13.12.2017 Doctor Evgenia Aleksandrovna Miroshnikova 0

Etanol: proprietăți și aplicații

Etanolul este o substanță cu miros și gust caracteristic. A fost obținut mai întâi ca rezultat al unei reacții de fermentație. Pentru acestea din urmă s-au folosit diverse produse: cereale, legume, fructe de pădure. Apoi oamenii au stăpânit procesele de distilare și metodele de obținere a unei soluții de alcool mai concentrată. Etanolul (precum și analogii săi) este utilizat pe scară largă datorită complexului proprietăților sale. A evita impact periculos pe corp, ar trebui să cunoașteți caracteristicile substanței și specificul utilizării acesteia.

Etanolul (al doilea nume este alcool de vin) este un alcool monohidric, adică conține doar un atom. nume latin- Etanol. Formula - C2H5OH. Acest alcool este folosit în diverse industrii: industrie, cosmetologie, stomatologie, farmaceutică.

Etanolul a devenit baza pentru producerea diferitelor băuturi alcoolice. Acest lucru a devenit posibil datorită capacității moleculei sale de a deprima sistemul nervos central. Conform documentelor de reglementare, alcoolul etilic rectificat are GOST 5962-2013. Ar trebui să se distingă de versiunea tehnică a lichidului, care este utilizat în principal în scopuri industriale. Producția și depozitarea produselor alcoolice se realizează sub controlul organelor de stat.

Beneficiile și daunele unei substanțe

Etanol atunci când este utilizat în doze strict limitate, este util pentru organism. Îl puteți cumpăra într-o farmacie doar cu prescripția medicului. Pretul variaza in functie de capacitate. Beneficiile etanolului se manifestă în:

• normalizarea functionarii tractului digestiv;
• prevenirea bolilor miocardice;
• normalizarea circulației sanguine;
• subțierea sângelui;
• reducerea sindromului durerii.

Ca urmare a utilizării regulate a substanței în organism, se observă lipsa de oxigen. Datorită morții rapide a celulelor creierului, apare afectarea memoriei, sensibilitatea la durere scade. Impact negativ asupra organe interne manifestată în dezvoltarea diferitelor boli concomitente. Consumul excesiv de alcool este periculos cu otrăvire severă și debutul comei.
Alcoolismul se caracterizează prin dezvoltarea dependenței atât fizice, cât și psihice. În absența tratamentului și a încetării consumului de substanțe care conțin alcool, are loc degradarea personală, legăturile sociale cu drepturi depline sunt încălcate.

Proprietăți

Etanolul este un metabolit natural. Aceasta constă în capacitatea sa de a fi sintetizată în corpul uman.

Grupul de proprietăți al alcoolului de vin poate fi împărțit în trei categorii:

1. fizic;
2. chimic;
3. incendiu periculos.

Formula de etanol

Prima categorie include o descriere aspectși alți parametri fizici. În condiții normale, etanolul este volatil, diferă de alte substanțe prin aroma sa particulară și gustul arzător. Greutatea unui litru de lichid este de 790 de grame.

Dizolvă bine diverse substanțe organice. Punctul de fierbere este de 78,39 °C. Densitatea etanolului (măsurată cu un hidrometru) este mai mică decât cea a apei, deci este mai ușoară.

Alcoolul etilic este inflamabil și se poate aprinde rapid. Când arde, flacăra este albastră. Datorită acestei proprietăți chimice, etanolul poate fi ușor distins de alcoolul metilic, care este o otravă pentru oameni. Acesta din urmă, atunci când este aprins, are o flacără verde.

Pentru a determina vodca făcută cu metanol acasă, trebuie să încălziți un fir de cupru și să-l coborâți în vodcă (o lingură este suficientă). Mirosul de mere putrede este un semn de alcool etilic, mirosul de formaldehidă indică prezența metanolului.

Etanolul este o substanță inflamabilă, deoarece temperatura sa de aprindere este de numai 18°C. Prin urmare, atunci când intră în contact cu substanța, încălzirea acesteia trebuie evitată.

Cu abuzul de etanol, acesta are un efect nociv asupra organismului. Acest lucru se datorează mecanismelor care declanșează aportul oricărui alcool. Un amestec de apă și alcool provoacă eliberarea hormonului endorfină.

Aceasta contribuie la efectul sedativ-hipnotic, adică la suprimarea conștiinței. Acesta din urmă se exprimă în predominanța proceselor de inhibiție, care se manifestă prin simptome precum reacția redusă, inhibarea mișcărilor și a vorbirii. O supradoză de etanol se caracterizează la început prin apariția excitației, care este apoi înlocuită de procese de inhibiție.

Poveste scurta

Etanolul a fost folosit încă din neolitic. Dovadă în acest sens sunt urmele de băuturi alcoolice găsite în China pe ceramică veche de aproximativ 9.000 de ani. Etanolul a fost produs pentru prima dată în secolul al XII-lea în Salerno. Era un amestec de apă și alcool.

Produsul pur a fost obținut în 1796 de către Johann Tobias Lovitz. Omul de știință a folosit cărbune activ pentru filtrare. Pentru ani această metodă de obţinere a alcoolului era singura.
Ulterior, formula pentru etanol a fost calculată de Nicol-Théodore de Saussure. Descrierea substanței ca compus de carbon a fost dată de Antoine Lavoisier. Secolele XIX-XX sunt caracterizate ca o perioadă de studiu atent al etanolului, când proprietățile sale au fost descrise în detaliu. Datorită celui din urmă, a primit aplicare largăîn diverse domenii ale vieții umane.

Care este pericolul etanolului?

Etanolul este una dintre acele substanțe, a cărei necunoaștere a proprietăților poate duce la consecințe negative. Prin urmare, înainte de a-l folosi, ar trebui să vă familiarizați cu care este pericolul alcoolului de vin.

Poți bea?

Utilizarea alcoolului în compoziția băuturilor alcoolice este permisă cu o singură condiție: bea rar și în doze mici. Odată cu abuzul, are loc dezvoltarea dependenței fizice și mentale, adică alcoolismul.

Utilizarea necontrolată a băuturilor care conțin alcool (atunci când concentrația de etanol este de 12 grame per 1 kilogram de greutate corporală) provoacă o intoxicație severă a organismului, care, în absența unui timp în timp util. îngrijire medicală poate provoca moartea.

Bea etanol în formă pură este interzis.

Ce boli provoacă?

Când se utilizează etanol, produsele degradării acestuia în organism sunt de mare pericol. Una dintre ele este acetaldehida, care aparține substanțelor toxice și mutagene. Proprietățile cancerigene provoacă dezvoltarea patologiilor oncologice.

Consumul excesiv de alcool etilic este periculos:

• tulburări de memorie;
• moartea celulelor creierului;
• disfuncție a tractului digestiv (gastrită, ulcer duodenal);
• dezvoltarea bolilor hepatice (ciroză), rinichilor;
• disfuncție a miocardului și a vaselor de sânge (accident vascular cerebral, infarct);
• degradarea personală;
• procese ireversibile în sistemul nervos central.

