- Etil-alkohol előállítása
- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Reakciókészség és veszélyek
- Szemek
- Bőr
- Belélegzés
- táplálékfelvétel
- Alkalmazások
- Gyógyszer
- szórakozási
- Üzemanyag
- Egyéb felhasználások
- Biokémia
- A hidroxilcsoport jelentése az alkoholokban
- Irodalom
Az etil-alkohol, etanol vagy alkohol az alkoholban lévő alkoholok szerves kémiai vegyület osztálya, amelyet élesztő vagy petrolkémiai eljárásokkal állítanak elő. Színtelen, tűzveszélyes folyadék, pszichoaktív anyagként fertőtlenítő és fertőtlenítőszerként, a tiszta égéshez szükséges tüzelőanyag-forrásként, a feldolgozóiparban vagy kémiai oldószerként.
Az etil-alkohol kémiai képlete C 2 H 5 OH, és kiterjesztett képlete CH 3 CH 2 OH. EtOH-val is írják, és az IUPAC név etanol. Ezért kémiai alkotóelemei a szén, a hidrogén és az oxigén. A molekula egy két szénláncból (etán) áll, amelyben az egyik H helyét hidroxilcsoport (-OH) helyettesíti. Kémiai szerkezetét az 1. ábra szemlélteti.
1. ábra: az etanol szerkezete
Ez a második legegyszerűbb alkohol. Az összes szén- és oxigénatom sp3-as, lehetővé téve a molekula határainak szabad forgását. (Etil-alkohol képlet, SF).
Az etanol széles körben megtalálható a természetben, mivel része az élesztő anyagcsere-folyamatának, mint például a Saccharomyces cerevisiae, és az érett gyümölcsben is megtalálható. Egyes növények is előállítják anerobiosis révén. A világűrben is megtalálható.
Az etanolt élesztővel állíthatják elő olyan szemek fermentációjával, mint a gabonafélék, a cirok és az árpa, valamint a burgonyahéjak, a rizs, a cukornád, a cukorrépa és az udvarok. vagy szerves szintézissel.
A szerves szintézist a petrolkémiai iparban előállított etilén hidratálásával, kénsav vagy foszforsav katalizátor alkalmazásával, 250–300 ° C hőmérsékleten végezzük:
CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 CH 2 OH
Etil-alkohol előállítása
A cukrok erjedéséből származó etanol az alkoholtartalmú italok és bioüzemanyagok előállításának fő folyamata. Főleg olyan országokban használják, mint Brazília, ahol élesztőt használnak az etanol bioszintéziséhez cukornádból.
A kukorica az etanol-üzemanyag fő alkotóeleme az Egyesült Államokban. Ennek oka a bőség és az alacsony ár. A cukorrépa és a répa a leggyakoribb összetevők az etanol előállításához a világ más részein.
Mivel az alkohol a cukor erjedésével jön létre, a cukornövények a legegyszerűbb alkotóelemek az alkoholra való átalakuláshoz. Brazília, a világ második legnagyobb üzemanyag-etanol-gyártója, etanoljának legnagyobb részét cukornádból állítja elő.
A brazil autók többsége tiszta etanollal vagy benzin és etanol keverékével képes futni.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Az etanol tiszta, színtelen folyadék, jellegzetes szaggal és égő ízű (Royal Society of Chemistry, 2015).
Az etil-alkohol móltömege 46,06 g / mol. Olvadáspontja és forráspontja -114 ºC és 78 ºC. Illékony folyadék, sűrűsége 0,789 g / ml. Az etil-alkohol szintén gyúlékony és füstmentes kék lángot eredményez.
Elkeveredik vízzel és a legtöbb szerves oldószerrel, például ecetsavval, acetonnal, benzollal, szén-tetrakloriddal, kloroformmal és éterrel.
Érdekes tény, hogy az etanol elegyedhet olyan alifás oldószerekben is, mint például a pentán és a hexán, de oldhatósága a hőmérséklettől függ (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. PubChem Compound Database; CID = 702, 2017).
Az alkoholok legismertebb képviselője az etanol. Ebben a molekulában a hidroxilcsoport egy terminális szénen helyezkedik el, ami a molekula magas polarizációját eredményezi.
