Etylalkoholformel, egenskaper, risker och användningar



den etylalkohol, Etanol eller alkohol är en organisk kemisk förening av klassen av alkoholer som finns i alkoholhaltiga drycker och produceras av jäst eller petrokemiska processer. Det är en färglös, brandfarlig vätska och förutom att vara en psykoaktiv substans, som desinfektionsmedel och antiseptisk, som en källa till rent förbränningsbränsle, i tillverkningsindustrin eller som ett kemiskt lösningsmedel.

Den kemiska formeln av etylalkohol är C2H5OH och dess förlängda formel är CH3CH2OH. Det är också skrivet som EtOH och namnet IUPAC är etanol. Därför är dess kemiska komponenter kol, hydrogyn och syre. Molekylen bildas av en kedja av två kolatomer (etan), i vilken en H har ersatts av en hydroxylgrupp (-OH). Dess kemiska struktur presenteras i figur 1.

Det är den näst enklaste alkoholen. Alla kol- och syreatomerna är sp3 vilket möjliggör fri rotation av molekylernas gränser. (Etylalkoholformel, S.F.).

Etanol kan finnas i stor utsträckning i naturen eftersom det är en del av den metabola processen av jäst som Saccharomyces cerevisiae, Den är också närvarande i mogen frukt. Det produceras också av vissa växter genom anerobiosen. Det har också hittats i yttre rymden.

Etanol kan framställas av jäst med användning av jäsning av sockerarter som finns i korn som majs, sorghum och korn samt skinn av potatis, ris, sockerrör, sockerbetor och trädgårdsbesättningar. eller genom organisk syntes.

Den organiska syntesen utförs genom hydrering av eten erhållen i petrokemisk industri och användning av svavelsyra eller fosforsyra som katalysator vid 250-300 ºC:

CH2= CH2 + H2O → CH3CH2OH

index

  • 1 Produktion av etylalkohol
  • 2 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 3 Reaktivitet och faror
    • 3.1 ögon
    • 3.2 Hud
    • 3.3 Inandning
    • 3.4 Förtäring
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Medicin
    • 4.2 Fritidsaktiviteter
    • 4.3 Bränsle
    • 4.4 Andra användningsområden
  • 5 Biochemistry
  • 6 Betydelsen av hydroxylgruppen i alkoholer
  • 7 referenser

Produktion av etylalkohol

Etanol från jäsning av socker är huvudprocessen för att producera alkoholhaltiga drycker och biobränslen. Den används främst i länder som Brasilien där jäst används för sockerrörets etanolbiosyntes.

Corn är den viktigaste ingrediensen för etanol som bränsle i USA. Detta beror på dess överflöd och låga priser. Sockerrör och betor är de vanligaste ingredienserna som används för att göra etanol i andra delar av världen.

Eftersom alkohol skapas genom jäsning av socker är sockerkulturer de enklaste ingredienserna att omvandla till alkohol. Brasilien, världens näst största producent av bränsleetanol, producerar merparten av sin etanol från sockerrör.

De flesta bilar i Brasilien kan springa på ren etanol eller i en blandning av bensin och etanol.

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Etanol är en klar, färglös vätska med en karakteristisk lukt och en brinnande smak (Royal Society of Chemistry, 2015).

Molmängden av etylalkoholen är 46,06 g / mol. Dess smält- och kokpunkt är -114 ° C respektive 78 ° C. Det är en flyktig vätska och dens densitet är 0.789 g / ml. Etylalkohol är också brandfarligt och ger en blå flamma utan rök.

Det är blandbart med vatten och i de flesta organiska lösningsmedel, såsom ättiksyra, aceton, bensen, koltetraklorid, kloroform och eter.

Ett intressant faktum är att etanol också är blandbar i alifatiska lösningsmedel såsom pentan och hexan, men lösligheten beror på temperaturen (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database, CID = 702, 2017).