Aplicație

O gamă largă de caracteristici ale etanolului a asigurat utilizarea acestuia în diverse direcții. Cele mai populare dintre ele sunt următoarele:

1. Ca combustibil pentru mașini. Utilizarea alcoolului etilic ca combustibil pentru motor este asociată cu numele lui Henry Ford. În 1880, a creat prima mașină care funcționa cu etanol. După aceea, substanța a început să fie folosită pentru funcționarea motoarelor de rachetă, diferite dispozitive de încălzire.
2. Industria chimica. Etanolul este folosit pentru a produce alte substanțe, cum ar fi etilena. Fiind un solvent excelent, alcoolul etilic este folosit în producția de lacuri, vopsele și produse chimice de uz casnic.
3. Industria farmaceutica. În acest domeniu, etanolul este utilizat în moduri diferite. Proprietățile dezinfectante ale alcoolului medical îi permit să fie utilizat pentru tratarea câmpului chirurgical, a mâinilor chirurgului. Se folosește pentru reducerea manifestărilor febrei, ca bază pentru comprese, tincturi. Etanolul este un antidot care ajută la intoxicația cu metanol și etilenglicol. A găsit utilizare ca antispumant în furnizarea de oxigen sau ventilația mecanică.
4. Industria cosmetică. Producătorii de produse cosmetice și de parfum includ etanol în diferite colonii, apă de toaletă, aerosoli, șampoane și alte produse de îngrijire a pielii și a corpului.
5. Industria alimentară. Alcoolul etilic este folosit ca ingredient principal în băuturile alcoolice. Se găsește în alimentele care au fost obținute prin procese de fermentație. Este folosit ca solvent pentru diferite arome și conservant în producția de pâine, chifle și produse de cofetărie. Alcoolul etilic este aditiv alimentar E1510.
6. Alte direcții. Alcoolul de vin este utilizat pentru lucrul cu preparate de natură biologică.

Interacțiunea cu alte substanțe

Conform instrucțiunilor de utilizare, etanol la utilizare simultană poate spori efectul medicamentelor care deprimă centrala sistem nervos, procese circulatorii, centru respirator.
Interacțiunea cu unele substanțe este indicată în tabel.

Etanolul, în funcție de aplicarea sa, poate fi atât util, cât și dăunător. Odată cu utilizarea regulată a alcoolului care conține alcool etilic, se formează dependența. Prin urmare, utilizarea băuturilor tari ca antidepresive nu ar trebui să devină un obicei.

alcooli(sau alcanoli) sunt substanțe organice ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări hidroxil (grupări -OH) legate de un radical hidrocarburic.

Clasificarea alcoolului

După numărul de grupări hidroxil(atomicitatea) alcoolii se împart în:

monoatomic, de exemplu:

Diatomic(glicoli), de exemplu:

Triatomic, de exemplu:

După natura radicalului de hidrocarbură se disting următoarele alcooli:

Limită care conțin doar radicali de hidrocarburi saturate în moleculă, de exemplu:

Nelimitat care conțin legături multiple (duble și triple) între atomii de carbon din moleculă, de exemplu:

aromatice, adică alcooli care conțin un inel benzenic și o grupare hidroxil în moleculă, prieten legat cu un prieten nu direct, ci prin atomi de carbon, de exemplu:

Substanțele organice care conțin grupări hidroxil în moleculă, legate direct de atomul de carbon al inelului benzenic, diferă semnificativ în proprietăți chimice de alcooli și, prin urmare, se remarcă într-o clasă independentă de compuși organici - fenoli.

De exemplu:

Există, de asemenea, poliatomici (alcooli polihidroxilici) care conțin mai mult de trei grupări hidroxil în moleculă. De exemplu, cel mai simplu hexaol cu ​​șase alcool hidric (sorbitol)

Nomenclatura și izomeria alcoolilor

La formarea denumirilor de alcooli, la numele hidrocarburii corespunzătoare alcoolului se adaugă sufixul (generic) -. ol.

Numerele de după sufix indică poziția grupării hidroxil în lanțul principal și prefixele di-, tri-, tetra- etc. - numărul lor:

În numerotarea atomilor de carbon din lanțul principal, poziția grupării hidroxil are prioritate față de poziția legăturilor multiple:

Pornind de la al treilea membru al seriei omoloage, alcoolii au o izomerie a poziției grupei funcționale (propanol-1 și propanol-2), iar din al patrulea - izomeria scheletului de carbon (butanol-1, 2-metilpropanol). -1). Ele sunt, de asemenea, caracterizate prin izomerie interclasă - alcoolii sunt izomeri la eteri:

Să dăm un nume alcoolului, a cărui formulă este dată mai jos:

Nume ordine de construcție:

1. Lanțul de carbon este numerotat de la capătul de care este mai aproape gruparea -OH.
2. Lanțul principal conține 7 atomi de C, deci hidrocarbura corespunzătoare este heptanul.
3. Numărul de grupuri -OH este 2, prefixul este „di”.
4. Grupările hidroxil sunt la 2 și 3 atomi de carbon, n = 2 și 4.

Denumirea alcoolului: heptandiol-2,4

Proprietățile fizice ale alcoolilor

Alcoolii pot forma legături de hidrogen atât între moleculele de alcool, cât și între moleculele de alcool și apă. Legăturile de hidrogen apar în timpul interacțiunii dintre un atom de hidrogen parțial încărcat pozitiv al unei molecule de alcool și un atom de oxigen parțial încărcat negativ al unei alte molecule.Datorită legăturilor de hidrogen dintre molecule, alcoolii au puncte de fierbere care sunt anormal de ridicate pentru greutatea lor moleculară. Astfel, propanul cu o greutate moleculară relativă de 44 at conditii normale este un gaz, iar cel mai simplu dintre alcooli este metanolul, având o greutate moleculară relativă de 32, în condiții normale un lichid.

Membrii inferiori și mijlocii ai seriei de limitare alcooli monohidroxilici conţinând de la 1 până la 11 atomi de carbon-lichid.alcooli superiori (începând cu C12H25OH) solide la temperatura camerei. Alcoolii inferiori au un miros de alcool si un gust de ars, sunt foarte solubili in apa.Pe masura ce radicalul de carbon creste, solubilitatea alcoolilor in apa scade, iar octanolul nu mai este miscibil cu apa.

Proprietățile chimice ale alcoolilor

Proprietăți materie organică determinate de compoziția și structura lor. Alcoolurile confirmă regula generala. Moleculele lor includ grupări hidrocarburi și hidroxil, astfel încât proprietățile chimice ale alcoolilor sunt determinate de interacțiunea acestor grupări între ele.

Proprietățile caracteristice acestei clase de compuși se datorează prezenței unei grupări hidroxil.

1. Interacțiunea alcoolilor cu metalele alcaline și alcalino-pământoase. Pentru a identifica efectul unui radical de hidrocarbură asupra unei grupări hidroxil, este necesar să se compare proprietățile unei substanțe care conține o grupare hidroxil și un radical hidrocarbură, pe de o parte, și o substanță care conține o grupare hidroxil și care nu conține un radical hidrocarbură. , pe de altă parte. Astfel de substanțe pot fi, de exemplu, etanol (sau alt alcool) și apă. Hidrogenul din grupa hidroxil a moleculelor de alcool și a moleculelor de apă poate fi redus cu metale alcaline și alcalino-pământoase (înlocuite de acestea)
2. Interacțiunea alcoolilor cu halogenuri de hidrogen.Înlocuirea grupării hidroxil cu un halogen duce la formarea haloalcanilor. De exemplu:
   Această reacție este reversibilă.
3. Deshidratare intermolecularăalcooli- separarea unei molecule de apă din două molecule de alcool atunci când este încălzită în prezența agenților de eliminare a apei:
   Ca urmare a deshidratării intermoleculare a alcoolilor, eteri. Deci, atunci când alcoolul etilic este încălzit cu acid sulfuric la o temperatură de 100 până la 140 ° C, se formează dietil (sulf) eter.
   
