13.12.2017 Gydytoja Jevgenija Aleksandrovna Mirošnikova 0

Etanolis: savybės ir pritaikymas

Etanolis yra specifinio kvapo ir skonio medžiaga. Pirmą kartą jis buvo gautas dėl fermentacijos reakcijos. Pastariesiems buvo naudojami įvairūs produktai: javai, daržovės, uogos. Tada žmonės įsisavino distiliavimo procesus ir koncentruoto alkoholio tirpalo gavimo būdus. Etanolis (kaip ir jo analogai) plačiai naudojamas dėl savo savybių komplekso. Kad išvengtumėte pavojingo poveikio organizmui, turėtumėte žinoti medžiagos savybes ir jos naudojimo specifiką.

Etanolis (antrasis pavadinimas yra vyno alkoholis) yra monohidroksis alkoholis, tai yra, jame yra tik vienas atomas. Lotyniškas pavadinimas yra Aethanolum. Formulė – C2H5OH. Šis alkoholis naudojamas įvairiose pramonės šakose: pramonėje, kosmetologijoje, odontologijoje, farmacijoje.

Etanolis tapo įvairių alkoholinių gėrimų gamybos pagrindu. Tai tapo įmanoma dėl jo molekulės gebėjimo slopinti centrinę nervų sistemą. Pagal norminius dokumentus rektifikuotas etilo alkoholis turi GOST 5962-2013. Jis turėtų būti atskirtas nuo techninės skysčio versijos, kuri daugiausia naudojama pramoniniais tikslais. Alkoholinių produktų gamyba ir sandėliavimas vykdomas kontroliuojant valstybinėms institucijoms.

Medžiagos nauda ir žala

Etilo alkoholis, vartojamas griežtai ribotomis dozėmis, yra naudingas organizmui. Galite nusipirkti vaistinėje tik su gydytojo receptu. Kaina svyruoja priklausomai nuo talpos. Etanolio nauda pasireiškia:

• virškinamojo trakto veiklos normalizavimas;
• miokardo ligų prevencija;
• kraujotakos normalizavimas;
• kraujo retinimas;
• skausmo sindromo mažinimas.

Dėl reguliaraus medžiagos vartojimo organizme pastebimas deguonies badas. Dėl greito smegenų ląstelių žūties pablogėja atmintis, mažėja jautrumas skausmui. Neigiamas poveikis vidaus organams pasireiškia įvairių gretutinių ligų išsivystymu. Per didelis alkoholio vartojimas yra pavojingas sunkiu apsinuodijimu ir komos pradžia.
Alkoholizmas pasižymi tiek fizinės, tiek psichinės priklausomybės išsivystymu. Negydant ir nustojus vartoti alkoholio turinčias medžiagas, įvyksta asmens degradacija, pažeidžiami visaverčiai socialiniai ryšiai.

Savybės

Etanolis yra natūralus metabolitas. Tai yra jo gebėjimas sintetinti žmogaus organizme.

Vyno alkoholio savybių grupę galima suskirstyti į tris kategorijas:

1. fizinis;
2. cheminė medžiaga;
3. gaisrui pavojingas.

Etanolio formulė

Pirmoji kategorija apima išvaizdos ir kitų fizinio pobūdžio parametrų aprašymą. Normaliomis sąlygomis etanolis yra lakus, nuo kitų medžiagų skiriasi savitu aromatu ir deginančiu skoniu. Vieno litro skysčio svoris yra 790 gramų.

Jis gerai tirpina įvairias organines medžiagas. Virimo temperatūra yra 78,39 °C. Etanolio tankis (matuojamas hidrometru) yra mažesnis nei vandens, todėl jis yra lengvesnis.

Etilo alkoholis yra degus ir gali greitai užsidegti. Degant liepsna mėlyna. Dėl šios cheminės savybės etanolį galima lengvai atskirti nuo metilo alkoholio, kuris yra nuodas žmonėms. Pastarasis, kai užsidega, užsidega žalia liepsna.

Norint namuose nustatyti degtinę, pagamintą su metanoliu, reikia pakaitinti varinę vielą ir supilti į degtinę (užtenka vieno šaukšto). Supuvusių obuolių kvapas yra etilo alkoholio požymis, formaldehido kvapas rodo, kad yra metanolio.

Etanolis yra degi medžiaga, nes jo užsiliepsnojimo temperatūra siekia tik 18°C. Todėl, kai liečiasi su medžiaga, reikia vengti jos kaitinimo.

Piktnaudžiaujant etanoliu, jis turi žalingą poveikį organizmui. Taip yra dėl mechanizmų, kurie skatina bet kokio alkoholio vartojimą. Vandens ir alkoholio mišinys provokuoja hormono endorfino išsiskyrimą.

Tai prisideda prie raminamojo-migdomojo poveikio, tai yra, sąmonės slopinimo. Pastarasis išreiškiamas slopinimo procesų vyravimu, kuris pasireiškia tokiais simptomais kaip sumažėjusi reakcija, judesių ir kalbos slopinimas. Perdozavus etanolio, pradžioje atsiranda sužadinimo, kuris vėliau pakeičiamas slopinimo procesais.

Apsakymas

Etanolis buvo naudojamas nuo neolito. To įrodymas – alkoholinių gėrimų pėdsakai, aptikti Kinijoje ant keramikos, kuriai apie 9000 metų. Etanolis pirmą kartą buvo pagamintas XII amžiuje Salerne. Tai buvo vandens ir alkoholio mišinys.

Gryną produktą 1796 m. gavo Johanas Tobiasas Lovitzas. Filtravimui mokslininkas naudojo aktyvuotą anglį. Daugelį metų toks alkoholio gavimo būdas buvo vienintelis.
Vėliau etanolio formulę apskaičiavo Nicol-Théodore de Saussure. Medžiagą, kaip anglies junginį, apibūdino Antoine'as Lavoisier. XIX-XX amžius apibūdinamas kaip kruopštaus etanolio tyrimo laikotarpis, kai buvo išsamiai aprašytos jo savybės. Pastarosios dėka jis buvo plačiai naudojamas įvairiose žmogaus gyvenimo srityse.

Koks yra etanolio pavojus?

Etanolis yra viena iš tų medžiagų, kurios savybių nežinojimas gali sukelti neigiamų pasekmių. Todėl prieš naudodami turėtumėte susipažinti su vyno alkoholio pavojumi.

Ar gali gerti?

Alkoholio naudojimas alkoholinių gėrimų sudėtyje yra leistinas su viena sąlyga: gerti retai ir mažomis dozėmis. Piktnaudžiaujant, išsivysto fizinė ir psichinė priklausomybė, tai yra alkoholizmas.

Nekontroliuojamas alkoholio turinčių gėrimų vartojimas (kai etanolio koncentracija yra 12 gramų 1 kilogramui kūno svorio) sukelia sunkią organizmo intoksikaciją, kuri, laiku nesuteikus medicininės pagalbos, gali baigtis mirtimi.

Neįmanoma gerti gryno etanolio.

Kokias ligas tai sukelia?

Vartojant etanolį, jo skilimo produktai organizme kelia didelį pavojų. Vienas iš jų – acetaldehidas, priklausantis nuodingoms ir mutageninėms medžiagoms. Kancerogeninės savybės sukelia onkologinių patologijų vystymąsi.

Per didelis etilo alkoholio vartojimas yra pavojingas:

• atminties sutrikimas;
• smegenų ląstelių mirtis;
• virškinimo trakto disfunkcija (gastritas, dvylikapirštės žarnos opa);
• kepenų ligų (cirozės), inkstų vystymasis;
• miokardo ir kraujagyslių disfunkcija (insultas, širdies priepuolis);
• asmens degradacija;
• negrįžtami procesai centrinėje nervų sistemoje.