Következésképpen az etanol erős kölcsönhatásokat alakíthat ki, például hidrogénkötést és dipól-dipól kölcsönhatást. A vízben az etanol elegyedik, és a két folyadék közötti kölcsönhatások olyan nagyok, hogy azeotróp néven ismert keverékhez vezetnek, amelynek tulajdonságai eltérnek a két alkotóelemtől.
Az acetil-klorid és a bromid hevesen reagál etanollal vagy vízzel. Az alkoholok tömény kénsavval és erős hidrogén-peroxiddal alkotott keveréke robbanást okozhat. Az etil-alkohol és a koncentrált hidrogén-peroxid keverékei szintén erőteljes robbanóanyagokat képeznek.
Az alkil-hipokloritok heves robbanóanyagok. Könnyen előállíthatók hipoklórsav és alkoholok vizes oldatában vagy vizes szén-tetraklorid-oldatban történő reagáltatásával.
A klór és az alkoholok szintén alkil-hipokloritokat eredményeznek. Hidegben bomlanak, és napfény vagy hő hatására felrobbannak. A harmadlagos hipokloritok kevésbé instabilok, mint a szekunder vagy primer hipokloritok.
Az izocianátok és a báziskatalizált alkoholok reakcióját közömbös oldószerekben kell végrehajtani. Az ilyen reakciók oldószer hiányában gyakran robbanásveszélyes erőszakkal alakulnak ki (DENATURED ALCOHOL, 2016).
Reakciókészség és veszélyek
Az etil-alkoholt stabil, illékony és nagyon gyúlékony vegyületként osztályozzák. Hő, szikra vagy láng könnyen meggyulladhat. A gőzök robbanó keveréket képezhetnek a levegővel. Ezek eljuthatnak a gyújtóforráshoz és vissza.
A legtöbb gőz nehezebb, mint a levegő. Ezeket a talaj mentén szétszórják, és alacsony vagy zárt területeken (csatornába, alagsorba, tartályba) gyűjtik őket. Gőzrobbanás veszélyt jelenthet beltéri, kültéri vagy csatornában. A tartályok hevítés közben felrobbanhatnak.
Az etanol nagy mennyiségben vagy nagy koncentrációban lenyelve mérgező. Depresszív és diuretikumként hat a központi idegrendszerre. Szem- és orrizgató hatású.
Tűzveszélyes és hevesen reagál peroxidokkal, acetil-kloriddal és acetil-bromiddal. Néhány platinakatalizátorral érintkezve meggyulladhat.
Belégzés esetén a tünetek a köhögés, fejfájás, fáradtság, álmosság. Száraz bőrt eredményezhet. Ha az anyag szembe kerül, bőrpírt, fájdalmat vagy égő érzést okozhat. Lenyelve égő érzést, fejfájást, zavart, szédülést és eszméletlenséget okoz (IPCS, SF).
Szemek
Ha a vegyület szembe kerül, ellenőrizze és távolítsa el a kontaktlencsét. A szemét bő vízzel azonnal ki kell öblíteni, legalább 15 percig hideg vízzel.
Bőr
Bőrrel való érintkezés esetén az érintett területet bő vízzel azonnal ki kell öblíteni, legalább 15 percig, a szennyezett ruházat és cipő eltávolítása mellett.
Fedje le az irritált bőrt bőrpuhítóval. Mielőtt újra felhasználná, mossa le a ruházatot és a cipőt. Súlyos érintkezés esetén mossa le fertőtlenítő szappannal, és fedje le a szennyezett bőrt antibakteriális krémmel.
Belélegzés
Belélegzés esetén az áldozatot hűvös helyre kell vinni. Ha nem lélegzik, mesterséges lélegeztetést kell végezni. Ha nehéz a légzés, adjon oxigént.
táplálékfelvétel
Ha a vegyületet lenyelik, akkor csak orvosi személyzet útmutatása alapján szabad hánytatni. Lazítsa meg a szoros ruházatot, mint például inggallér, öv vagy nyakkendő.
Minden esetben azonnal orvoshoz kell fordulni (Anyagbiztonsági adatlap Etil-alkohol, 200 Proof, 2013).
Alkalmazások
Gyógyszer
Az etanolt az orvostudományban antiszeptikumként használják. Az etanol elpusztítja az organizmusokat proteinek denaturálásával és lipidek feloldásával, és hatásos a legtöbb baktérium, gombák és sok vírus ellen. Az etanol azonban nem hatékony a baktérium spóra ellen.