4. Interacțiunea alcoolilor cu acizii organici și anorganici pentru a forma esteri (reacție de esterificare)
   
   Reacția de esterificare este catalizată de acizi anorganici puternici. De exemplu, când alcoolul etilic și acidul acetic reacţionează, se formează acetat de etil:
   
   
5. Deshidratarea intramoleculară a alcoolilor apare atunci când alcoolii sunt încălziți în prezența agenților de deshidratare la o temperatură mai mare decât temperatura de deshidratare intermoleculară. Ca rezultat, se formează alchene. Această reacție se datorează prezenței unui atom de hidrogen și a unei grupări hidroxil la atomii de carbon vecini. Un exemplu este reacția de obținere a etenei (etilenei) prin încălzirea etanolului peste 140 ° C în prezența acidului sulfuric concentrat:
   
6. Oxidarea alcoolului de obicei, se efectuează cu agenți oxidanți puternici, de exemplu, dicromat de potasiu sau permanganat de potasiu într-un mediu acid. În acest caz, acțiunea agentului de oxidare este direcționată către atomul de carbon care este deja asociat cu gruparea hidroxil. În funcție de natura alcoolului și de condițiile de reacție, se pot forma diverși produși. Deci, alcoolii primari sunt oxidați mai întâi în aldehide și apoi în acizi carboxilici:
   Când alcoolii secundari sunt oxidați, se formează cetone:
   
   Alcoolii terțiari sunt destul de rezistenți la oxidare. Cu toate acestea, în condiții dure (oxidant puternic, căldură) este posibilă oxidarea alcoolilor terțiari, care are loc odată cu ruperea legăturilor carbon-carbon cele mai apropiate de gruparea hidroxil.
7. Dehidrogenarea alcoolilor. Când vaporii de alcool sunt trecuți la 200-300 ° C peste un catalizator metalic, cum ar fi cuprul, argintul sau platina, alcoolii primari sunt transformați în aldehide, iar cei secundari în cetone:
   
   
8. Reacția calitativă la alcoolii polihidroxilici.
   Prezența mai multor grupări hidroxil într-o moleculă de alcool în același timp se datorează proprietăți specifice alcooli polihidroxici, care sunt capabili să formeze compuși complecși solubili în apă albastru strălucitor atunci când interacționează cu un precipitat proaspăt de hidroxid de cupru (II). Pentru etilenglicol, puteți scrie:
   
   Alcoolii monohidroxilici nu sunt capabili să intre în această reacție. Prin urmare, este o reacție calitativă la alcoolii polihidroxilici.
   

Obținerea de alcool:

Utilizarea alcoolilor

metanol(alcool metilic CH 3 OH) este un lichid incolor cu un miros caracteristic și un punct de fierbere de 64,7 ° C. Arde cu o flacără ușor albăstruie. Denumirea istorică de metanol - alcool de lemn se explică prin una dintre modalitățile de obținere a acestuia prin metoda de distilare a lemnelor de esență tare (greacă methy - vin, a se îmbăta; hule - substanță, lemn).

Metanolul necesită o manipulare atentă atunci când se lucrează cu el. Sub acțiunea enzimei alcool dehidrogenază, acesta este transformat în organism în formaldehidă și acid formic, care afectează retina, provoacă moartea nervului optic și pierderea completă a vederii. Ingestia a mai mult de 50 ml de metanol provoacă moartea.

etanol(alcool etilic C 2 H 5 OH) este un lichid incolor cu un miros caracteristic și un punct de fierbere de 78,3 ° C. combustibil Miscibil cu apă în orice raport. Concentrația (tăria) alcoolului este de obicei exprimată ca procent în volum. Alcoolul „pur” (medical) este un produs obținut din materii prime alimentare și care conține 96% (în volum) etanol și 4% (în volum) apă. Pentru a obține etanol anhidru - „alcool absolut”, acest produs este tratat cu substanțe care leagă chimic apa (oxid de calciu, sulfat de cupru anhidru (II) etc.).

Pentru a face alcoolul folosit în scopuri tehnice impropriu pentru băut, se adaugă și se colorează mici cantități de substanțe otrăvitoare, cu miros urât și cu gust dezgustător, greu de separat. Alcoolul care conține astfel de aditivi se numește spirt denaturat sau metilat.

Etanolul este utilizat pe scară largă în industrie pentru producția de cauciuc sintetic, medicamente, utilizate ca solvent, face parte din lacuri și vopsele, parfumuri. În medicină, alcoolul etilic este cel mai important dezinfectant. Folosit pentru a face băuturi alcoolice.

Cantități mici de alcool etilic, atunci când sunt ingerate, reduc sensibilitatea la durere și blochează procesele de inhibiție în cortexul cerebral, provocând o stare de ebrietate. În această etapă a acțiunii etanolului, separarea apei în celule crește și, în consecință, formarea urinei este accelerată, rezultând deshidratarea organismului.

În plus, etanolul provoacă dilatarea vaselor de sânge. Fluxul sanguin crescut în capilarele pielii duce la înroșirea pielii și la o senzație de căldură.

În cantități mari, etanolul inhibă activitatea creierului (etapa de inhibiție), provoacă o încălcare a coordonării mișcărilor. Un produs intermediar al oxidării etanolului din organism - acetaldehida - este extrem de toxic și provoacă otrăvire severă.

Utilizarea sistematică a alcoolului etilic și a băuturilor care îl conțin duce la o scădere persistentă a productivității creierului, moartea celulelor hepatice și înlocuirea acestora cu țesut conjunctiv - ciroza hepatică.

Etandiol-1,2(etilen glicol) este un lichid vâscos incolor. Otrăvitoare. Liber solubil în apă. Soluțiile apoase nu cristalizează la temperaturi semnificativ sub 0 ° C, ceea ce îi permite să fie utilizat ca componentă a lichidelor de răcire care nu îngheață - antigel pentru motoarele cu ardere internă.

Prolactriol-1,2,3(glicerina) - un lichid vâscos siropos, cu gust dulce. Liber solubil în apă. Ne volatil Ca parte integrantă a esterilor, face parte din grăsimi și uleiuri.

Folosit pe scară largă în industria cosmetică, farmaceutică și alimentară. In cosmetica, glicerina joaca rolul de agent emolient si calmant. Se adaugă în pasta de dinți pentru a preveni uscarea acesteia.

Glicerina este adăugată în produsele de cofetărie pentru a preveni cristalizarea acestora. Se pulverizeaza pe tutun, caz in care actioneaza ca un umectant, impiedicand uscarea si sfaramarea frunzelor de tutun inainte de procesare. Se adaugă la adezivi pentru a le împiedica să se usuce prea repede și la materiale plastice, în special celofan. În acest din urmă caz, glicerina acționează ca un plastifiant, acționând ca un lubrifiant între moleculele de polimer și astfel conferă plasticului flexibilitatea și elasticitatea necesare.

În lumea modernă, etilul este pe primul loc printre produsele sintezei organice. este folosit cu succes nu numai pentru fabricarea băuturilor alcoolice, ci este și indispensabil în industrii precum cosmetologia și medicina. În acest sens, aparține categoriei de puternici din punct de vedere economic, care are o importanță deosebită atunci când alegeți o metodă de producție. Din moment ce banca școlii este cunoscută de toată lumea formula cu alcool- C2H5OH, dar cum se obține?

Există 2 moduri de a face alcool - prin fermentație și o metodă sintetică (hidratarea etilenei).

Fermentarea alcoolică este o metodă cunoscută încă din cele mai vechi timpuri. Produsele organice care conțin carbohidrați, cum ar fi strugurii, diverse fructe, sunt fermentate de drojdii și bacterii. Amidonul, cartofii, orezul, porumbul sunt procesate în mod similar. În soluția obținută după fermentare se observă un conținut scăzut de etanol - până la 15%, deoarece drojdia moare în soluții mai concentrate. Prin urmare, etanolul este ulterior purificat și concentrat prin distilare.