Taikymas

Įvairios etanolio savybės užtikrino jo naudojimą įvairiomis kryptimis. Populiariausi iš jų yra šie:

1. Kaip kuras automobiliams. Etilo alkoholio, kaip variklių kuro, naudojimas siejamas su Henry Fordo vardu. 1880 m. jis sukūrė pirmąjį automobilį, varomą etanoliu. Po to medžiaga pradėta naudoti raketų varikliams, įvairiems šildymo įrenginiams veikti.
2. Chemijos pramonė. Etanolis naudojamas kitoms medžiagoms, pavyzdžiui, etilenui, gaminti. Būdamas puikus tirpiklis, etilo alkoholis naudojamas lakų, dažų, buitinės chemijos gamyboje.
3. Vaistų pramonė. Šioje srityje etanolis naudojamas įvairiais būdais. Dezinfekuojančios medicininio alkoholio savybės leidžia juo gydyti chirurginį lauką, chirurgo rankas. Jis naudojamas karščiavimo apraiškoms mažinti, kaip kompresų, tinktūrų pagrindas. Etanolis yra priešnuodis, padedantis apsinuodijus metanoliu ir etilenglikoliu. Jis buvo naudojamas kaip putų šalinimo priemonė deguonies tiekimui arba mechaninei ventiliacijai.
4. Kosmetikos pramonė. Kosmetikos ir kvepalų gamintojai įtraukia etanolį įvairiuose odekolonuose, tualetinį vandenį, aerozolius, šampūnus ir kitas odos ir kūno priežiūros priemones.
5. Maisto pramone. Etilo alkoholis naudojamas kaip pagrindinė alkoholinių gėrimų sudedamoji dalis. Jis randamas maisto produktuose, kurie buvo gauti fermentacijos procesų metu. Jis naudojamas kaip įvairių skonių tirpiklis ir konservantas gaminant duoną, bandeles, konditerijos gaminius. Etilo alkoholis yra maisto priedas E1510.
6. Kitos kryptys. Vyno alkoholis naudojamas darbui su biologinio pobūdžio preparatais.

Sąveika su kitomis medžiagomis

Remiantis naudojimo instrukcija, etanolis, vartojamas vienu metu, gali sustiprinti vaistų, slopinančių centrinę nervų sistemą, kraujotakos procesus, kvėpavimo centrą, poveikį.
Sąveika su kai kuriomis medžiagomis nurodyta lentelėje.

Etanolis, priklausomai nuo jo panaudojimo, gali būti naudingas ir žalingas. Reguliariai vartojant alkoholį, kuriame yra etilo alkoholio, susidaro priklausomybė. Todėl stipriųjų gėrimų, kaip antidepresantų, vartojimas neturėtų tapti įpročiu.

alkoholiai(arba alkanoliai) yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra viena ar daugiau hidroksilo grupių (-OH grupių), sujungtų su angliavandenilio radikalu.

Alkoholio klasifikacija

Pagal hidroksilo grupių skaičių(atominiai) alkoholiai skirstomi į:

monatominis, pavyzdžiui:

Dviatominis(glikoliai), pavyzdžiui:

Triatominis, pavyzdžiui:

Pagal angliavandenilio radikalo prigimtį išskiriami šie alkoholiai:

Riba kurių molekulėje yra tik sočiųjų angliavandenilių radikalų, pavyzdžiui:

Neribota kurių molekulėje yra daug (dvigubų ir trigubų) jungčių tarp anglies atomų, pavyzdžiui:

aromatingas t.y. alkoholiai, kurių molekulėje yra benzeno žiedas ir hidroksilo grupė, sujungti vienas su kitu ne tiesiogiai, o per anglies atomus, pavyzdžiui:

Organinės medžiagos, kurių molekulėje yra hidroksilo grupių, tiesiogiai sujungtos su benzeno žiedo anglies atomu, cheminėmis savybėmis labai skiriasi nuo alkoholių ir todėl išsiskiria nepriklausoma organinių junginių klase - fenoliai.

Pavyzdžiui:

Taip pat yra poliatominių (daugiahidroksilių alkoholių), kurių molekulėje yra daugiau nei trys hidroksilo grupės. Pavyzdžiui, paprasčiausias šešių atomų alkoholis heksaolis (sorbitolis)

Alkoholių nomenklatūra ir izomerija

Formuojant alkoholių pavadinimus, prie alkoholį atitinkančio angliavandenilio pavadinimo pridedama (bendrinė) priesaga -. ol.

Skaičiai po galūnės nurodo hidroksilo grupės padėtį pagrindinėje grandinėje, o priešdėliai di-, tri-, tetra- ir tt - jų numeris:

Skaičiuojant anglies atomus pagrindinėje grandinėje, hidroksilo grupės padėtis yra viršesnė už kelių jungčių padėtį:

Pradedant nuo trečiojo homologinės serijos nario, alkoholiai turi funkcinės grupės padėties izomerizmą (propanolis-1 ir propanolis-2), o nuo ketvirtosios - anglies skeleto (butanolis-1, 2-metilpropanolis) izomerizmą. -1). Jiems taip pat būdinga tarpklasinė izomerija – alkoholiai yra izomeriniai eteriams:

Suteikime alkoholiui pavadinimą, kurio formulė pateikta žemiau:

Pavadinkite statybos užsakymą:

1. Anglies grandinė numeruojama nuo to galo, kuriam yra arčiau -OH grupė.
2. Pagrindinėje grandinėje yra 7 C atomai, todėl atitinkamas angliavandenilis yra heptanas.
3. -OH grupių skaičius yra 2, priešdėlis yra "di".
4. Hidroksilo grupės yra prie 2 ir 3 anglies atomų, n = 2 ir 4.

Alkoholio pavadinimas: heptandiolis-2,4

Fizinės alkoholių savybės

Alkoholiai gali sudaryti vandenilinius ryšius tiek tarp alkoholio molekulių, tiek tarp alkoholio ir vandens molekulių. Vandeniliniai ryšiai atsiranda sąveikaujant vienos alkoholio molekulės dalinai teigiamai įkrautam vandenilio atomui ir kitos molekulės iš dalies neigiamai įkrautam deguonies atomui. Dėl vandenilinių jungčių tarp molekulių alkoholiai turi neįprastai aukštą virimo temperatūrą pagal jų molekulinę masę. propanas, kurio santykinė molekulinė masė normaliomis sąlygomis yra 44, yra dujos, o paprasčiausias iš alkoholių yra metanolis, kurio santykinė molekulinė masė yra 32, o normaliomis sąlygomis yra skystis.

Apatinis ir vidurinis ribojančių monohidroksilių alkoholių, turinčių nuo 1 iki 11 anglies atomų, serijos nariai yra skysti. Aukštesni alkoholiai (pradedant nuo C12H25OH) kietosios medžiagos kambario temperatūroje. Žemesni alkoholiai turi alkoholio kvapą ir deginantį skonį, labai gerai tirpsta vandenyje Didėjant anglies radikalui, alkoholių tirpumas vandenyje mažėja, oktanolis nebesimaišo su vandeniu.

Cheminės alkoholių savybės

Organinių medžiagų savybes lemia jų sudėtis ir struktūra. Alkoholis patvirtina bendrą taisyklę. Jų molekulėse yra angliavandenilių ir hidroksilo grupių, todėl chemines alkoholių savybes lemia šių grupių sąveika tarpusavyje.

Šiai junginių klasei būdingos savybės atsiranda dėl hidroksilo grupės buvimo.

1. Alkoholių sąveika su šarminiais ir šarminių žemių metalais. Norint nustatyti angliavandenilio radikalo poveikį hidroksilo grupei, būtina palyginti medžiagos, turinčios hidroksilo grupę ir angliavandenilio radikalą, ir medžiagos, turinčios hidroksilo grupę ir neturinčios angliavandenilio radikalo, savybes. , ant kito. Tokios medžiagos gali būti, pavyzdžiui, etanolis (arba kitas alkoholis) ir vanduo. Alkoholio molekulių ir vandens molekulių hidroksilo grupės vandenilį gali redukuoti šarminiai ir šarminių žemių metalai (jais pakeičiami)
2. Alkoholių sąveika su vandenilio halogenidais. Pakeitus hidroksilo grupę halogenu, susidaro halogenalkanai. Pavyzdžiui:
   Ši reakcija yra grįžtama.
3. Tarpmolekulinė dehidratacijaalkoholiai - vandens molekulės atskyrimas iš dviejų alkoholio molekulių, kai kaitinama esant vandenį šalinančioms medžiagoms:
   Dėl tarpmolekulinės alkoholių dehidratacijos, eteriai. Taigi, kai etilo alkoholis kaitinamas su sieros rūgštimi iki 100–140 ° C temperatūros, susidaro dietilo (sieros) eteris.
   