Etanol är den mest kända representanten för alkoholer. I denna molekyl är hydroxylgruppen i ett terminalt kol, vilket resulterar i en hög polarisering av molekylen.

Följaktligen kan etanol bilda starka interaktioner, såsom vätebindningar och dipol-dipol-interaktion. I vatten är etanol blandbar och interaktionerna mellan de två vätskorna är så höga att de ger upphov till en blandning som är känd som azeotrop med egenskaper som skiljer sig från de två komponenterna.

Acetylklorid och bromid reagerar våldsamt med etanol eller vatten. Blandningar av alkoholer med koncentrerad svavelsyra och stark väteperoxid kan orsaka explosioner. Blandningar av etylalkohol med koncentrerad väteperoxid bildar också kraftfulla sprängämnen.

Alkylhypokloriter är vålds explosiva ämnen. De erhålls enkelt genom att reagera hypoklorsyra och alkoholer i vattenhaltig lösning eller blandade lösningar av vattenhaltig koltetraklorid.

Klor plus alkoholer skulle också producera alkylhypokloriter. De sönderfaller i kyla och exploderar när de utsätts för solljus eller värme. Tertiära hypokloriter är mindre instabila än sekundära eller primära hypokloriter.

Isocyanatreaktioner med baskatalyserade alkoholer bör utföras i inerta lösningsmedel. Sådana reaktioner i frånvaro av lösningsmedel uppträder ofta med explosivt våld (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Reaktivitet och faror

Etylalkohol klassificeras som en stabil, flyktig och mycket brandfarlig förening. Det kommer lätt att antändas av värme, gnistor eller flammor. Ångor kan bilda explosiva blandningar med luft. Dessa kan resa till antändningskällan och säkerhetskopiera.

De flesta ångorna är tyngre än luften. De kommer att sprida sig på marken och samlas i låga eller begränsade områden (avlopp, källare, tankar). Det finns risk för ångexplosion inomhus, utomhus eller i avlopp. Behållare kan explodera vid upphettning.

Etanol är giftigt när det tas i stora mängder eller i stora koncentrationer. Det verkar på centrala nervsystemet som depression och diuretikum. Det är också irriterande för ögonen och näsan.

Det är mycket brandfarligt och reagerar våldsamt med peroxider, acetylklorid och acetylbromid. Vid kontakt med vissa platinakatalysatorer kan det antändas.

Symptomen vid inandning är hosta, huvudvärk, trötthet, sömnighet. Det kan producera torr hud. Om ämnet kommer i kontakt med ögonen kommer det att ge rodnad, smärta eller en brännande känsla. Om det tas in ger det en brännande känsla, huvudvärk, förvirring, yrsel och medvetslöshet (IPCS, S.F.).

ögon

Om förbandet kommer i kontakt med ögonen ska kontaktlinserna kontrolleras och tas bort. Ögonen ska tvättas omedelbart med mycket vatten i minst 15 minuter med kallt vatten.

hud

Vid kontakt med huden ska det drabbade området sköljas omedelbart med mycket vatten i minst 15 minuter vid avlägsnande av förorenade kläder och skor..

Täck irriterad hud med en mjukgörare. Tvätta kläder och skor innan du använder dem igen. Om kontakten är svår, tvätta med en desinfektionsmedel och täcka huden förorenad med en antibakteriell kräm

inhalation

Vid inandning ska offeret flyttas till en sval plats. Om du inte andas får du artificiell andning. Om andningen är svår, ge syre.

intag

Om förbandet sväljs, bör kräkningar inte induceras såvida inte medicinsk personal riktar sig. Lossa täta kläder som t-shirt, bälte eller slips.

I alla fall måste läkarvård genast uppnås (Material Säkerhetsdatablad Etylalkohol 200 Bevis, 2013).

tillämpningar

medicin

Etanol används i medicin som ett antiseptiskt medel. Etanol dödar organismer genom att denaturera sina proteiner och lösa upp sina lipider och är effektiv mot de flesta bakterier, svampar och många virus. Etanol är emellertid ineffektivt mot bakteriesporer.