Contemporan producția de alcool din materii prime alimentare are mai multe etape:
- materiile prime care contin amidon, iar acestea sunt boabele de secara, grau, cartofi, porumb sunt supuse macinarii;
- fermentare - în această etapă, amidonul este descompus în zaharuri;
- fermentare - cu ajutorul drojdiei se fermentează zahărul, în urma căruia se acumulează alcool în piure;

- rectificarea - filtrarea si purificarea solutiei rezultate.
După finalizarea tuturor etapelor de producție, conținutul de etanol din soluție atinge 95,6%.
În funcție de gradul de purificare din diferite impurități, alcoolul etilic este împărțit în categorii: gradul întâi, alcool de cea mai înaltă puritate, bază, Extra, Lux și Alpha (vezi).

În industrie, alcoolul etilic se obține din lemn, paie - adică materii prime care conțin celuloză. Celuloza este supusă procesului de hidroliză, adică descompunerii constituenților soluției cu ajutorul apei în scopul formării noi. Takova formula cu alcool obtinut prin hidratare: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Imediat după prelucrarea materiilor prime, etanolul conține diverse impurități. Purificarea este necesară pentru utilizarea industrială, alimentară și farmacologică ulterioară. Alcoolul etilic este un lichid limpede, fără particule străine. Fiecare tip de alcool are un gust și un miros specific, în funcție de materia primă din care este fabricat. Cum curatare mai buna alcool, cu cât este mai mare gradul său și, în consecință, cu atât este mai mare cetatea. Alcoolul rectificat, care a trecut toate gradele de purificare, este diluat cu apă dedurizată, obținând o concentrație de 95% - această soluție se consumă alcool etilic.

Alcoolul etilic sau alcoolul de vin este un reprezentant larg răspândit al alcoolilor. Sunt cunoscute multe substanțe care conțin oxigen împreună cu carbon și hidrogen. Dintre compușii care conțin oxigen, sunt interesat în primul rând de clasa alcoolilor.

Etanol

Proprietățile fizice ale alcoolului . Alcoolul etilic C 2 H 6 O este un lichid incolor cu un miros deosebit, mai ușor decât apa (gravitate specifică 0,8), fierbe la o temperatură de 78 °,3, ​​dizolvă bine multe substanțe anorganice și organice. Alcoolul rectificat conține 96% alcool etilic și 4% apă.

Structura moleculei de alcool .În funcție de valența elementelor, formula C 2 H 6 O corespunde a două structuri:

Pentru a decide care dintre formule corespunde de fapt alcoolului, să trecem la experiență.

Pune o bucată de sodiu într-o eprubetă cu alcool. Va începe imediat o reacție, însoțită de evoluția gazului. Este ușor de stabilit că acest gaz este hidrogen.

Acum haideți să organizăm experimentul astfel încât să putem determina câți atomi de hidrogen sunt eliberați în timpul reacției din fiecare moleculă de alcool. Pentru a face acest lucru, adăugați o anumită cantitate de alcool, de exemplu, 0,1 grame-moleculă (4,6 grame), într-un balon cu bucăți mici de sodiu (Fig. 1) picătură cu picătură dintr-o pâlnie. Hidrogenul eliberat din alcool deplasează apa din balonul cu două gâturi în cilindrul de măsurare. Volumul de apă deplasat în cilindru corespunde volumului de hidrogen eliberat.

Fig.1. Experiență cantitativă în obținerea hidrogenului din alcool etilic.

Deoarece 0,1 grame-molecule de alcool au fost luate pentru experiment, se poate obține hidrogen (în termeni de conditii normale) aproximativ 1,12 litri. Aceasta înseamnă că sodiul înlocuiește 11,2 litri, adică o jumătate de moleculă de gram, cu alte cuvinte 1 atom de hidrogen gram. În consecință, doar un atom de hidrogen este înlocuit de sodiu din fiecare moleculă de alcool.

Evident, în molecula de alcool, acest atom de hidrogen se află într-o poziție specială față de ceilalți cinci atomi de hidrogen. Formula (1) nu explică acest fapt. Potrivit acesteia, toți atomii de hidrogen sunt legați în mod egal de atomi de carbon și, după cum știm, nu sunt înlocuiți de sodiu metalic (sodiul este stocat într-un amestec de hidrocarburi - în kerosen). Dimpotrivă, formula (2) reflectă prezența unui atom într-o poziție specială: este legat de carbon printr-un atom de oxigen. Se poate concluziona că acest atom de hidrogen este cel mai puțin puternic legat de atomul de oxigen; se dovedește a fi mai mobil și este deplasat de sodiu. Prin urmare, formula structurală a alcoolului etilic este:

În ciuda mobilității mai mari a atomului de hidrogen al grupării hidroxil în comparație cu alți atomi de hidrogen, alcoolul etilic nu este un electrolit și nu se disociază în ioni într-o soluție apoasă.

Pentru a sublinia faptul că o moleculă de alcool conține o grupare hidroxil - OH, conectată la un radical de hidrocarbură, formulă moleculară alcoolul etilic se scrie astfel:

Proprietățile chimice ale alcoolului . Am văzut mai sus că alcoolul etilic reacţionează cu sodiul. Cunoscând structura alcoolului, putem exprima această reacție prin ecuația:

Produsul înlocuirii hidrogenului din alcool cu ​​sodiu se numește etoxid de sodiu. Poate fi izolat după reacție (prin evaporarea excesului de alcool) ca solid.

Când este aprins în aer, alcoolul arde cu o flacără albăstruie, abia vizibilă, eliberând multă căldură:

Dacă alcoolul etilic este încălzit într-un balon cu un frigider cu acid hidrohalic, de exemplu, cu HBr (sau un amestec de NaBr și H2SO4, care dă bromură de hidrogen în timpul reacției), atunci un lichid uleios va fi distilat - bromură de etil C2H5Br:

Această reacție confirmă prezența unei grupări hidroxil în molecula de alcool.

Când este încălzit cu acid sulfuric concentrat ca catalizator, alcoolul se deshidratează ușor, adică desparte apa (prefixul „de” indică separarea a ceva):

Această reacție este folosită pentru a produce etilenă în laborator. Cu o încălzire mai slabă a alcoolului cu acid sulfuric (nu mai mare de 140 °), fiecare moleculă de apă este separată din două molecule de alcool, ca urmare a formării eterului dietilic - un lichid inflamabil volatil:

Eterul dietil (uneori numit eter sulfuric) este folosit ca solvent (curățarea țesuturilor) și în medicină pentru anestezie. Aparține clasei eteri - substanțe organice, ale căror molecule sunt formate din doi radicali hidrocarburi legați printr-un atom de oxigen: R - O - R1

Utilizarea alcoolului etilic . Alcoolul etilic are o mare importanță practică. O mulțime de alcool etilic este cheltuită pentru producția de cauciuc sintetic conform metodei academicianului S. V. Lebedev. Prin trecerea vaporilor de alcool etilic printr-un catalizator special, se obține divinil:

care se poate polimeriza apoi în cauciuc.

Alcoolul este folosit pentru a produce coloranți, eter dietilic, diverse „esențe de fructe” și o serie de alte substanțe organice. Alcoolul ca solvent este folosit pentru fabricarea produselor de parfumerie, a multor medicamente. Prin dizolvarea rășinilor în alcool se prepară diverse lacuri. Puterea calorică mare a alcoolului determină utilizarea lui ca combustibil (combustibil auto = etanol).

Obținerea de alcool etilic . Producția mondială de alcool este măsurată în milioane de tone pe an.

O modalitate obișnuită de a obține alcool este fermentarea substanțelor zaharoase în prezența drojdiei. În aceste organisme vegetale inferioare (ciuperci) se produc substanțe speciale - enzime care servesc drept catalizatori biologici pentru reacția de fermentație.