4. Alkoholių sąveika su organinėmis ir neorganinėmis rūgštimis, susidarant esteriams (esterinimo reakcija)
   
   Esterifikavimo reakciją katalizuoja stiprios neorganinės rūgštys. Pavyzdžiui, kai etilo alkoholis ir acto rūgštis reaguoja, susidaro etilo acetatas:
   
   
5. Intramolekulinė alkoholių dehidratacija atsiranda, kai alkoholiai kaitinami esant dehidratuojančioms medžiagoms iki aukštesnės nei tarpmolekulinės dehidratacijos temperatūros. Dėl to susidaro alkenai. Ši reakcija atsiranda dėl to, kad gretimuose anglies atomuose yra vandenilio atomas ir hidroksilo grupė. Pavyzdys yra eteno (etileno) gavimo reakcija kaitinant etanolį aukštesnėje nei 140 ° C temperatūroje, esant koncentruotai sieros rūgščiai:
   
6. Alkoholio oksidacija paprastai atliekama su stipriais oksidatoriais, pavyzdžiui, kalio dichromatu arba kalio permanganatu rūgštinėje terpėje. Šiuo atveju oksidatoriaus veikimas nukreipiamas į anglies atomą, kuris jau yra susietas su hidroksilo grupe. Priklausomai nuo alkoholio pobūdžio ir reakcijos sąlygų, gali susidaryti įvairūs produktai. Taigi pirminiai alkoholiai pirmiausia oksiduojami į aldehidus, o po to į karboksirūgštis:
   Kai antriniai alkoholiai oksiduojasi, susidaro ketonai:
   
   Tretiniai alkoholiai yra gana atsparūs oksidacijai. Tačiau esant sunkioms sąlygoms (stiprus oksidatorius, aukšta temperatūra), galima tretinių alkoholių oksidacija, kuri įvyksta nutrūkus anglies-anglies jungtims, esančioms arčiausiai hidroksilo grupės.
7. Alkoholių dehidrogenavimas. Kai alkoholio garai 200–300 ° C temperatūroje perleidžiami per metalinį katalizatorių, pvz., varį, sidabrą ar platiną, pirminiai alkoholiai paverčiami aldehidais, o antriniai - ketonais:
   
   
8. Kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius.
   Kelių hidroksilo grupių buvimas vienu metu alkoholio molekulėje lemia specifines daugiahidročių alkoholių savybes, kurios sąveikaudamos su šviežiomis vario (II) hidroksido nuosėdomis gali sudaryti vandenyje tirpius ryškiai mėlynus kompleksinius junginius. Dėl etilenglikolio galite parašyti:
   
   Vienahidroksiliai alkoholiai negali patekti į šią reakciją. Todėl tai kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius.
   

Gauti alkoholio:

Alkoholių vartojimas

metanolis(metilo alkoholis CH 3 OH) yra bespalvis skystis, turintis būdingą kvapą ir kurio virimo temperatūra yra 64,7 ° C. Jis dega šiek tiek melsva liepsna. Istorinis metanolio pavadinimas – medienos alkoholis paaiškinamas vienu iš jo gavimo būdų kietmedžių distiliavimo būdu (gr. methy – vynas, prisigerti; hule – substancija, mediena).

Dirbant su metanoliu reikia atsargiai elgtis. Veikiant fermentui alkoholdehidrogenazei, jis organizme virsta formaldehidu ir skruzdžių rūgštimi, kurios pažeidžia tinklainę, sukelia regos nervo mirtį ir visišką regėjimo praradimą. Nurijus daugiau nei 50 ml metanolio sukelia mirtį.

etanolis(etilo alkoholis C 2 H 5 OH) yra bespalvis skystis, turintis būdingą kvapą ir kurio virimo temperatūra yra 78,3 ° C. degios Maišoma su vandeniu bet kokiu santykiu. Alkoholio koncentracija (stiprumas) paprastai išreiškiama tūrio procentais. „Grynas“ (medicininis) alkoholis – tai produktas, gaunamas iš maisto žaliavų ir kurio sudėtyje yra 96 ​​% (tūrio) etanolio ir 4 % (tūrio) vandens. Norint gauti bevandenį etanolį – „absoliutų alkoholį“, šis produktas apdorojamas vandenį chemiškai surišančiomis medžiagomis (kalcio oksidu, bevandeniu vario (II) sulfatu ir kt.).

Kad techniniams tikslams naudojamas alkoholis būtų netinkamas gerti, į jį įpilama nedideliais kiekiais sunkiai atsiskiriamų nuodingų, blogai dvokiančių ir bjauraus skonio medžiagų ir tonuojama. Alkoholis, kuriame yra tokių priedų, vadinamas denatūruotu arba metilo spiritu.

Etanolis plačiai naudojamas pramonėje sintetinio kaučiuko gamybai, vaistams, naudojamas kaip tirpiklis, yra lakų ir dažų, kvepalų dalis. Medicinoje etilo alkoholis yra svarbiausia dezinfekavimo priemonė. Naudojamas alkoholiniams gėrimams gaminti.

Nurijus nedidelis etilo alkoholio kiekis sumažina skausmo jautrumą ir blokuoja slopinimo procesus smegenų žievėje, sukeldamas intoksikacijos būseną. Šiame etanolio veikimo etape ląstelėse sustiprėja vandens atsiskyrimas ir dėl to pagreitėja šlapimo susidarymas, todėl organizmas dehidratuojasi.

Be to, etanolis plečia kraujagysles. Padidėjusi kraujotaka odos kapiliaruose sukelia odos paraudimą ir šilumos pojūtį.

Dideliais kiekiais etanolis slopina smegenų veiklą (slopinimo stadiją), sukelia judesių koordinavimo pažeidimą. Tarpinis etanolio oksidacijos organizme produktas – acetaldehidas – yra itin toksiškas ir sukelia sunkų apsinuodijimą.

Sistemingas etilo alkoholio ir jo turinčių gėrimų vartojimas lemia nuolatinį smegenų produktyvumo mažėjimą, kepenų ląstelių mirtį ir jų pakeitimą jungiamuoju audiniu - kepenų cirozę.

Etandiolis-1,2(etilenglikolis) yra bespalvis klampus skystis. nuodingas. Laisvai tirpsta vandenyje. Vandeniniai tirpalai nesikristalizuoja esant ženkliai žemesnei nei 0 °C temperatūrai, todėl jį galima naudoti kaip neužšąlančių aušinimo skysčių – vidaus degimo variklių antifrizų – komponentą.

Prolaktriolis-1,2,3(glicerinas) – klampus sirupo pavidalo skystis, saldaus skonio. Laisvai tirpsta vandenyje. Nepastovūs Kaip neatsiejama esterių dalis, ji yra riebalų ir aliejų dalis.

Plačiai naudojamas kosmetikos, farmacijos ir maisto pramonėje. Kosmetikoje glicerinas atlieka minkštinamosios ir raminančios medžiagos vaidmenį. Jo dedama į dantų pastą, kad ji neišsausėtų.

Glicerinas dedamas į konditerijos gaminius, kad būtų išvengta jų kristalizacijos. Jis purškiamas ant tabako, tokiu atveju jis veikia kaip drėgmę išlaikanti medžiaga, neleidžianti tabako lapams išdžiūti ir subyrėti prieš apdorojant. Jo dedama į klijus, kad jie per greitai neišdžiūtų, ir į plastiką, ypač į celofaną. Pastaruoju atveju glicerinas veikia kaip plastifikatorius, veikiantis kaip tepalas tarp polimero molekulių ir tokiu būdu suteikiantis plastikams reikiamo lankstumo ir elastingumo.

Šiuolaikiniame pasaulyje etilas yra pirmoje vietoje tarp organinės sintezės produktų. sėkmingai naudojamas ne tik alkoholinių gėrimų gamyboje, bet ir tokiose pramonės šakose kaip kosmetologija ir medicina. Šiuo atžvilgiu jis priklauso ekonomiškai galingų kategorijai, kuri yra ypač svarbi renkantis gamybos būdą. Kadangi mokyklos suolą žino visi alkoholio formulė- C2H5OH, bet kaip jis gaunamas?

Yra 2 alkoholio gamybos būdai – fermentacija ir sintetinis metodas (etileno hidratacija).

Alkoholinis fermentavimas – nuo ​​seniausių laikų žinomas būdas. Ekologiški produktai, turintys angliavandenių, pavyzdžiui, vynuogės, įvairūs vaisiai, yra fermentuojami mielių ir bakterijų. Panašiai apdorojamas krakmolas, bulvės, ryžiai, kukurūzai. Tirpale, gautame po fermentacijos, pastebimas mažas etanolio kiekis - iki 15%, nes mielės miršta labiau koncentruotuose tirpaluose. Todėl etanolis vėliau išvalomas ir koncentruojamas distiliuojant.