Az etanolt antidotumként adhatjuk be a metanol és etilénglikol mérgezéshez. Ennek oka az őket lebontó enzim, az úgynevezett alkoholdehidrogenáz, verseny gátlása.
szórakozási
Az etanol mint központi idegrendszeri depresszáns az egyik legszélesebb körben alkalmazott pszichoaktív gyógyszer.
A testben levő etanol mennyiségét általában a vér alkoholtartalma határozza meg, amelyet itt az etanol tömegére vonatkoztatva, vérmennyiségre számolunk.
Az etanol kis adagjai általában eufóriát és relaxációt eredményeznek. Azok a személyek, akik ezeket a tüneteket tapasztalják, általában beszédesek és kevésbé gátoltak, és rossz döntést hozhatnak.
Nagyobb dózisok esetén az etanol központi idegrendszeri depresszánsként hat, fokozatosan magasabb dózisokat generál, csökkent szenzoros és motoros funkciókat, csökkent kogníciót, elcsábítást, eszméletvesztést és esetleges halált okoz.
Az etanolt általában szabadidős gyógyszerként használják, különösen a szocializáció során. Láthatja azt is, hogy mi az alkoholizmus jele és tünete?
Üzemanyag
Az etanol fő felhasználása motorüzemanyag és üzemanyag-adalékanyag. Az etanol használata csökkentheti az olajtól való függőséget és az üvegházhatású gázok kibocsátását (EGI).
Az etanol-üzemanyag felhasználása az Egyesült Államokban drámai módon nőtt, a 2001. évi 1,7 milliárd gallonról 2015-re mintegy 13,9 milliárdra (az Egyesült Államok energiaügyi minisztériuma, SF).
Az E10 és E15 etanol és benzin keverékek. Az "E" utáni szám az etanol térfogat% -át jelzi.
Az Egyesült Államokban értékesített benzin nagy része legfeljebb 10% etanolt tartalmaz, az mennyiség területileg különbözik. Az összes autógyártó jóváhagyja az E10 keverék keverékét a benzin autójában.
1908-ban Henry Ford megtervezte T modelljét, egy nagyon régi autót, amely benzin és alkohol keverékén futott. Ford ezt a keveréket a jövő tüzelőanyagának nevezte.
1919-ben az etanolt betiltották, mivel alkoholos italnak tekintették. Csak olajjal keverve lehet eladni. Az etanolt újra üzemanyagként használták, miután a tilalom 1933-ban lejárt (amerikai energiainformációs adminisztráció, SF).
Egyéb felhasználások
Az etanol fontos ipari összetevő. Széles körben használják más szerves vegyületek, például etil-halogenidek, etil-észterek, dietil-éter, ecetsav és etil-aminok elővegyületeként.
Az etanol vízzel elegyedik és jó általános célú oldószer. Festékekben, foltokban, markerekben és személyes higiéniai termékekben található, például szájvízben, parfümökben és dezodorokban.
A poliszacharidok azonban a vizes oldatból alkohol jelenlétében kicsapódnak, és ebből az okból az etanolos kicsapást alkalmazzuk a DNS és az RNS tisztítására.
Alacsony olvadáspontja (-114,14 ° C) és alacsony toxicitás miatt az etanolt időnként laboratóriumokban használják (szárazjéggel vagy más hűtőközeggel) hűtőfürdőként, a tartályok hőmérséklete a víz fagyasztása. Ugyanezen okból aktív folyadékként használják az alkoholhőmérőkben is.
Biokémia
Az etanol oxidációja a testben 7 kcal / mol energiát eredményez, amely közbenső termék a szénhidrátok és a zsírsavak között. Az etanol üres kalóriát termel, ami azt jelenti, hogy nem nyújt semmilyen tápanyagot.
Orális alkalmazás után az etanol gyorsan felszívódik a véráramba a gyomorból és a vékonybélből, és eloszlik az egész testvízben.
Mivel a felszívódás a vékonybélből gyorsabban, mint a gyomorból történik, a gyomor ürítésének késleltetése késlelteti az etanol felszívódását. Ennélfogva az a fogalom, hogy nem szabad inni ingyen.
A testbe jutó etanol több mint 90% -a teljesen oxidálódik acetaldehiddé. Az etanol többi része izzadással, vizelettel és légzéssel (légzéssel) ürül ki.