Ca materii prime în producerea alcoolului se iau semințe de cereale sau tuberculi de cartofi bogați în amidon. Amidonul cu ajutorul malțului care conține enzima diastaza este mai întâi transformat în zahăr, care este apoi fermentat în alcool.

Oamenii de știință au muncit din greu pentru a înlocui materiile prime alimentare pentru producția de alcool cu ​​materii prime nealimentare mai ieftine. Aceste căutări au avut succes.

LA timpuri recente datorită faptului că se formează multă etilenă în timpul crăpăturii uleiului, oțelului

Reacția de hidratare a etilenei (în prezența acidului sulfuric) a fost studiată de A. M. Butlerov și V. Goryainov (1873), care au prezis și semnificația ei industrială. A fost dezvoltată și introdusă în industrie o metodă de hidratare directă a etilenei prin trecerea acesteia în amestec cu vapori de apă peste catalizatori solizi. Producția de alcool din etilenă este foarte economică, deoarece etilena face parte din gazele de cracare ale petrolului și ale altor gaze industriale și, prin urmare, este o materie primă disponibilă pe scară largă.

O altă metodă se bazează pe utilizarea acetilenei ca produs de pornire. Acetilena suferă hidratare prin reacția Kucherov, iar acetaldehida rezultată este redusă catalitic cu hidrogen în prezența nichelului la alcool etilic. Întregul proces de hidratare a acetilenei urmat de reducerea hidrogenului pe un catalizator de nichel la etanol poate fi reprezentat printr-o diagramă.

Serii omoloage de alcooli

Pe lângă alcoolul etilic, sunt cunoscuți și alți alcooli care îi sunt similari ca structură și proprietăți. Toate pot fi considerate ca derivați ai hidrocarburilor saturate corespunzătoare, în moleculele cărora un atom de hidrogen este înlocuit cu o grupare hidroxil:

Masa

hidrocarburi	Alcoolii	Punctul de fierbere al alcoolilor în ºC
Metan CH4	Metil CH30H	64,7
Etan C2H6	Etil C2H5OH sau CH3-CH2-OH	78,3
Propan C3H8	Propil C4H7OH sau CH3-CH2-CH2-OH	97,8
Butan C4H10	Butii C4H9OH sau CH3-CH2-CH2-OH	117

Fiind asemănători ca proprietăți chimice și diferiți între ei în compoziția moleculelor printr-un grup de atomi de CH 2, acești alcooli constituie o serie omoloagă. Comparând proprietăți fizice alcooli, în această serie, precum și în seria hidrocarburilor, observăm trecerea modificărilor cantitative în modificări calitative. Formula generală a alcoolilor din această serie R este OH (unde R este un radical de hidrocarbură).

Sunt cunoscuți alcooli, ale căror molecule includ mai multe grupări hidroxil, de exemplu:

Se numesc grupuri de atomi care determină proprietățile chimice caracteristice ale compușilor, adică funcția lor chimică grup functional.

Alcoolii sunt substanțe organice ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări hidroxil funcționale legate de un radical hidrocarburic. .

În compoziția lor, alcoolii diferă de hidrocarburi, corespunzând acestora prin numărul de atomi de carbon, prin prezența oxigenului (de exemplu, C 2 H 6 și C 2 H 6 O sau C 2 H 5 OH). Prin urmare, alcoolii pot fi considerați ca produse de oxidare parțială a hidrocarburilor.

Legătura genetică dintre hidrocarburi și alcooli

Este destul de dificil să oxidezi direct o hidrocarbură în alcool. În practică, este mai ușor să faci acest lucru prin hidrocarbura halogenată. De exemplu, pentru a obține alcool etilic, pornind de la etan C 2 H 6, puteți obține mai întâi bromură de etil prin reacția:

și apoi transformați bromura de etil în alcool prin încălzire cu apă în prezența alcaline:

În acest caz, este nevoie de alcalii pentru a neutraliza bromura de hidrogen rezultată și pentru a elimina posibilitatea reacției sale cu alcoolul, de exemplu. deplasați această reacție reversibilă la dreapta.

În mod similar, alcoolul metilic poate fi obținut conform schemei:

Astfel, hidrocarburile, derivații lor de halogen și alcoolii se află într-o relație genetică între ele (legături după origine).

Formula structurala

Formula adevărată, empirică sau brută: C2H6O

Compoziția chimică a etanolului

Greutate moleculară: 46,069

etanol(alcool metilic, alcool de lemn, carbinol, hidrat de metil, hidroxid de metil) - CH 3 OH, cel mai simplu alcool monohidric, un lichid toxic incolor. Etanolul este primul reprezentant al seriei omoloage de alcooli monohidroxilici.
alcool monohidroxilic cu formula C 2 H 5 OH (formula empirică C 2 H 6 O), o altă variantă: CH 3 -CH 2 -OH, al doilea reprezentant al seriei omoloage de alcooli monohidrați, în condiții standard, o substanță volatilă, inflamabilă. , lichid transparent incolor.
Componenta activă a băuturilor alcoolice, care este un deprimant - o substanță psihoactivă care deprimă sistemul nervos central uman.
Alcoolul etilic este, de asemenea, folosit ca combustibil, ca solvent, ca umplutură în termometrele cu alcool și ca dezinfectant (sau ca component al acestuia).

Chitanță

Există 2 moduri principale de a produce etanol - microbiologic (fermentarea alcoolului) și sintetic (hidratarea etilenei):

Fermentaţie

O metodă de producere a etanolului cunoscută încă din cele mai vechi timpuri este fermentarea alcoolică a produselor organice care conțin carbohidrați (struguri, fructe etc.) sub acțiunea enzimelor de drojdie și bacterii. Procesarea amidonului, cartofilor, orezului, porumbului arată similar; sursa de alcool combustibil este zahărul brut produs din trestie etc. Această reacție este destul de complicată, schema ei poate fi exprimată prin ecuația: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2.
Soluția obținută ca urmare a fermentației nu conține mai mult de 15% etanol, deoarece drojdia nu este viabilă în soluții mai concentrate. Etanolul astfel obținut trebuie purificat și concentrat, de obicei prin distilare.
Pentru a obține etanol prin această metodă, se folosesc cel mai adesea diferite tulpini de drojdie din specia Saccharomyces cerevisiae, ca mediu nutritiv pretratat. rumeguşși/sau o soluție derivată din acestea.
Producția industrială de alcool din materii prime biologice
Tehnologia industrială modernă pentru producerea alcoolului etilic din materii prime alimentare include următoarele etape:

• Pregătirea și măcinarea materiilor prime amidonoase - cereale (în primul rând secară, grâu), cartofi, porumb, mere etc.
• Fermentaţie. În această etapă, are loc descompunerea enzimatică a amidonului în zaharuri fermentabile. În aceste scopuri se folosesc preparate recombinate de alfa-amilază obținute prin bioinginerie - glucamilază, amilosutilină.
• Fermentaţie. Datorită fermentației zaharurilor de către drojdie, alcoolul se acumulează în piure.
• Bragorectificare. Se efectuează pe coloane de accelerare.

Deșeurile de la producția de fermentație sunt dioxid de carbon, depozite, fracțiune eter-aldehidă, alcool și uleiuri de fusel.
Alcoolul provenit de la instalația de distilare (BRU) nu este anhidru, conținutul de etanol din acesta este de până la 95,6%. În funcție de conținutul de impurități străine din acesta, este împărțit în următoarele categorii:

• Alfa
• Suplimentar
• bază
• cea mai înaltă purificare
• clasa 1

Productivitatea unei distilerii moderne este de aproximativ 30.000-100.000 de litri de alcool pe zi.

producerea de hidroliză

La scară industrială, alcoolul etilic se obține din materii prime care conțin celuloză (lemn, paie), care este prehidrolizată. Amestecul rezultat de pentoze și hexoze este supus fermentației alcoolice. In tari Europa de Vestși America, această tehnologie nu a fost răspândită, dar în URSS (acum în Rusia) a existat o industrie dezvoltată a drojdiei de hidroliză a furajelor și a etanolului de hidroliză.

