilus, lakus ir labai degus junginys. Jis lengvai užsidegs karščiu, kibirkščiais ar liepsnomis. Garai gali sudaryti sprogius mišinius su oru. Jie gali nuvažiuoti į uždegimo šaltinį.

Dauguma garų yra sunkesni už orą. Jie sklinda žemėje ir bus renkami žemose ar uždarose vietose (kanalizacijos, rūsiuose, rezervuaruose). Viduje, lauke ar kanalizacijoje kyla pavojus, kad sprogsta garai. Šildant konteineriai gali sprogti.

Etanolis yra toksiškas, kai jis suvartojamas dideliais kiekiais arba didelėmis koncentracijomis. Jis veikia centrinę nervų sistemą kaip depresiją ir diuretiką. Jis taip pat dirgina akis ir nosį.

Jis yra labai degus ir smarkiai reaguoja su peroksidais, acetilchloridu ir acetilbromidu. Susilietus su kai kuriais platinos katalizatoriais, jis gali užsidegti.

Įkvėpus simptomai yra kosulys, galvos skausmas, nuovargis, mieguistumas. Jis gali sukelti sausą odą. Jei medžiaga patenka į akis, tai sukels paraudimą, skausmą ar degimo pojūtį. Prarijus jis sukelia deginimo pojūtį, galvos skausmą, sumišimą, galvos svaigimą ir sąmonės netekimą (IPCS, S.F.)..

Akys

Jei junginys patenka į akis, kontaktinius lęšius reikia patikrinti ir pašalinti. Akys turi būti nedelsiant plauti vandeniu mažiausiai 15 minučių šaltu vandeniu.

Oda

Patekus ant odos, pažeistą vietą reikia nedelsiant plauti dideliu kiekiu vandens ne trumpiau kaip 15 minučių, pašalinant užterštus drabužius ir batus..

Užterštą odą padengti minkštikliu. Prieš pakartotinai juos nusiplaukite drabužius ir batus. Jei kontaktas yra stiprus, nuplaukite dezinfekciniu muilu ir uždenkite odą, užterštą antibakteriniu kremu

Įkvėpimas

Įkvėpus, nukentėjusysis turi būti perkeltas į vėsią vietą. Jei kvėpuojate, dirbtinis kvėpavimas. Jei kvėpavimas yra sunkus, duokite deguonį.

Nurijimas

Jei junginys yra praryti, vėmimas neturėtų būti skatinamas, nebent jį vadina medicinos personalas. Atsukite įtemptus drabužius, tokius kaip marškinėlių apykaklė, diržas ar kaklaraištis.

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

Naudojimas

Medicina

Etanolis naudojamas medicinoje kaip antiseptikas. Etanolis naikina organizmus denatūruodamas savo baltymus ir ištirpindamas jų lipidus ir efektyviai veikdamas daugumą bakterijų, grybų ir daugelio virusų. Tačiau etanolis yra neveiksmingas prieš bakterijų sporas.

Etanolis gali būti skiriamas kaip priešnuodis į metanolį ir etileno glikolio apsinuodijimą. Taip yra dėl konkurencinio fermento slopinimo, kuris juos susilpnina kaip alkoholio dehidrogenazę.

Poilsis

Kaip centrinės nervų sistemos slopinantis etanolis yra vienas iš labiausiai suvartojamų psichoaktyvių vaistų.

Etanolio kiekis organizme paprastai yra kiekybiškai įvertinamas pagal alkoholio kiekį kraujyje, kuris yra čia kaip etanolio masė kraujo tūrio vienetui..

Mažos etanolio dozės paprastai sukelia euforiją ir atsipalaidavimą. Žmonės, kuriems pasireiškia šie simptomai, yra linkę kalbėti ir mažiau slopinti, ir gali būti prastai vertinami.

Didesnėmis dozėmis etanolis veikia kaip centrinės nervų sistemos slopinantis vaistas, sukeliantis laipsniškai didesnes dozes, sutrikusią jutimo ir motorinę funkciją, sumažėjęs pažinimas, stupefaction, sąmonės netekimas ir galimas mirtis.