A test háromféle módon metabolizálja az alkoholt. A fő út az alkoholdehidrogenáz enzimön (ADH) keresztül történik. Az ADH a sejtek citoplazmájában található. Elsősorban a májban található meg, bár a gyomor-bél traktusban, a vesékben, az orr nyálkahártyájában, a herékben és a méhben is megtalálhatók.
Ez az enzim az oxidált NAD koenzim függvénye. Ez a legfontosabb az etanol oxidációjában, mivel a felszívott etanol 80–100% -át metabolizálja a májban. Feladata az alkohol oxidálása acetaldehiddé a reakció szerint:
CH 3 CH 2 OH + NAD + → CH 3 CHO + NADH + H +
Az alkohol metabolizálásának másik módja a kataláz enzim, amely hidrogén-peroxiddal oxidálja az alkoholt acetaldehiddé az alábbiak szerint:
CH 3 CH 2 OH + H 2 O 2 → CH 3 CHO + 2 H 2 O
Ez az útvonal korlátozza az alacsony árak a H 2 O 2 generációs, amelyek előállítása celluláris körülmények között az enzimek xantin-oxidáz vagy NADPH-oxidáz.
Az alkohol metabolizálásának harmadik módja a mikroszomális etanol-oxidációs rendszer (SMOE). A májban található organizmusból toxikus anyagok eltávolítására szolgáló rendszer, mely a citokróm P450 vegyes funkciójú oxidáz enzimeiből áll.
Az oxidációk hidroxilálással módosítják a gyógyszereket és idegen vegyületeket (xenobiotikumokat), így nem mérgezőek. Az etanol konkrét esetben a reakció:
CH 3 CH 2 OH + NADPH + H + + O 2 → CH 3 CHO + NADP + + 2H 2 O
Amikor az etanolt e három enzim acetaldehiddé alakítja, az aldehiddehidrogenáz enzim (ALDH) hatására az acetáttá oxidálódik. Ez az enzim a NAD oxidált koenzimtől függ, és a reakció:
CH 3 CHO + NAD + + H 2 O → CH 3 COOH + NADH + H +
Az acetátot A koenzimmel aktiváljuk, hogy acetil-CoA-t kapjunk. Ez belép a Krebsi energiatermelési ciklusba (USA Nemzeti Orvostudományi Könyvtár, 2012).
A hidroxilcsoport jelentése az alkoholokban
A hidroxilcsoport egy molekula, amely oxigénatomból és hidrogénatomból áll.
Ennek eredményeként vízszerű molekulát kapunk, amelynek nettó negatív töltése a szénlánchoz kötődik.
Ez a molekula a szénláncot alkoholvá teszi. Ezenkívül bizonyos általános tulajdonságokat biztosít a kapott molekula számára.
Az alkánokkal ellentétben, amelyek szén- és hidrogénláncuk miatt nem poláros molekulák, amikor egy hidroxilcsoport hozzátapad a lánchoz, az OH-molekula és a víz hasonlóságának köszönhetően oldódik vízben.
Ez a tulajdonság azonban a molekula méretétől és a hidroxilcsoport szénláncon való helyzetétől függően változik.
A fizikai-kémiai tulajdonságok a molekula méretétől és a hidroxilcsoport eloszlásától függően változnak, de általában az alkoholok jellegzetes szagúak, folyadékok.
Irodalom
- DENATURÁLT SZESZ. (2016). Visszanyert a cameochemicals.noaa.gov-tól.
- Etil-alkohol képlet. (SF). Helyreállítva a softschools.com webhelyről.
- (SF). ETANOL (ANYYROS). Helyreállítva az inchem.org webhelyről.
- Anyagbiztonsági adatlap Etil-alkohol 200 Bizonyíték. (2013, május 21.). Helyreállítva a sciencelab.com webhelyről.
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. PubChem vegyület adatbázis; CID = 702. (2017, március 18). PubChem vegyület adatbázis; CID = 702. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Etanol. Helyreállítva a chemspider.com webhelyről
- S. energiaosztály. (SF). Etanol. Helyreállítva a fueleconomy.gov webhelyről.
- S. energiainformációs adminisztráció. (SF). Etanol. Helyreállítva az eia.gov-tól.
- S. Országos Orvostudományi Könyvtár. (2012, december 20). HSDB: ETANOL. Helyreállítva a toxnet.nlm.nih.gov webhelyről.