Hidratarea cu etilenă

În industrie, alături de prima metodă, se folosește hidratarea cu etilenă. Hidratarea poate fi efectuată în două moduri:

• Hidratarea directă la o temperatură de 300 ° C, o presiune de 7 MPa, acid fosforic susținut pe silicagel, cărbune activ sau azbest este utilizat ca catalizator: CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
• hidratare prin etapa unui ester intermediar al acidului sulfuric, urmată de hidroliza acestuia (la o temperatură de 80-90 ° C și o presiune de 3,5 MPa): CH 2 \u003d CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH (acid etil sulfuric).
  CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4.

Această reacție este complicată de formarea eterului dietilic.

Purificarea cu etanol

Etanolul, obținut prin hidratare sau fermentare a etilenei, este un amestec apă-alcool care conține impurități. Purificarea este necesară pentru aplicațiile sale industriale, alimentare și farmacopee. Distilarea fracționată face posibilă obținerea etanolului cu o concentrație de aproximativ 95,6% (greutate); acest azeotrop de distilare inseparabil conține 4,4% apă (g/g) și are un punct de fierbere de 78,15°C. Distilarea eliberează etanolul atât de fracțiunile volatile, cât și de cele grele de substanțe organice (rezidu de distilare).

Alcool absolut

Alcoolul absolut este alcoolul etilic care practic nu conține apă. Fierbe la 78,39°C, în timp ce alcoolul rectificat care conține cel puțin 4,43% apă fierbe la 78,15°C. Obținut prin distilarea alcoolului apos care conține benzen și prin alte metode, de exemplu, alcoolul este tratat cu substanțe care reacționează cu apa sau absorb apa, cum ar fi var nestins CaO sau vitriol albastru calcinat CuSO4.

Proprietăți

Proprietăți fizice

Aspect: în condiții normale, este un lichid volatil incolor, cu miros caracteristic și gust de ars. Alcoolul etilic este mai ușor decât apa. Este un bun solvent pentru alte substanțe organice. Ar trebui evitată o greșeală populară: proprietățile alcoolului 95,57% și alcoolului absolut sunt adesea amestecate. Proprietățile lor sunt aproape aceleași, dar valorile încep să difere, începând cu a 3-a-4-a cifră semnificativă. Un amestec de 95,57% etanol + 4,43% apă este azeotrop, adică nu se separă în timpul distilării.

Proprietăți chimice

Un reprezentant tipic al alcoolilor monohidroxilici. combustibil Se aprinde usor. Cu acces suficient la aer, arde (datorită oxigenului său) cu o flacără ușoară albăstruie, formând produse de oxidare terminale - dioxid de carbon și apă:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Această reacție se desfășoară și mai viguros într-o atmosferă de oxigen pur.
În anumite condiții (temperatură, presiune, catalizatori), oxidarea controlată este posibilă (atât cu oxigen elementar, cât și cu mulți alți agenți oxidanți) la acetaldehidă, acid acetic, acid oxalic și alte produse, de exemplu:
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
Posedă proprietăți ușor acide, în special cu care interacționează în mod similar Metale alcaline, precum și magneziu, aluminiu și hidrurile acestora, eliberând hidrogen și formând etilați asemănătoare sărurilor, care sunt reprezentanți tipici ai alcoolaților:
2C 2 H 5 OH + 2K → 2C 2 H 5 OK + H 2.
C2H5OH + NaH → C2H5ONa + H2
Reacționează reversibil cu și unii compuși anorganici care conțin oxigen pentru a forma esteri:
C2H5OH + RCOOH → RCOOC2H5 + H2O
C2H5OH + HNO2 → C2H5ONO + H2O
Cu halogenuri de hidrogen (HCl, HBr, HI) intră în reacții reversibile de substituție nucleofilă:
C2H5OH + HX → C2H5X + H2O
Fără catalizatori, reacția cu HCI este relativ lentă; mult mai rapid - în prezența clorurii de zinc și a altor acizi Lewis.
În loc de halogenuri de hidrogen, halogenuri de fosfor și oxizi de halogen, clorură de tionil și alți reactivi pot fi utilizate pentru a înlocui gruparea hidroxil cu un halogen, de exemplu:
3C 2 H 5 OH + PCl 3 → 3C 2 H 5 Cl + H 3 PO 3
Etanolul în sine are și proprietăți nucleofile. În special, este relativ ușor de atașat la legături multiple activate, de exemplu:
C 2 H 5 OH + CH 2 \u003d CHCN → C 2 H 5 OCH 2 CH 2 CN,
reacționează cu aldehidele pentru a forma hemiacetali și acetali:
RCHO + C2H5OH → RCH(OH)OC2H5
RCH(OH)OC 2 H 5 + C 2 H 5 OH → RCH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Cu încălzire moderată (nu mai mare de 120 ° C) cu acid sulfuric concentrat sau alți agenți acizi de îndepărtare a apei, formează dietil eter:
2C2H5OH → C2H5-O-C2H5 + H2O
La încălzirea mai puternică cu acid sulfuric, precum și la trecerea vaporilor peste oxid de aluminiu încălzit la 350 ÷ 500 ° C, are loc o deshidratare mai profundă. În acest caz, se formează etilenă:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
La utilizarea catalizatorilor care conțin, alături de oxid de aluminiu, argint fin dispersat și alte componente, procesul de deshidratare poate fi combinat cu oxidarea controlată a etilenei cu oxigen elementar, în urma căreia, cu un randament satisfăcător, este posibilă implementarea unui proces într-o singură etapă pentru producerea oxidului de etilenă:
2CH 3 CH 2 OH + O 2 → 2C 2 H 4 O + 2H 2 O
În prezența unui catalizator care conține oxizi de aluminiu, siliciu, zinc și magneziu, acesta suferă o serie de transformări complexe cu formarea butadienei ca produs principal (reacția Lebedev):
2C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2
În 1932, pe baza acestei reacții, a fost organizată în URSS prima producție pe scară largă de cauciuc sintetic din lume.
Într-un mediu slab alcalin, formează o iodoformă:
C 2 H 5 OH + 4I 2 + 6NaHCO 3 → CHI 3 + HCOONa + 5NaI + 5H 2 O + 6CO 2
Această reacție are o oarecare importanță pentru determinarea calitativă și cantitativă a etanolului în absența altor substanțe care dau o reacție similară.

Proprietățile focului

Lichid incolor inflamabil; presiune abur saturat, kPa: log p = 7,81158-1918,508/(252,125+t) la temperaturi de la -31 la 78°С; căldură de ardere - 1408 kJ/mol; căldură de formare −239,4 kJ/mol; punctul de aprindere 13°C (cană închisă), 16°C (cană deschisă); punct de aprindere 18°C; temperatura de autoaprindere 400°C; limite de concentrație de propagare a flăcării 3,6-17,7% din volum; limitele de temperatură de propagare a flăcării: inferioară 11°С, superioară 41°С; concentraţie minimă flegmatizantă, % în volum: CO 2 - 29,5, H 2 O - 35,7, N 2 - 46; presiune maximă de explozie 682 kPa; viteza maxima creșterea presiunii 15,8 MPa/s; rata de epuizare 0,037 kg/(m2 s); maxim viteza normala propagarea flăcării - 0,556 m/s; energie minimă de aprindere - 0,246 MJ; conținut minim de oxigen exploziv 11,1% în volum.