Šiuolaikinis alkoholio gamyba iš maisto žaliavų turi kelis etapus:
- žaliavos, kuriose yra krakmolo, o tai yra rugių, kviečių, bulvių, kukurūzų grūdai, sumalami;
- fermentacija – šiame etape krakmolas suskaidomas į cukrų;
- fermentacija - mielių pagalba fermentuojamas cukrus, dėl kurio košėje kaupiasi alkoholis;

- rektifikavimas - gauto tirpalo filtravimas ir gryninimas.
Baigus visus gamybos etapus, etanolio kiekis tirpale siekia 95,6%.
Pagal apsivalymo nuo įvairių priemaišų laipsnį etilo alkoholis skirstomas į kategorijas: pirmos klasės, aukščiausio grynumo alkoholis, bazinis, Ekstra, Liuksas ir Alfa (žr.).

Pramonėje etilo alkoholis gaunamas iš medienos, šiaudų – tai yra žaliavų, kuriose yra celiuliozės. Celiuliozė yra hidrolizės proceso metu, tai yra, tirpalo sudedamosios dalys skaidomos vandens pagalba, siekiant naujų darinių. Takova alkoholio formulė gaunamas hidratuojant: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Iš karto po žaliavų perdirbimo etanolyje yra įvairių priemaišų. Valymas yra būtinas tolesniam pramoniniam, maisto ir farmakologiniam naudojimui. Etilo alkoholis yra skaidrus skystis be pašalinių dalelių. Kiekviena alkoholio rūšis turi specifinį skonį ir kvapą, priklausomai nuo to, iš kokios žaliavos jis pagamintas. Kuo geresnis alkoholio valymas, tuo aukštesnė jo klasė ir atitinkamai aukštesnė tvirtovė. Rektifikuotas alkoholis, praėjęs visus gryninimo laipsnius, praskiedžiamas suminkštintu vandeniu, pasiekiant 95% stiprumą - šis tirpalas yra geriamas etilo alkoholis.

Etilo alkoholis arba vyno alkoholis yra plačiai paplitęs alkoholių atstovas. Yra žinoma daug medžiagų, kuriose kartu su anglimi ir vandeniliu yra deguonies. Iš deguonies turinčių junginių mane pirmiausia domina alkoholių klasė.

Etanolis

Fizinės alkoholio savybės . Etilo alkoholis C 2 H 6 O yra bespalvis, savito kvapo skystis, lengvesnis už vandenį (savitasis tankis 0,8), verda 78 °,3 temperatūroje, gerai tirpdo daug neorganinių ir organinių medžiagų. Rektifikuotame alkoholyje yra 96 ​​% etilo alkoholio ir 4 % vandens.

Alkoholio molekulės struktūra .Pagal elementų valentiškumą formulė C 2 H 6 O atitinka dvi struktūras:

Norėdami nuspręsti, kuri iš formulių iš tikrųjų atitinka alkoholį, atsigręžkime į patirtį.

Įdėkite natrio gabalėlį į mėgintuvėlį su alkoholiu. Nedelsiant prasidės reakcija, kurią lydės dujų išsiskyrimas. Nesunku nustatyti, kad šios dujos yra vandenilis.

Dabar nustatykime eksperimentą, kad galėtume nustatyti, kiek vandenilio atomų išsiskiria reakcijos metu iš kiekvienos alkoholio molekulės. Norėdami tai padaryti, į kolbą su mažais natrio gabalėliais (1 pav.) lašas po lašo įpilkite tam tikrą alkoholio kiekį, pavyzdžiui, 0,1 gramo molekulės (4,6 gramo). Iš alkoholio išsiskiriantis vandenilis išstumia vandenį iš dvikaklelio kolbos į matavimo cilindrą. Cilindre išstumto vandens tūris atitinka išleisto vandenilio tūrį.

1 pav. Kiekybinė patirtis gaunant vandenilį iš etilo alkoholio.

Kadangi eksperimentui buvo paimta 0,1 gramo alkoholio molekulės, vandenilio galima gauti (normaliomis sąlygomis) apie 1,12 litrų. Tai reiškia, kad natris išstumia 11.2 litrų, t.y. pusė gramo molekulės, kitaip tariant 1 gramas vandenilio atomo. Vadinasi, tik vienas vandenilio atomas išstumiamas natriu iš kiekvienos alkoholio molekulės.

Akivaizdu, kad alkoholio molekulėje šis vandenilio atomas yra ypatingoje padėtyje, palyginti su kitais penkiais vandenilio atomais. Formulė (1) šio fakto nepaaiškina. Pagal ją visi vandenilio atomai yra vienodai susieti su anglies atomais ir, kaip žinome, jų neišstumia metalinis natris (natris kaupiamas angliavandenilių mišinyje – žibale). Priešingai, (2) formulė atspindi vieno atomo buvimą specialioje padėtyje: jis yra prijungtas prie anglies per deguonies atomą. Galima daryti išvadą, kad būtent šis vandenilio atomas yra mažiau susietas su deguonies atomu; pasirodo, kad jis yra mobilesnis ir jį išstumia natris. Todėl etilo alkoholio struktūrinė formulė yra:

Nepaisant didelio hidroksilo grupės vandenilio atomo mobilumo, palyginti su kitais vandenilio atomais, etilo alkoholis nėra elektrolitas ir vandeniniame tirpale nesiskiria į jonus.

Norint pabrėžti, kad alkoholio molekulėje yra hidroksilo grupė – OH, sujungta su angliavandenilio radikalu, etilo alkoholio molekulinė formulė rašoma taip:

Cheminės alkoholio savybės . Aukščiau matėme, kad etilo alkoholis reaguoja su natriu. Žinodami alkoholio struktūrą, šią reakciją galime išreikšti lygtimi:

Alkoholyje esančio vandenilio pakeitimo natriu produktas vadinamas natrio etoksidu. Jį galima išskirti po reakcijos (išgarinant alkoholio perteklių) kaip kietą medžiagą.

Užsidegęs ore alkoholis dega melsva, vos pastebima liepsna, išskirdamas daug šilumos:

Jei etilo alkoholis kaitinamas kolboje su šaldytuvu su vandenilio halogeno rūgštimi, pavyzdžiui, su HBr (arba NaBr ir H 2 SO 4 mišiniu, kuris reakcijos metu suteikia vandenilio bromidą), tada bus distiliuotas aliejinis skystis - etilo bromidas C 2 H 5 Br:

Ši reakcija patvirtina hidroksilo grupės buvimą alkoholio molekulėje.

Kaitinamas su koncentruota sieros rūgštimi kaip katalizatoriumi, alkoholis lengvai dehidratuoja, t. y. atskiria vandenį (priešdėlis „de“ rodo kažko atsiskyrimą):

Ši reakcija naudojama etilenui gaminti laboratorijoje. Silpniau kaitinant alkoholį sieros rūgštimi (ne aukštesnėje kaip 140 °), kiekviena vandens molekulė atsiskiria nuo dviejų alkoholio molekulių, dėl to susidaro dietilo eteris - lakus degus skystis:

Dietilo eteris (kartais vadinamas sieros eteriu) naudojamas kaip tirpiklis (audinių valymui) ir medicinoje anestezijai. Tai priklauso klasei eteriai - organinės medžiagos, kurių molekulės susideda iš dviejų angliavandenilių radikalų, sujungtų per deguonies atomą: R - O - R1

Etilo alkoholio naudojimas . Etilo alkoholis turi didelę praktinę reikšmę. Daug etilo alkoholio išleidžiama sintetinio kaučiuko gamybai pagal akademiko S. V. Lebedevo metodą. Etilo alkoholio garus leidžiant per specialų katalizatorių, gaunamas divinilas:

kuri vėliau gali polimerizuotis į gumą.

Iš alkoholio gaminami dažikliai, dietilo eteris, įvairios „vaisių esencijos“ ir nemažai kitų organinių medžiagų. Alkoholis kaip tirpiklis naudojamas parfumerijos gaminiams, daugeliui vaistų gaminti. Tirpinant dervas spirite, ruošiami įvairūs lakai. Didelis alkoholio kaloringumas lemia jo naudojimą kaip kurą (automobilių degalai = etanolis).

Gauti etilo alkoholį . Pasaulio alkoholio gamyba matuojama milijonais tonų per metus.

Dažnas alkoholio gavimo būdas yra cukraus turinčių medžiagų fermentacija, esant mielėms. Šiuose žemesniuosiuose augalų organizmuose (grybuose) gaminasi specialios medžiagos – fermentai, kurie tarnauja kaip biologiniai fermentacijos reakcijos katalizatoriai.

Alkoholio gamyboje kaip pradinės medžiagos imamos javų sėklos arba bulvių gumbai, kuriuose gausu krakmolo. Salyklo, kuriame yra fermento diastazės, pagalba krakmolas pirmiausia paverčiamas cukrumi, kuris vėliau fermentuojamas į alkoholį.