Etanolis paprastai vartojamas kaip rekreacinis vaistas, ypač bendravimo metu. Taip pat galite pamatyti, kas yra alkoholizmo požymiai ir simptomai?

Kuras

Didžiausias etanolio panaudojimas yra variklio kuras ir kuro priedas. Naudojant etanolį gali sumažėti priklausomybė nuo naftos ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio (EGI)..

Etanolio degalų naudojimas Jungtinėse Valstijose dramatiškai išaugo - nuo maždaug 1700 milijonų galonų 2001 m. Iki maždaug 13 900 milijonų 2015 m. (JAV energetikos departamentas, S.F.)..

E10 ir E15 yra etanolio ir benzino mišiniai. Numeris po „E“ nurodo etanolio procentinį tūrio procentą.

Didžioji dalis JAV parduodamų benzinų turi iki 10% etanolio. Visi automobilių gamintojai savo benzininiuose automobiliuose patvirtina mišinius iki E10.

1908 m. Henry Ford sukūrė savo modelį T, labai seną automobilį, kuris dirbo su benzino ir alkoholio mišiniu. „Ford“ šį mišinį pavadino ateities degalais.

1919 m. Etanolis buvo uždraustas, nes buvo laikomas alkoholiniu gėrimu. Jis gali būti parduodamas tik maišant su aliejumi. Po uždraudimo, kuris baigėsi 1933 m., Vėl buvo naudojamas etanolis (JAV energetikos informacijos administravimas, S.F.)..

Kiti naudojimo būdai

Etanolis yra svarbus pramoninis ingredientas. Jis plačiai naudojamas kaip kitų organinių junginių, pavyzdžiui, etilhalogenidų, etilo esterių, dietilo eterio, acto rūgšties ir etilo aminų, pirmtakas..

Etanolis yra maišomas su vandeniu ir yra geras tirpiklis bendram naudojimui. Rasta dažuose, dažikliuose, žymekliuose ir asmens priežiūros produktuose, tokiuose kaip burnos skalavimas, kvepalai ir dezodorantai.

Tačiau polisacharidai nusėda iš vandeninio tirpalo, kai yra alkoholio, ir dėl šios priežasties DNR ir RNR gryninant naudojamas etanolis..

Dėl mažo lydymosi temperatūros (-114,14 ° C) ir mažo toksiškumo, etanolį kartais laboratorijose (su sausu ledu ar kitais šaltnešiais) naudojamas kaip aušinimo vonia, kad konteineriai būtų laikomi žemesnėje nei žemiau esančioje temperatūroje. Vandens užšaldymas Dėl tos pačios priežasties jis taip pat naudojamas kaip aktyvus skystis alkoholio termometruose.

Biochemija

Etanolio oksidavimas organizme sukuria 7 kcal / mol energijos kiekį, tarpinį angliavandenių ir riebalų rūgščių kiekį. Etanolis gamina tuščias kalorijas, o tai reiškia, kad jis nesuteikia jokių maistinių medžiagų.

Išgertas etanolis greitai įsiskverbia į kraujotaką iš skrandžio ir plonosios žarnos ir pasiskirsto viso kūno vandens..

Kadangi absorbcija vyksta greičiau, nei plonojoje žarnoje, skrandžio ištuštinimas vėluoja etanolio absorbciją. Taigi koncepcija, kad negalima gerti tuščiame skrandyje.

Daugiau nei 90% etanolio, kuris patenka į kūną, yra visiškai oksiduojamas į acetaldehidą. Likusi etanolio dalis išsiskiria prakaitu, šlapimu ir kvėpavimu (kvėpavimas)..

Yra trys būdai, kuriais organizmas metabolizuoja alkoholį. Pagrindinis būdas yra per alkoholio dehidrogenazę (ADH). ADH yra ląstelių citoplazmoje. Jis randamas daugiausia kepenyse, nors jis taip pat randamas virškinimo trakte, inkstuose, nosies gleivinėje, sėklose ir gimdoje..