Aplicație

Combustibil

Primul care a folosit etanol ca combustibil pentru motor a fost Henry Ford, care în 1880 a creat prima mașină alimentată cu etanol. Posibilitatea folosirii alcoolilor ca combustibil pentru motor a fost demonstrata si in 1902, cand peste 70 de motoare cu carburator care functionau pe etanol si amestecuri de etanol cu ​​benzina au fost expuse la un concurs la Paris. Etanolul poate fi folosit ca combustibil, inclusiv pentru motoarele de rachetă (de exemplu, etanolul apos de 75% a fost folosit ca combustibil în prima serie din lume rachetă balistică- Rachete germane „V-2” și sovietice timpurii proiectate de Korolev - de la R-1 la R-5), motoare cu ardere internă, aparate de încălzire de uz casnic, de camping și de laborator (așa-numitele „lămpi cu alcool”), plăcuțe de încălzire pt. turişti şi militari (autooxidare catalitică pe un catalizator de platină). Limitat (datorita higroscopicitatii sale) se foloseste in amestecuri cu combustibili lichizi petrolieri clasici. Este folosit pentru a produce combustibil și benzină de înaltă calitate - etil terț-butil eter, care este mai independent de materia organică fosilă decât MTBE.

Industria chimica

• servește drept materie primă pentru mulți substanțe chimice, cum ar fi acetaldehida, dietil eter, tetraetil plumb, acid acetic, cloroform, acetat de etil, etilena, etc.;
• utilizat pe scară largă ca solvent (în industria vopselelor și lacurilor, în producția de produse chimice de uz casnic și în multe alte domenii);
• este o componentă a antigelului și a spălătoarelor de parbriz;
• În produsele chimice de uz casnic, etanolul este folosit în detergenți și detergenți, în special pentru îngrijirea sticlei și a instalațiilor sanitare. Este un solvent pentru repellente.

Medicamentul

• în acțiunea sa, alcoolul etilic poate fi atribuit antisepticelor;
• ca dezinfectant și agent de uscare, extern;
• proprietățile de uscare și bronzare ale alcoolului etilic 96% sunt utilizate pentru tratarea câmpului chirurgical sau în unele metode de tratare a mâinilor chirurgului;
• solvent pentru medicamente, pentru prepararea tincturilor, extracte din materiale vegetale etc.;
• conservant pentru tincturi și extracte (concentrație minimă 18%);
• antispumant atunci când este furnizat oxigen, ventilație artificială a plămânilor;
• în comprese calde;
• pentru răcire fizică în timpul febrei (pentru frecare);
• componentă a anesteziei generale în situaţie de deficienţă medicamentele;
• ca antispumant pentru edem pulmonar sub formă de inhalare a unei soluții de 33%;
• Etanolul este un antidot pentru anumiți alcooli toxici, cum ar fi metanolul și etilenglicolul. Acțiunea sa se datorează faptului că enzima alcool dehidrogenază, în prezența mai multor substraturi (de exemplu, metanol și etanol), efectuează doar oxidare competitivă, datorită căreia, după aportul în timp util (aproape imediat, în urma aportului de metanol/etilen glicol) de etanol, concentrația actuală de metaboliți toxici scade (la metanol - formaldehidă și acid formic, la etilenglicol - acid oxalic).

Parfumuri si cosmetice

Este un solvent universal pentru diverse substanțe și componenta principală a parfumurilor, coloniilor, aerosolilor etc. Este inclus într-o varietate de produse, inclusiv paste de dinți, șampoane, produse de duș etc.

industria alimentară

Alături de apă, este componenta principală a băuturilor alcoolice (vodcă, vin, gin, bere etc.). De asemenea, este conținută în cantități mici într-un număr de băuturi obținute prin fermentare, dar neclasificate ca fiind alcoolice (chefir, kvas, koumiss, bere fără alcool etc.). Conținutul de etanol din chefirul proaspăt este neglijabil (0,12%), dar pe termen lung, mai ales într-un loc cald, poate ajunge la 1%. Koumiss conține 1-3% etanol (în puternic până la 4,5%), kvas - de la 0,5 la 1,2%.
Solvent pentru arome alimentare. Poate fi folosit ca conservant pentru produsele de panificație, precum și în industria de cofetărie.
Înregistrat ca aditiv alimentar E1510.
Valoarea energetică a etanolului este de 7,1 kcal/g.

Utilizarea etanolului ca combustibil pentru vehicule

Etanolul combustibil este împărțit în bioetanol și etanol obținut prin alte metode (din deșeuri de plastic, sintetizate din gaz etc.).
Bioetanolul este un combustibil lichid care conține etanol, obținut prin instalații speciale din materii prime care conțin amidon, celuloză sau zahăr folosind un sistem de distilare scurtă (vă permite să obțineți o calitate suficientă pentru a fi utilizat ca combustibil). Conține metanol și uleiuri de fusel, ceea ce îl face complet de nebăut. Este folosit în forma sa pură (mai precis, sub forma unui azeotrop de 96,6%) și mai des în amestec cu benzină (așa-numitul gasohol) sau motorină. Producția și utilizarea bioetanolului este în creștere în majoritatea țărilor lumii, ca o alternativă mai ecologică și mai regenerabilă la petrol.
Doar mașinile cu un motor adecvat sau cu un Flex-Fuel universal (capabil să consume amestecuri de benzină/etanol în orice raport) sunt capabile să utilizeze pe deplin bioetanol. Un motor pe benzină este capabil să consume benzină cu un adaos de etanol de cel mult 30%, este, de asemenea, posibil să se reechipeze un motor convențional pe benzină, dar acest lucru nu este fezabil din punct de vedere economic.
Problema este miscibilitatea insuficientă a benzinei și motorinei cu etanol, din cauza căreia acesta din urmă exfoliază adesea (când temperaturi scăzute mereu). Această problemă este deosebit de relevantă pentru Rusia. Soluții la această problemă pe acest moment nu a fost gasit.
Avantajul amestecurilor de etanol cu ​​alți combustibili față de etanol „pur” este o mai bună aprindere datorită conținutului scăzut de umiditate, în timp ce etanolul „pur” (grad E100, cu un conținut practic de C 2 H 5 OH de 96,6%) este un azeotrop care nu pot fi separate prin distilare. Separarea în alte moduri este neprofitabilă. Când etanol este adăugat la benzină sau motorină, apa este vărsată. În SUA, Legea Energiei, semnată de președintele Bush în august 2005, prevede producția până în 2012 a 30 de miliarde de litri de etanol din cereale și 3,8 miliarde de litri de celuloză (tulpini de porumb, paie de orez, deșeuri din industria forestieră) anual până în 2012. .
Introducerea producției de biocombustibili este un proces costisitor, dar oferă beneficii economiei mai târziu. Deci, de exemplu, construcția unei fabrici de etanol cu ​​o capacitate de 40 de milioane de galoane dă economiei (folosind exemplul Statelor Unite):

• Investiție de 142 milioane USD în timpul construcției;
• 41 la locul de muncăîn fabrică, plus 694 de locuri de muncă în întreaga economie;
• Crește prețurile cerealelor locale cu 5-10 cenți per bushel;
• Crește venitul gospodăriei locale cu 19,6 milioane USD anual;
• Generează o medie de 1,2 milioane USD în taxe;
• Rentabilitatea investiției este de 13,3% pe an.

În 2006, industria etanolului a oferit economiei SUA:

• 160.231 locuri de muncă noi în toate sectoarele, inclusiv 20.000 locuri de muncă în construcții;
• Creșterea veniturilor gospodăriei cu 6,7 miliarde USD;
• A adus 2,7 miliarde de dolari în taxe federale și 2,3 miliarde de dolari în taxe locale.
În 2006, 2,15 miliarde de bushels de porumb au fost transformate în etanol în SUA, reprezentând 20,5% din producția anuală de porumb. Etanolul a devenit al treilea consumator de porumb după animale și exporturi. 15% din recolta de sorg din SUA este transformată în etanol.