Mokslininkai daug dirbo, kad maisto žaliavas alkoholio gamybai pakeistų pigesnėmis nemaistinėmis žaliavomis. Šios paieškos buvo sėkmingos.

Pastaruoju metu dėl to, kad trūkinėjant naftai, plienui susidaro daug etileno

Etileno hidratacijos reakciją (esant sieros rūgščiai) tyrė A. M. Butlerovas ir V. Gorjainovas (1873), numatę ir jos pramoninę reikšmę. Taip pat buvo sukurtas ir pramonėje pradėtas naudoti tiesioginio etileno hidratavimo būdas, perleidžiant jį mišinyje su vandens garais virš kietų katalizatorių. Alkoholio gamyba iš etileno yra labai ekonomiška, nes etilenas yra naftos ir kitų pramoninių dujų krekingo dujų dalis, todėl yra plačiai prieinama žaliava.

Kitas metodas pagrįstas acetileno kaip pradinio produkto naudojimu. Acetilenas yra hidratuojamas Kučerovo reakcijos būdu, o gautas acetaldehidas kataliziškai redukuojamas vandeniliu, esant nikeliui, iki etilo alkoholio. Visas acetileno hidratacijos procesas, po kurio vyksta vandenilio redukcija nikelio katalizatoriuje iki etanolio, gali būti pavaizduotas diagrama.

Homologinė alkoholių serija

Be etilo alkoholio, žinomi ir kiti savo struktūra ir savybėmis į jį panašūs alkoholiai. Visi jie gali būti laikomi atitinkamų sočiųjų angliavandenilių dariniais, kurių molekulėse vienas vandenilio atomas yra pakeistas hidroksilo grupe:

Lentelė

angliavandeniliai	Alkoholiai	Alkoholių virimo temperatūra ºC
Metanas CH 4	Metilo CH3OH	64,7
Etanas C 2 H 6	Etilas C 2 H 5 OH arba CH3-CH2-OH	78,3
Propanas C 3 H 8	Propilas C 4 H 7 OH arba CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH	97,8
Butanas C 4 H 10	Butilas C 4 H 9 OH arba CH3-CH2-CH2-OH	117

Šie alkoholiai yra panašūs cheminėmis savybėmis ir skiriasi vienas nuo kito molekulių sudėtimi CH 2 atomų grupe, todėl šie alkoholiai sudaro homologinę seriją. Lyginant alkoholių fizines savybes, šioje, kaip ir angliavandenilių serijoje, stebime kiekybinių pokyčių perėjimą į kokybinius pokyčius. Bendra šios serijos R alkoholių formulė yra OH (kur R yra angliavandenilio radikalas).

Yra žinomi alkoholiai, kurių molekulėse yra keletas hidroksilo grupių, pavyzdžiui:

Vadinamos atomų grupės, lemiančios būdingas chemines junginių savybes, tai yra jų cheminę funkciją funkcines grupes.

Alkoholiai yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra viena ar daugiau funkcinių hidroksilo grupių, sujungtų su angliavandenilio radikalu. .

Savo sudėtimi alkoholiai skiriasi nuo angliavandenilių, atitinkančių juos anglies atomų skaičiumi, deguonies buvimu (pavyzdžiui, C 2 H 6 ir C 2 H 6 O arba C 2 H 5 OH). Todėl alkoholius galima laikyti dalinės angliavandenilių oksidacijos produktais.

Genetinis ryšys tarp angliavandenilių ir alkoholių

Gana sunku tiesiogiai oksiduoti angliavandenilį į alkoholį. Praktiškai tai lengviau padaryti naudojant halogenintą angliavandenilį. Pavyzdžiui, norėdami gauti etilo alkoholį, pradedant iš etano C 2 H 6, pirmiausia galite gauti etilo bromidą reakcijos būdu:

ir tada etilo bromidą paverskite alkoholiu, kaitindami su vandeniu, esant šarmui:

Šiuo atveju šarmas reikalingas, kad neutralizuotų susidariusį vandenilio bromidą ir pašalintų jo reakcijos su alkoholiu galimybę, t.y. perkelti šią grįžtamąją reakciją į dešinę.

Panašiai metilo alkoholį galima gauti pagal schemą:

Taigi angliavandeniliai, jų halogenų dariniai ir alkoholiai yra tarpusavyje susiję genetiškai (ryšiai pagal kilmę).

Struktūrinė formulė

Tikra, empirinė arba grubi formulė: C2H6O

Etanolio cheminė sudėtis

Molekulinė masė: 46,069

etanolis(metilo alkoholis, medienos alkoholis, karbinolis, metilo hidratas, metilo hidroksidas) - CH 3 OH, paprasčiausias vienahidroksis alkoholis, bespalvis toksiškas skystis. Etanolis yra pirmasis homologinės monohidrozės alkoholių serijos atstovas.
vienahidroksilis alkoholis, kurio formulė C 2 H 5 OH (empirinė formulė C 2 H 6 O), kitas variantas: CH 3 -CH 2 -OH, antrasis homologinės monohidrogeninių alkoholių serijos atstovas, standartinėmis sąlygomis, lakus, degus , bespalvis skaidrus skystis.
Aktyvus alkoholinių gėrimų komponentas, kuris yra depresantas – psichoaktyvi medžiaga, slopinanti žmogaus centrinę nervų sistemą.
Etilo alkoholis taip pat naudojamas kaip kuras, kaip tirpiklis, kaip užpildas alkoholio termometruose ir kaip dezinfekavimo priemonė (arba kaip jų komponentas).

Kvitas

Yra 2 pagrindiniai etanolio gamybos būdai – mikrobiologinis (alkoholio fermentacija) ir sintetinis (etileno hidratacija):

Fermentacija

Nuo seniausių laikų žinomas etanolio gamybos būdas – ekologiškų angliavandenių turinčių produktų (vynuogių, vaisių ir kt.) alkoholinė fermentacija, veikiant mielių ir bakterijų fermentams. Panašiai atrodo ir krakmolo, bulvių, ryžių, kukurūzų perdirbimas, kuro alkoholio šaltinis – žaliavinis cukrus, pagamintas iš cukranendrių ir kt. Ši reakcija gana sudėtinga, jos schemą galima išreikšti lygtimi: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2.
Tirpale, gautame dėl fermentacijos, yra ne daugiau kaip 15% etanolio, nes mielės nėra gyvybingos labiau koncentruotuose tirpaluose. Taip gautas etanolis turi būti išgrynintas ir koncentruotas, dažniausiai distiliuojant.
Šiuo metodu etanoliui gauti dažniausiai naudojamos įvairios Saccharomyces cerevisiae rūšies mielių padermės, kaip maistinė terpė iš anksto apdorotos pjuvenos ir (arba) iš jų gautas tirpalas.
Pramoninė alkoholio gamyba iš biologinių žaliavų
Šiuolaikinė pramoninė etilo alkoholio gamybos iš maisto žaliavų technologija apima šiuos etapus:

• Krakmolingų žaliavų – grūdų (pirmiausia rugių, kviečių), bulvių, kukurūzų, obuolių ir kt. – paruošimas ir malimas.
• Fermentacija. Šiame etape vyksta fermentinis krakmolo skaidymas iki fermentuojamų cukrų. Šiems tikslams naudojami rekombinantiniai alfa-amilazės preparatai, gauti bioinžinerijos būdu - gliukamilazė, amilosubtilinas.
• Fermentacija. Dėl mielių rūgimo cukrų misoje kaupiasi alkoholis.
• Bragorektifikacija. Tai atliekama greitėjančiose kolonose.

Fermentacijos gamybos atliekos yra anglies dioksidas, dulkės, eterio-aldehido frakcija, fuzelo alkoholis ir fuzelio alyvos.
Iš distiliavimo gamyklos (BRU) atvežamas alkoholis nėra bevandenis, jame etanolio yra iki 95,6%. Atsižvelgiant į pašalinių priemaišų kiekį jame, jis skirstomas į šias kategorijas:

• Alfa
• Papildomai
• pagrindu
• aukščiausias valymas
• 1 klasė

Šiuolaikinės distiliavimo gamyklos našumas – apie 30 000-100 000 litrų alkoholio per dieną.

hidrolizės gamyba

Pramoniniu mastu etilo alkoholis gaunamas iš žaliavų, kuriose yra celiuliozės (mediena, šiaudai), kuri yra iš anksto hidrolizuota. Gautas pentozių ir heksozių mišinys yra fermentuojamas alkoholiniu būdu. Vakarų Europos ir Amerikos šalyse ši technologija nebuvo plačiai paplitusi, tačiau SSRS (dabar Rusijoje) buvo išvystyta pašarinių hidrolizės mielių ir hidrolizės etanolio pramonė.