Šis fermentas priklauso nuo oksiduoto koenzimo NAD. Jis yra svarbiausias etanolio oksidacijos procese, nes jis metabolizuoja tarp 80 ir 100% suvartoto etanolio kepenyse. Jo funkcija yra oksiduoti alkoholį į acetaldehidą pagal reakciją:

CH₃CH₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH + H⁺

Kitas būdas metabolizuoti alkoholį yra per katalazės fermentą, kuris naudoja vandenilio peroksidą alkoholiui oksiduoti į acetaldehidą taip:

CH₃CH₂OH + H₂O₂ → CH₃CHO + 2H₂O

Šį kelią riboja žemas H generavimo greitis₂O₂ kurios yra gaminamos ląstelių sąlygomis, naudojant ksantino oksidazę arba NADPH-oksidazę.

Trečias būdas metabolizuoti alkoholį yra per etanolio oksidacijos mikrosominę sistemą (SMOE). Tai yra kepenų organizmo nuodingų medžiagų pašalinimo sistema, kurią sudaro mišrios citochromo P450 fermentų fermentai..

Oksidacijos modifikuoja vaistus ir svetimus junginius (ksenobiotikus) hidroksilinimo būdu, todėl jie nėra toksiški. Konkrečiu etanolio atveju reakcija yra:

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

Kai šie trys fermentai etanolį paverčia acetaldehidu, jis oksiduojasi į acetatą aldehido dehidrogenazės (ALDH) fermentu. Šis fermentas priklauso nuo oksiduoto koenzimo NAD ir reakcija yra:

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

Acetatas aktyvuojamas koenzimu A, kad gautų acetilo CoA. Tai patenka į Krebso ciklą energijos gamybai (JAV Nacionalinė medicinos biblioteka, 2012).

Hidroksilo grupės reikšmė alkoholiuose

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

Tai sukelia molekulę, panašią į vandenį su neigiamu neto krūviu, kuris jungiasi prie anglies grandinės.

Ši molekulė daro anglies grandinę alkoholiu. Be to, ji suteikia tam tikras bendrąsias charakteristikas gautai molekulei.

Priešingai nei alaskai, kurie yra ne poliniai molekulės dėl jų anglies ir vandenilio grandinių, kai hidroksilo grupė prilipusi prie grandinės, ji įgyja gebėjimą būti tirpus vandenyje dėl OH molekulės panašumo su vandeniu.

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

Fizikinės ir cheminės savybės kinta priklausomai nuo molekulės dydžio ir hidroksilo grupės pasiskirstymo, bet apskritai alkoholiai paprastai yra skysti, būdingi kvapai.

Nuorodos

1. NUTRAUKTA ALKOHOLIS. (2016). Gauta iš cameochemicals.noaa.gov.
2. Etilo alkoholio formulė. (S.F.). Atkurta iš softschools.com.
3. (S.F.). ETANOLAS (ANHYDROUS). Atkurta iš inchem.org.
4. Medžiagos saugos duomenų lapas Etilo alkoholis 200 Įrodymas. (2013 m. Gegužės 21 d.). Susigrąžinta iš sciencelab.com.
5. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. „PubChem Compound“ duomenų bazė; CID = 702. (2017 m. Kovo 18 d.). „PubChem Compound“ duomenų bazė; CID = 702. Gauta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Karališkoji chemijos draugija. (2015). Etanolis. Gauta iš chemspider.com
7. S. energetikos departamentas. (S.F.). Etanolis. Susigrąžinta iš fueleconomy.gov.
8. S. energijos informacijos administravimas. (S.F.). Etanolis. Susigrąžinta iš eia.gov.
9. S. Nacionalinė medicinos biblioteka. (2012 m. Gruodžio 20 d.). HSDB: ETANOL. Gauta iš toxnet.nlm.nih.gov.