Parcare alimentată cu etanol

Un amestec de etanol cu ​​benzină este indicat prin litera E. Numărul de lângă litera E indică procentul de etanol. E85 înseamnă un amestec de 85% etanol și 15% benzină. Amestecuri de până la 20% etanol pot fi folosite pe orice vehicul. Cu toate acestea, unii producători auto limitează garanția atunci când folosesc un amestec cu mai mult de 10% etanol. Amestecurile care conțin mai mult de 20% etanol necesită în multe cazuri modificări ale sistemului de aprindere al vehiculului. Producătorii de automobile produc mașini care pot funcționa atât cu benzină, cât și cu E85. Astfel de mașini se numesc „Flex-Fuel”. În Brazilia, astfel de mașini sunt numite „hibride”. Nu există nume în rusă. Majoritatea vehiculelor moderne fie suportă nativ utilizarea unor astfel de combustibili, fie opțional, la cerere. În 2005, peste 5 milioane de vehicule din SUA aveau motoare hibride. La sfârșitul anului 2006, în Statele Unite erau în funcțiune 6 milioane de vehicule cu astfel de motoare. Flota totală de vehicule este de 230 de milioane de vehicule. 1200 de benzinării vând E85 (mai 2007). Total in SUA combustibil pentru automobile vinde aproximativ 170.000 de benzinării. În Brazilia, aproximativ 29.000 de benzinării vând etanol.

Economie

Costul etanolului brazilian (aproximativ 0,19 USD pe litru în 2006) îl face viabil din punct de vedere economic.

Aspecte de mediu

Bioetanolul ca combustibil este adesea numit „neutru” ca sursă de gaze cu efect de seră. Are un bilanț de dioxid de carbon zero, deoarece producerea sa prin fermentație și arderea ulterioară eliberează atât CO 2 cât era prelevat anterior din atmosferă de plantele folosite pentru a-l produce. Cu toate acestea, rectificarea etanolului necesită costuri suplimentare de energie, generate de una dintre metodele „tradiționale” (inclusiv arderea combustibililor fosili). În 2006, utilizarea etanolului în Statele Unite a redus emisiile cu aproximativ 8 milioane de tone de gaze cu efect de seră (în echivalent CO 2 ), ceea ce este aproximativ egal cu emisiile anuale a 1,21 milioane de mașini.

Siguranță și reglementare

• Etanolul este o substanță combustibilă, amestecul vaporilor săi cu aerul este exploziv.
• Alcoolul etilic, sintetic, tehnic și alimentar, impropriu pentru producerea de băuturi alcoolice, este inclus în listă substante toxiceîn sensul articolului 234 și al altor articole din Codul penal al Federației Ruse.
• Din 2005 cu amănuntul alcoolul este interzis în Rusia (cu excepția regiunilor din nordul îndepărtat).

Efectul etanolului asupra corpului uman

În funcție de doză, concentrație, cale de intrare în organism și durata expunerii, etanolul poate avea și un efect narcotic și toxic. Sub efectul narcotic se află capacitatea sa de a provoca comă, stupoare, insensibilitate la durere, depresie a sistemului nervos central, excitare alcoolică, dependență, precum și efectul său anestezic. Sub influența etanolului, endorfinele sunt eliberate în nucleul accumbens (Nucleus accumbens), la cei care suferă de alcoolism și în cortexul orbitofrontal (câmpul 10). Cu toate acestea, din punct de vedere legal, alcoolul etilic nu este recunoscut ca drog, deoarece această substanță nu este inclusă în lista internationala Convenția Națiunilor Unite privind substanțele controlate din 1988. În anumite doze, greutatea corporală și concentrațiile duce la otrăvire acută și moarte (doză unică letală - 4-12 grame de etanol per kilogram de greutate corporală). Principalul metabolit al etanolului, acetaldehida, este toxic, mutagen și cancerigen. Există dovezi pentru carcinogenitatea acetaldehidei în experimente pe animale; în plus, acetaldehida dăunează ADN-ului. Utilizarea pe termen lung a etanolului poate provoca boli precum ciroza hepatică, gastrita, ulcerul gastric, cancerul de stomac și cancerul esofagului, de exemplu. este un cancerigen, boală cardiovasculară. Utilizarea etanolului poate provoca leziuni oxidative ale neuronilor creierului, precum și moartea acestora din cauza deteriorării barierei hemato-encefalice. Abuzul de alcool poate duce la depresie clinică și alcoolism. Etanolul poate fi sintetizat în cantități mici în lumenul tractului gastrointestinal ca urmare a proceselor de fermentare a alimentelor carbohidrate de către microorganisme (alcool endogen condiționat). Existența unor reacții biochimice cu sinteza etanolului în țesuturile corpului uman (adevărat alcool endogen) este considerată posibilă, dar nu a fost dovedită până în prezent. Cantitatea de alcool endogen depășește rar 0,18 ppm, ceea ce se află la limita sensibilității celor mai moderne dispozitive. Un etilotest obișnuit nu poate determina astfel de cantități.

Tipuri și mărci de etanol

• Rectificat (mai precis, alcool rectificat) este alcoolul etilic purificat prin rectificare, contine 95,57%, formula chimica C 2 H 5 OH. Poate fi produs în conformitate cu GOST 18300-72 (Gosstandart al URSS, specificații tehnice alcool etilic rectificat) și GOST 5964-82; GOST 5964-93. În funcție de gradul de purificare, alcoolul etilic rectificat tehnic este produs de marca Extra și două grade: cel mai înalt și primul.
• Alcool etilic absolut - continut de alcool> 99,9%.
• Alcool medical - continut de alcool 96,4-96,7%.

Etimologia numelor

Mai multe denumiri sunt folosite pentru a face referire la această substanță. Din punct de vedere tehnic, termenul cel mai corect este etanol sau alcool etilic. Cu toate acestea, denumirile de alcool, spirt de vin sau pur și simplu alcool au devenit larg răspândite, deși alcoolii, sau alcoolii, sunt o clasă mai largă de substanțe.

Etimologia termenului „etanol”

Denumirile etanol și alcool etilic indică faptul că acest compus se bazează pe radicalul etil al etanului. În același timp, cuvântul alcool (sufix -ol) din nume indică conținutul grupării hidroxil (-OH), care este caracteristică alcoolilor.

Etimologia numelui „alcool”

Denumirea de alcool vine de la arab. الكحل‎ al-kuhul, adică o pulbere fină obținută prin sublimare, pulbere de antimoniu, o pulbere pentru colorarea pleoapelor. Cuvântul „alcool” a intrat în limba rusă prin versiunea germană. alcool. Cu toate acestea, în limba rusă, omonimul cuvântului „alcool” în sensul „pulbere fină” a fost păstrat, se pare, sub formă de arhaism.

Etimologia cuvântului „alcool”

Denumirea alcoolului de vin cu etanol provine din lat. spiritus vini (spiritul vinului). Cuvântul „alcool” a ajuns în limba rusă prin versiunea în engleză. spirit. LA Limba engleză cuvântul „alcool” valoare dată a fost folosit deja la mijlocul secolului al XIII-lea și abia începând cu 1610 cuvântul „alcool” a început să fie folosit de alchimiști pentru a desemna substanțe volatile, ceea ce corespunde sensului de bază al cuvântului „spiritus” (evaporare) în latin. În anii 1670, sensul cuvântului s-a restrâns la „lichide cu un procent mare de alcool”, iar lichidele volatile erau numite eteri.