Etanol kan administreras som en motgift mot metanol och etylenglykolförgiftning. Detta beror på den konkurrenskraftiga hämningen av enzymet som försämrar dem som kallas alkoholdehydrogenas.

recreative

Som ett depressionsmedel i centrala nervsystemet är etanol en av de mest konsumerade psykoaktiva drogerna.

Mängden etanol i kroppen kvantifieras typiskt av blodalkoholinnehållet, vilket härvid tas som en vikt av etanol per volym blodvolym.

De små doserna etanol genererar generellt eufori och avkoppling. Människor som upplever dessa symtom tenderar att vara pratsamma och mindre inhiberade och kan visa dålig bedömning.

Vid högre doser fungerar etanol som depression i centrala nervsystemet, vilket ger progressivt högre doser, nedsatt sensorisk och motorisk funktion, minskad kognition, stupefaction, medvetslöshet och eventuell dödsfall.

Etanol är vanligtvis konsumeras som ett rekreationsdrog, speciellt vid socialisering. Du kan också se vad som är tecken och symptom på alkoholism?

bränsle

Den största användningen av etanol är som ett motorbränsle och bränsleadditiv. Användningen av etanol kan minska beroendet av olje- och växthusgasutsläpp (EGI).

Användningen av etanolbränsle i USA har ökat dramatiskt, från cirka 1 700 miljoner gallon 2001 till cirka 13 900 miljoner år 2015 (US Department of Energy, S.F.).

E10 och E15 är blandningar av etanol och bensin. Numret efter "E" anger procentandelen etanol i volym.

Merparten av bensin som säljs i USA innehåller upp till 10% etanol, mängden varierar efter zon. Alla bilfabrikanter godkänner blandningar upp till E10 i sina bensinbilar.

1908 designade Henry Ford sin modell T, en mycket gammal bil, som fungerade med en blandning av bensin och alkohol. Ford kallade denna blandning framtidens bränsle.

1919 förbjöds etanol eftersom det ansågs vara en alkoholhaltig dryck. Den kan bara säljas när den blandas med olja. Etanol användes som bränsle igen efter förbudet slutade 1933 (U.S. energi informationsadministration, S.F.).

Andra användningsområden

Etanol är en viktig industriell ingrediens. Den har bred användning som en föregångare till andra organiska föreningar, såsom etylhalider, etylestrar, dietyleter, ättiksyra och etylaminer.

Etanol är blandbar med vatten och är ett bra lösningsmedel för allmänt bruk. Finns i färger, färgämnen, markörer och personligvårdsprodukter som munsköljningar, parfymer och deodoranter.

Polysackarider fäller emellertid ut från den vattenhaltiga lösningen i närvaro av alkohol och utfällning med etanol används av denna anledning i rening av DNA och RNA.

På grund av sin låga smältpunkt (-114,14 ° C) och låg toxicitet används etanol ibland i laboratorier (med torris eller andra kylmedel) som kylbad för att hålla behållare vid temperaturer under punkten Frysning av vatten Av samma anledning används den också som en aktiv vätska i alkoholtermometrar.

biokemi

Oxideringen av etanol i kroppen ger en mängd energi på 7 kcal / mol, mellanprodukt mellan kolhydrater och fettsyror. Etanol producerar tomma kalorier, vilket innebär att det inte ger någon typ av näringsämne.

Efter oral administrering absorberas etanol snabbt i blodomloppet från magen och tunntarmen och fördelas i det totala kroppsvattnet.

Eftersom absorption sker snabbare från tunntarmen än från magen, fördröjer förseningar i gastrisk tömning absorptionen av etanol. Därför begreppet att inte dricka på tom mage.

Mer än 90% av etanolen som kommer in i kroppen oxideras fullständigt till acetaldehyd. Resten av etanolen utsöndras genom svett, urin och andetag (andetag).