Etileno drėkinimas

Pramonėje kartu su pirmuoju metodu naudojamas etileno hidratavimas. Drėkinimas gali būti atliekamas dviem būdais:

• Tiesioginė hidratacija 300 ° C temperatūroje, 7 MPa slėgyje, kaip katalizatorius naudojama fosforo rūgštis, esanti ant silikagelio, aktyvintos anglies arba asbesto: CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
• hidratacija per tarpinio sieros rūgšties esterio stadiją, po kurios vyksta jo hidrolizė (80–90 ° C temperatūroje ir 3,5 MPa slėgyje): CH 2 \u003d CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH (etilo sieros rūgštis).
  CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH + H 2 O → C 2 H 5 OH + H 2 SO 4.

Šią reakciją apsunkina dietilo eterio susidarymas.

Valymas etanoliu

Etanolis, gaunamas etileno hidratacijos arba fermentacijos būdu, yra vandens ir alkoholio mišinys, kuriame yra priemaišų. Valymas yra būtinas pramonės, maisto ir farmakopėjos reikmėms. Frakcinis distiliavimas leidžia gauti apie 95,6 % (masės) koncentracijos etanolį; šiame neatskiriamame distiliavimo azeotrope yra 4,4 % vandens (m/m), o virimo temperatūra yra 78,15°C. Distiliuojant etanolis išlaisvinamas iš lakiųjų ir sunkiųjų organinių medžiagų frakcijų (distiliacijos likučių).

Absoliutus alkoholis

Absoliutus alkoholis yra etilo alkoholis, kuriame praktiškai nėra vandens. Jis verda 78,39 °C temperatūroje, o rektifikuotas alkoholis, kuriame yra ne mažiau kaip 4,43% vandens, verda 78,15 °C temperatūroje. Gaunamas distiliuojant vandeninį alkoholį, kuriame yra benzeno, ir kitais būdais, pavyzdžiui, alkoholis apdorojamas medžiagomis, kurios reaguoja su vandeniu arba sugeria vandenį, pvz., negesintomis kalkėmis CaO arba degintu vario sulfatu CuSO 4 .

Savybės

Fizinės savybės

Išvaizda: įprastomis sąlygomis tai bespalvis lakus skystis, turintis būdingą kvapą ir deginantį skonį. Etilo alkoholis yra lengvesnis už vandenį. Tai geras kitų organinių medžiagų tirpiklis. Reikėtų vengti populiarios klaidos: dažnai maišomos 95,57% alkoholio ir absoliutaus alkoholio savybės. Jų savybės yra beveik vienodos, tačiau reikšmės pradeda skirtis, pradedant nuo 3-4 reikšmingo skaičiaus. 95,57% etanolio + 4,43% vandens mišinys yra azeotropinis, tai yra, distiliuojant jis neatsiskiria.

Cheminės savybės

Tipiškas monohidroksilių alkoholių atstovas. degios Lengvai užsidega. Turėdamas pakankamai oro, jis dega (dėl deguonies) šviesiai melsva liepsna, sudarydamas galutinius oksidacijos produktus - anglies dioksidą ir vandenį:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Ši reakcija vyksta dar intensyviau gryno deguonies atmosferoje.
Tam tikromis sąlygomis (temperatūra, slėgis, katalizatoriai) taip pat galima kontroliuojama oksidacija (tiek su elementiniu deguonimi, tiek su daugeliu kitų oksiduojančių medžiagų) iki acetaldehido, acto rūgšties, oksalo rūgšties ir kai kurių kitų produktų, pavyzdžiui:
3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 2 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
Jis turi šiek tiek ryškių rūgščių savybių, ypač panašiai sąveikauja su šarminiais metalais, taip pat magniu, aliuminiu ir jų hidridais, išskirdamas vandenilį ir sudarydamas į druskas panašius etilatus, kurie yra tipiški alkoholiatų atstovai:
2C 2 H 5 OH + 2K → 2C 2 H 5 OK + H 2.
C 2 H 5 OH + NaH → C 2 H 5 ONa + H 2
Grįžtamai reaguoja su kai kuriais neorganiniais deguonies turinčiais junginiais, sudarydamas esterius:
C 2 H 5 OH + RCOOH → RCOOC 2 H 5 + H 2 O
C 2 H 5 OH + HNO2 → C 2 H 5 ONO + H 2 O
Su vandenilio halogenidais (HCl, HBr, HI) patenka į grįžtamas nukleofilines pakeitimo reakcijas:
C 2 H 5 OH + HX → C 2 H 5 X + H 2 O
Be katalizatorių reakcija su HCl vyksta gana lėtai; daug greičiau – esant cinko chloridui ir kai kurioms kitoms Lewis rūgštims.
Vietoj vandenilio halogenidų, fosforo halogenidų ir halogeno oksidų, tionilchloridas ir kai kurie kiti reagentai gali būti naudojami hidroksilo grupei pakeisti halogenu, pavyzdžiui:
3C 2 H 5 OH + PCl 3 → 3C 2 H 5 Cl + H 3 PO 3
Pats etanolis taip pat turi nukleofilinių savybių. Visų pirma, jį gana lengva pritvirtinti prie aktyvuotų kelių jungčių, pavyzdžiui:
C 2 H 5 OH + CH 2 \u003d CHCN → C 2 H 5 OCH 2 CH 2 CN,
reaguoja su aldehidais, sudarydamas pusacetalius ir acetalius:
RCHO + C 2 H 5 OH → RCH(OH)OC 2 H 5
RCH(OH)OC 2 H 5 + C 2 H 5 OH → RCH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Vidutiniškai (ne aukštesnėje kaip 120 ° C) kaitinant koncentruota sieros rūgštimi ar kitomis rūgštinėmis vandenį šalinančiomis medžiagomis, susidaro dietilo eteris:
2C 2 H 5 OH → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O
Stipriau kaitinant sieros rūgštimi, taip pat perleidžiant garus per aliuminio oksidą, įkaitintą iki 350 ÷ 500 ° C, atsiranda gilesnė dehidratacija. Šiuo atveju susidaro etilenas:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
Naudojant katalizatorius, kurių sudėtyje yra kartu su aliuminio oksidu, smulkiai dispersiniu sidabru ir kitais komponentais, dehidratacijos procesas gali būti derinamas su kontroliuojama etileno oksidacija elementiniu deguonimi, dėl ko su patenkinama išeiga galima įgyvendinti vieną. - Etileno oksido gamybos etapinis procesas:
2CH 3 CH 2 OH + O 2 → 2C 2 H 4 O + 2H 2 O
Esant katalizatoriui, kurio sudėtyje yra aliuminio, silicio, cinko ir magnio oksidų, jis patiria daugybę sudėtingų transformacijų, kurių pagrindinis produktas yra butadienas (Lebedevo reakcija):
2C 2H 5OH → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2
1932 m., remiantis šia reakcija, SSRS buvo organizuota pirmoji pasaulyje didelė sintetinio kaučiuko gamyba.
Silpnai šarminėje terpėje jis sudaro jodoformą:
C 2 H 5 OH + 4I 2 + 6NaHCO 3 → CHI 3 + HCOONa + 5NaI + 5H 2 O + 6CO 2
Ši reakcija yra labai svarbi kokybiniam ir kiekybiniam etanolio nustatymui, kai nėra kitų panašią reakciją sukeliančių medžiagų.

Ugnies savybės

Degus bespalvis skystis; sočiųjų garų slėgis, kPa: lg p = 7,81158-1918,508/(252,125+t) esant temperatūrai nuo –31 iki 78°C; degimo šiluma - 1408 kJ/mol; susidarymo šiluma −239,4 kJ/mol; pliūpsnio temperatūra 13°C (uždaras stiklas), 16°C (atviras stiklas); pliūpsnio temperatūra 18°C; savaiminio užsidegimo temperatūra 400°C; liepsnos plitimo koncentracijos ribos 3,6-17,7 % tūrio; liepsnos plitimo temperatūros ribos: apatinė 11°С, viršutinė 41°С; minimali flegmatizuojanti koncentracija, tūrio %: CO 2 - 29,5, H 2 O - 35,7, N 2 - 46; maksimalus sprogimo slėgis 682 kPa; maksimalus slėgio kilimo greitis 15,8 MPa/s; perdegimo greitis 0,037 kg/(m2 s); maksimalus normalus liepsnos plitimo greitis - 0,556 m/s; minimali užsidegimo energija - 0,246 MJ; minimalus sprogstamojo deguonies kiekis 11,1 % tūrio.