Det finns tre sätt på vilka kroppen metaboliserar alkohol. Huvudvägen är genom enzymet alkohol dehydrogenas (ADH). ADH är belägen i cytoplasma av celler. Det finns främst i levern, även om det också finns i mag-tarmkanalen, njurarna, nässlemhinnan, testiklarna och livmodern..

Detta enzym är beroende av det oxiderade koenzymet NAD. Det är det viktigaste i oxideringen av etanol, eftersom det metaboliserar mellan 80 och 100% av den intagade etanolen i levern. Dess funktion är att oxidera alkohol till acetaldehyd enligt reaktionen:

CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+

Ett annat sätt att metabolisera alkohol är genom katalasenzymet, som använder väteperoxid för att oxidera alkohol till acetaldehyd på följande sätt:

CH3CH2OH + H2O2 → CH3CHO + 2H2O

Denna väg är begränsad av låga H-generationshastigheter2O2 som produceras under cellulära tillstånd av enzymerna xantinoxidas eller NADPH-oxidas.

Det tredje sättet att metabolisera alkohol är genom det mikrosomala systemet för oxidation av etanol (SMOE). Det är ett system för eliminering av giftiga ämnen i organismen som finns i levern, som utgörs av oxidaserzymer med blandad funktion av cytokrom P450.

Oxideringar modifierar droger och främmande föreningar (xenobiotika) genom hydroxylering, vilket gör dem giftfria. I det specifika fallet av etanol är reaktionen:

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

När etanol omvandlas till acetaldehyd av dessa tre enzymer oxideras den till acetat genom verkan av enzymet aldehyd dehydrogenas (ALDH). Detta enzym är beroende av det oxiderade koenzymet NAD och reaktionen är:

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

Acetat aktiveras med koenzym A för att producera acetyl CoA. Detta kommer in i Krebs-cykeln för energiproduktion (U.S. National Library of Medicine, 2012).

Betydelsen av hydroxylgruppen i alkoholer

Hydroxylgruppen är en molekyl som består av en syreatom och en väteatom.

Detta resulterar i en molekyl som liknar vatten med negativ nettoladdning som binder till kolkedjan.

Denna molekyl gör kolkedjan en alkohol. Dessutom ger det vissa allmänna egenskaper till den resulterande molekylen.

I motsats till alkaner, vilka är icke-polära molekyler på grund av deras kol- och vätekedjor, när en hydroxylgrupp vidhäftar sig till kedjan förvärvar den förmågan att vara löslig i vatten på grund av OH-molekylens likhet med vatten.

Denna egenskap varierar emellertid beroende på molekylens storlek och hydroxylgruppens position i kolkedjan.

De fysikalisk-kemiska egenskaperna förändras beroende på molekylens storlek och fördelningen av hydroxylgruppen, men i allmänhet är alkoholer vanligtvis flytande med en karakteristisk lukt.

referenser

  1. DENATURERAD ALCOHOL. (2016). Hämtat från cameochemicals.noaa.gov.
  2. Etylalkoholformel. (S.F.). Återställd från softschools.com.
  3. (S.F.). ETHANOL (ANHYDROUS). Återställd från inchem.org.
  4. Säkerhetsdatablad Etylalkohol 200 Bevis. (2013, 21 maj). Återställd från sciencelab.com.
  5. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID = 702. (2017, 18 mars). PubChem Compound Database; CID = 702. Hämtad från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Royal Society of Chemistry. (2015). etanol. Hämtad från chemspider.com
  7. S. avdelningen för energi. (S.F.). etanol. Återställd från fueleconomy.gov.
  8. S. Energi informationsadministration. (S.F.). etanol. Återställd från eia.gov.
  9. S. National Library of Medicine. (2012, 20 december). HSDB: etanol. Hämtad från toxnet.nlm.nih.gov.