Taikymas

Kuro

Pirmasis etanolį kaip variklių kurą panaudojo Henris Fordas, kuris 1880 metais sukūrė pirmąjį etanoliu varomą automobilį. Galimybė naudoti alkoholius kaip variklių degalus buvo parodyta ir 1902 m., kai Paryžiuje vykusiame konkurse buvo eksponuojama daugiau nei 70 karbiuratorių, varomų etanoliu ir etanolio ir benzino mišiniais. Etanolis gali būti naudojamas kaip kuras, taip pat ir raketų varikliams (pavyzdžiui, 75% vandeninio etanolio buvo naudojamas kaip kuras pirmoje pasaulyje masiškai gaminamoje balistinėje raketoje – vokiškoje V-2 ir ankstyvosiose sovietinėse Korolevo sukurtose raketose – iš R-1. iki R-5), vidaus degimo varikliai, buitiniai, kempingų ir laboratoriniai šildytuvai (vadinamosios „alkoholinės lempos“), šildymo pagalvėlės turistams ir kariniam personalui (katalizinė autoksidacija ant platinos katalizatoriaus). Ribotai (dėl higroskopiškumo) naudojamas mišiniuose su klasikiniu naftos skystuoju kuru. Iš jo gaminamas aukštos kokybės kuro ir benzino komponentas – etilo tret-butilo eteris, kuris labiau nepriklausomas nuo iškastinių organinių medžiagų nei MTBE.

Chemijos pramonė

• tarnauja kaip žaliava daugelio cheminių medžiagų, tokių kaip acetaldehidas, dietilo eteris, tetraetilšvinas, acto rūgštis, chloroformas, etilacetatas, etilenas ir kt., gamybai;
• plačiai naudojamas kaip tirpiklis (dažų ir lako pramonėje, buitinės chemijos gamyboje ir daugelyje kitų sričių);
• yra antifrizo ir priekinio stiklo ploviklių komponentas;
• Buitinėje chemijoje etanolis naudojamas valikliuose ir plovikliuose, ypač stiklui ir santechnikai prižiūrėti. Tai tirpiklis repelentams.

Vaistas

• savo veikloje etilo alkoholis gali būti priskirtas antiseptikams;
• kaip dezinfekavimo ir džiovinimo priemonė, išoriškai;
• 96% etilo alkoholio džiovinančios ir rauginimo savybės naudojamos chirurginiam laukui gydyti arba kai kuriems chirurgo rankų gydymo metodams;
• tirpiklis vaistams, tinktūroms ruošti, ekstraktams iš augalinių medžiagų ir kt.;
• konservantas tinktūroms ir ekstraktams (minimali koncentracija 18%);
• putų šalinimo priemonė, kai tiekiamas deguonis, dirbtinė plaučių ventiliacija;
• šiltuose kompresuose;
• fiziniam vėsinimui karščiuojant (trynimui);
• bendrosios anestezijos komponentas, kai trūksta vaistų;
• kaip plaučių edemos šalinimo priemonė, įkvėpus 33% tirpalo;
• Etanolis yra tam tikrų toksiškų alkoholių, tokių kaip metanolis ir etilenglikolis, priešnuodis. Jo veikimą lemia tai, kad alkoholio dehidrogenazės fermentas, esant keliems substratams (pavyzdžiui, metanoliui ir etanoliui), atlieka tik konkurencinę oksidaciją, dėl kurios, laiku (beveik iš karto po metanolio / etilenglikolio) suvartojimo. etanolio, dabartinė toksinių metabolitų koncentracija mažėja (metanoliui - formaldehidas ir skruzdžių rūgštis, etilenglikoliui - oksalo rūgštis).

Kvepalai ir kosmetika

Tai universalus tirpiklis įvairioms medžiagoms ir pagrindinis kvepalų, odekolonų, aerozolių ir kt. komponentas. Įeina į įvairius gaminius, įskaitant dantų pastas, šampūnus, dušo priemones ir kt.

maisto pramone

Kartu su vandeniu jis yra pagrindinis alkoholinių gėrimų (degtinės, vyno, džino, alaus ir kt.) komponentas. Nedideliais kiekiais jo taip pat yra daugelyje gėrimų, gautų fermentacijos būdu, tačiau nepriskiriamiems alkoholiniams (kefyras, gira, kumisas, nealkoholinis alus ir kt.). Šviežiame kefyre etanolio kiekis nežymus (0,12%), tačiau ilgai stovint, ypač šiltoje vietoje, gali siekti 1%. Koumiss sudėtyje yra 1-3% etanolio (stiprioje iki 4,5%), giroje - nuo 0,5 iki 1,2%.
Maisto kvapiųjų medžiagų tirpiklis. Jis gali būti naudojamas kaip duonos gaminių konservantas, taip pat konditerijos pramonėje.
Registruotas kaip maisto priedas E1510.
Etanolio energinė vertė yra 7,1 kcal / g.

Etanolio kaip transporto priemonių kuro naudojimas

Kuro etanolis skirstomas į bioetanolį ir kitais būdais (iš plastiko atliekų, sintetinamas iš dujų ir kt.) gautą etanolį.
Bioetanolis – skystas etanolio turintis kuras, gaunamas specialiose gamyklose iš krakmolo, celiuliozės ar cukraus turinčių žaliavų, naudojant trumpojo distiliavimo sistemą (leidžia išgauti kokybišką, pakankamą naudoti kaip kurą). Sudėtyje yra metanolio ir fuselio aliejų, todėl visiškai negerti. Jis naudojamas gryna forma (tiksliau, 96,6 proc. azeotropo pavidalu), o dažniau – mišinyje su benzinu (vadinamuoju gasoholu) arba dyzelinu. Daugelyje pasaulio šalių daugėja bioetanolio, kaip ekologiškesnės ir labiau atsinaujinančios alternatyvos naftai, gamyba ir naudojimas.
Visiškai bioetanolį gali naudoti tik automobiliai su tinkamu varikliu arba universaliu Flex-Fuel (galinčiu sunaudoti bet kokiu santykiu benzino/etanolio mišinius). Benzininis variklis gali sunaudoti benziną su ne daugiau kaip 30% etanolio, taip pat galima iš naujo įrengti įprastą benzininį variklį, tačiau tai nėra ekonomiškai pagrįsta.
Problema – nepakankamas benzino ir dyzelinio kuro maišymasis su etanoliu, dėl kurio pastarasis dažnai stratifikuojasi (visada esant žemai temperatūrai). Ši problema ypač aktuali Rusijai. Šios problemos sprendimas iki šiol nerastas.
Etanolio ir kitų degalų mišinių pranašumas, palyginti su „grynu“ etanoliu, yra geresnis užsidegimas dėl mažo drėgmės kiekio, o „grynas“ etanolis (E100 klasė, kurio praktinis C 2 H 5 OH kiekis yra 96,6 %) yra azeotropas, negali būti atskirtos distiliuojant. Atskyrimas kitais būdais yra nuostolingas. Į benziną ar dyzeliną įpylus etanolio, išpilamas vanduo. JAV 2005 m. rugpjūčio mėn. prezidento Busho pasirašytame Energetikos įstatyme numatyta iki 2012 m. kasmet iki 2012 m. iš grūdų pagaminti 30 milijardų litrų etanolio ir 3,8 milijardo litrų celiuliozės (kukurūzų stiebų, ryžių šiaudų, miško pramonės atliekų). .
Biokuro gamybos įvedimas yra brangus procesas, tačiau vėliau duoda naudos ekonomikai. Taigi, pavyzdžiui, 40 milijonų galonų talpos etanolio gamyklos statyba suteikia ekonomiją (naudojant JAV pavyzdį):

• 142 milijonų dolerių investicijos statybos metu;
• 41 darbas gamykloje ir 694 darbo vietos visoje ekonomikoje;
• Padidina vietinių grūdų kainas 5-10 centų už bušelį;
• Kasmet padidina vietinių namų ūkių pajamas 19,6 mln.
• Sugeneruoja vidutiniškai 1,2 mln. USD mokesčių;
• Investicijų grąža yra 13,3% per metus.

2006 m. etanolio pramonė suteikė JAV ekonomikai:

• 160 231 nauja darbo vieta visuose sektoriuose, iš jų 20 000 darbo vietų statybose;
• Namų ūkių pajamos padidėjo 6,7 mlrd.
• Atnešė 2,7 milijardo dolerių federalinių mokesčių ir 2,3 milijardo dolerių vietinių mokesčių.
2006 m. JAV į etanolį buvo perdirbta 2,15 milijardų bušelių kukurūzų, o tai sudaro 20,5 % metinės kukurūzų produkcijos. Etanolis tapo trečiu pagal dydį kukurūzų vartotoju po gyvulių ir eksporto. 15% JAV sorgo derliaus paverčiama etanoliu.

Etanoliu varoma automobilių stovėjimo aikštelė

Etanolio ir benzino mišinys žymimas raide E. Skaičius šalia raidės E nurodo etanolio procentą. E85 reiškia 85 % etanolio ir 15 % benzino mišinį. Iki 20 % etanolio mišinius galima naudoti bet kurioje transporto priemonėje. Tačiau kai kurie automobilių gamintojai riboja garantiją, kai naudoja mišinį, kuriame yra daugiau nei 10 % etanolio. Mišiniams, kuriuose yra daugiau nei 20 % etanolio, daugeliu atvejų reikia pakeisti transporto priemonės uždegimo sistemą. Automobilių gamintojai gamina automobilius, kurie gali važiuoti ir benzinu, ir E85. Tokie automobiliai vadinami „Flex-Fuel“. Brazilijoje tokie automobiliai vadinami „hibridiniais“. Rusų kalba nėra vardo. Dauguma šiuolaikinių transporto priemonių palaiko tokių degalų naudojimą arba pasirinktinai pagal pageidavimą. 2005 m. daugiau nei 5 milijonai automobilių JAV turėjo hibridinius variklius. 2006 metų pabaigoje JAV veikė 6 mln. transporto priemonių su tokiais varikliais. Bendras automobilių parkas sudaro 230 milijonų automobilių. 1200 degalinių parduoda E85 (2007 m. gegužės mėn.). Iš viso JAV automobilių degalais prekiauja apie 170 000 degalinių. Brazilijoje apie 29 000 degalinių parduoda etanolį.

ekonomika

Dėl Brazilijos etanolio kainos (apie 0,19 USD už litrą 2006 m.) jį naudoti ekonomiškai naudinga.

Aplinkosaugos aspektai

Bioetanolis kaip kuras dažnai vadinamas „neutraliu“ kaip šiltnamio efektą sukeliančių dujų šaltinis. Jame yra nulinis anglies dioksido balansas, nes jį gaminant fermentacijos ir vėlesnio degimo metu išsiskiria tiek CO 2, kiek anksčiau iš atmosferos pasiimdavo jį gaminti naudojami augalai. Tačiau norint rektifikuoti etanolį, reikia papildomų energijos, gaunamos naudojant vieną iš „tradicinių“ metodų (įskaitant iškastinio kuro deginimą), sąnaudas. 2006 m. JAV naudojant etanolį šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija sumažėjo maždaug 8 mln. tonų (CO 2 ekvivalentu), o tai maždaug prilygsta 1,21 mln. automobilių metiniam išmetimui.

Sauga ir reguliavimas

• Etanolis yra degi medžiaga, jo garų mišinys su oru yra sprogus.
• Sintetinis etilo alkoholis, techninis ir maistinis, netinkamas alkoholio gaminių gamybai, yra įtrauktas į toksinių medžiagų sąrašą pagal 234 straipsnį ir kitus Rusijos Federacijos baudžiamojo kodekso straipsnius.
• Nuo 2005 m. mažmeninė prekyba alkoholiu Rusijoje uždrausta (išskyrus Tolimosios Šiaurės regionus).

Etanolio poveikis žmogaus organizmui

Priklausomai nuo dozės, koncentracijos, patekimo į organizmą būdo ir poveikio trukmės, etanolis taip pat gali turėti narkotinį ir toksinį poveikį. Pagal narkotinį poveikį nurodomas jo gebėjimas sukelti komą, stuporą, nejautrumą skausmui, centrinės nervų sistemos slopinimą, alkoholinį susijaudinimą, priklausomybę, taip pat anestezinį poveikį. Veikiant etanoliui, endorfinai išsiskiria nucleus accumbens (Nucleus accumbens), sergantiesiems alkoholizmu – ir orbitofrontalinėje žievėje (10 laukas). Tačiau teisiniu požiūriu etilo alkoholis nepripažįstamas kaip narkotikas, nes ši medžiaga nėra įtraukta į 1988 m. JT konvencijos tarptautinį kontroliuojamų medžiagų sąrašą. Tam tikromis dozėmis kūno svoris ir koncentracija sukelia ūmų apsinuodijimą ir mirtį (mirtina vienkartinė dozė - 4-12 gramų etanolio vienam kilogramui kūno svorio). Pagrindinis etanolio metabolitas acetaldehidas yra toksiškas, mutageniškas ir kancerogeninis. Eksperimentuose su gyvūnais yra įrodymų, kad acetaldehidas yra kancerogeniškas; be to, acetaldehidas pažeidžia DNR. Ilgalaikis etanolio vartojimas gali sukelti tokias ligas kaip kepenų cirozė, gastritas, skrandžio opos, skrandžio vėžys ir stemplės vėžys, t.y. yra kancerogenas, širdies ir kraujagyslių liga. Etanolio naudojimas gali sukelti oksidacinį smegenų neuronų pažeidimą, taip pat jų mirtį dėl kraujo ir smegenų barjero pažeidimo. Piktnaudžiavimas alkoholiu gali sukelti klinikinę depresiją ir alkoholizmą. Nedideliais kiekiais etanolis gali būti susintetintas virškinimo trakto spindyje, kai mikroorganizmai fermentuoja angliavandenius turintį maistą (sąlyginis endogeninis alkoholis). Biocheminių reakcijų buvimas su etanolio sinteze žmogaus kūno audiniuose (tikrasis endogeninis alkoholis) laikomas įmanomu, tačiau iki šiol neįrodyta. Endogeninio alkoholio kiekis retai viršija 0,18 promilės, o tai yra ant moderniausių prietaisų jautrumo ribos. Paprastas alkotesteris tokių kiekių nustatyti negali.

Etanolio rūšys ir prekės ženklai

• Rektifikuotas (tiksliau rektifikuotas alkoholis) – tai etilo alkoholis, išgrynintas rektifikacijos būdu, turi 95,57%, cheminė formulė C 2 H 5 OH. Jis gali būti gaminamas pagal GOST 18300-72 (TSRS Gosstandart, rektifikuoto etilo alkoholio techninės specifikacijos) ir GOST 5964-82; GOST 5964-93. Priklausomai nuo gryninimo laipsnio, techninį rektifikuotą etilo alkoholį gamina „Extra“ prekės ženklas ir dvi rūšys: aukščiausios ir pirmosios.
• Absoliutus etilo alkoholis – alkoholio kiekis> 99,9%.
• Medicininis alkoholis - alkoholio kiekis 96,4-96,7%.

Vardų etimologija

Šiai medžiagai nurodyti naudojami keli pavadinimai. Techniškai teisingiausias terminas yra etanolis arba etilo alkoholis. Tačiau plačiai paplito pavadinimai alkoholis, vyno spiritas arba tiesiog alkoholis, nors spiritas, arba alkoholiai, yra platesnė medžiagų klasė.

Termino "etanolis" etimologija

Pavadinimai etanolis ir etilo alkoholis rodo, kad šio junginio pagrindas yra etano etilo radikalas. Tuo pačiu pavadinime esantis žodis alkoholis (priesaga -ol) nurodo alkoholiams būdingos hidroksilo grupės (-OH) kiekį.

Vardo "alkoholis" etimologija

Alkoholio pavadinimas kilęs iš arabų kalbos. الكحل‎ al-kuhul, tai yra smulkūs milteliai, gauti sublimacijos būdu, miltelių pavidalo stibis, milteliai akių vokams dažyti. Žodis „alkoholis“ į rusų kalbą atėjo per vokišką versiją. alkoholio. Tačiau rusų kalboje, matyt, archaizmo pavidalu išliko žodžio „alkoholis“ homonimas, reiškiantis „smulkius miltelius“.

Žodžio "alkoholis" etimologija

Etanolio vyno alkoholio pavadinimas kilęs iš lot. spiritus vini (vyno spiritas). Žodis „alkoholis“ į rusų kalbą atkeliavo per anglų kalbą. dvasia. Anglų kalboje žodis „alkoholis“ šia prasme buvo vartojamas jau XIII amžiaus viduryje, o tik nuo 1610 m. žodį „alkoholis“ pradėjo vartoti alchemikai, žyminti lakias medžiagas, o tai atitinka pagrindinę alkoholio reikšmę. žodis „spiritus“ (garinimas) lotynų kalba. Iki 1670-ųjų žodžio reikšmė susiaurėjo iki „skysčiai su dideliu alkoholio procentu“, o lakieji skysčiai buvo vadinami eteriais.