Ethylalkoholformel, egenskaber, risici og anvendelser

den ethylalkohol, Ethanol eller alkohol er en organisk kemisk forbindelse af klassen af ​​alkoholer, der findes i alkoholholdige drikkevarer, og er fremstillet af gær eller ved petrokemiske processer. Det er en farveløs, brandfarlig væske og foruden at være et psykoaktivt stof, som et desinfektionsmiddel og antiseptisk middel, som en kilde til rent forbrændingsbrændstof, i fremstillingsindustrien eller som et kemisk opløsningsmiddel.

Den kemiske formel af ethylalkohol er C₂H₅OH og dens udvidede formel er CH₃CH₂OH. Det er også skrevet som EtOH og navnet IUPAC er ethanol. Derfor er dets kemiske komponenter carbon, hydrogyn og ilt. Molekylet dannes af en kæde af to carbonatomer (ethan), hvori en H er blevet erstattet af en hydroxylgruppe (-OH). Dens kemiske struktur er præsenteret i figur 1.

Det er den anden enkleste alkohol. Alle carbon- og oxygenatomer er sp3, der tillader fri rotation af molekylernes grænser. (Ethylalkohol Formel, S.F.).

Ethanol kan findes bredt i naturen, fordi det er en del af den metaboliske proces af gær som Saccharomyces cerevisiae, Det er også til stede i moden frugt. Det produceres også af nogle planter gennem anerobiose. Det er også fundet i det ydre rum.

Ethanol kan fremstilles af gær ved anvendelse af fermentering af sukkerarter, der findes i korn som majs, sorghum og byg samt skind af kartoffel-, ris-, sukkerrør-, sukkerroer- og gårdsbeklædning; eller ved organisk syntese.

Den organiske syntese udføres ved hydrering af ethylen opnået i den petrokemiske industri og ved anvendelse af svovlsyre eller phosphorsyre som katalysator ved 250-300 ºC:

CH₂= CH₂ + H₂O → CH₃CH₂OH

indeks

• 1 Fremstilling af ethylalkohol
• 2 Fysiske og kemiske egenskaber
• 3 Reaktivitet og farer
  • 3.1 Øjne
  • 3.2 hud
  • 3.3 Indånding
  • 3.4 Indtagelse
• 4 anvendelser
  • 4.1 Medicin
  • 4.2 Fritidsmæssig
  • 4.3 Brændstof
  • 4.4 Andre anvendelser
• 5 Biochemistry
• 6 Betydningen af ​​hydroxylgruppen i alkoholer
• 7 referencer

Fremstilling af ethylalkohol

Ethanol fra fermentering af sukker er den vigtigste proces til fremstilling af alkoholholdige drikkevarer og biobrændstoffer. Den anvendes hovedsageligt i lande som Brasilien, hvor gær anvendes til sukkerrør ethanol biosyntese.

Korn er den vigtigste ingrediens for ethanol som brændstof i USA. Dette skyldes dets overflod og lave pris. Sukkerrør og sukkerroer er de mest almindelige ingredienser, der anvendes til fremstilling af ethanol i andre dele af verden.

Fordi alkohol er skabt af sukkerets gæring, er sukkerkulturer de nemmeste ingredienser til at omdanne til alkohol. Brasilien, verdens næststørste producent af brændstofethanol, producerer det meste af sin ethanol fra sukkerrør.

De fleste biler i Brasilien er i stand til at køre på ren ethanol eller i en blanding af benzin og ethanol.

Fysiske og kemiske egenskaber

Ethanol er en klar, farveløs væske med en karakteristisk lugt og en brændende smag (Royal Society of Chemistry, 2015).

Den molære masse af ethylalkoholen er 46,06 g / mol. Dens smeltepunkt og kogepunkt er henholdsvis -114 ° C og 78 ° C. Det er en flygtig væske, og dens densitet er 0,899 g / ml. Ethylalkohol er også brandfarlig og producerer en blå flamme uden røg.

Det er blandbart med vand og i de fleste organiske opløsningsmidler, såsom eddikesyre, acetone, benzen, carbontetrachlorid, chloroform og ether.

Et interessant faktum er, at ethanol også er blandbart i alifatiske opløsningsmidler, såsom pentan og hexan, men dets opløselighed afhænger af temperaturen (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database, CID = 702, 2017).

Ethanol er den mest kendte repræsentant for alkoholer. I dette molekyle er hydroxylgruppen i et terminal carbon, hvilket resulterer i en høj polarisering af molekylet.

Følgelig kan ethanol danne stærke interaktioner, såsom hydrogenbindinger og dipol-dipolinteraktion. I vand er ethanol blandbar, og vekselvirkningerne mellem de to væsker er så høje, at de giver anledning til en blanding kendt som azeotrop med forskellige egenskaber end de to komponenter.

Acetylchlorid og bromid reagerer voldsomt med ethanol eller vand. Blandinger af alkoholer med koncentreret svovlsyre og stærkt hydrogenperoxid kan forårsage eksplosioner. Blandinger af ethylalkohol med koncentreret hydrogenperoxid danner også kraftige sprængstoffer.

Alkylhypochloritter er voldelige eksplosiver. De opnås let ved omsætning af hypochlorsyre og alkoholer i vandig opløsning eller blandede opløsninger af vandigt carbontetrachlorid.

Chlor plus alkoholer ville også producere alkylhypochloritter. De nedbrydes i kulden og eksploderer, når de udsættes for sollys eller varme. Tertiære hypochloritter er mindre ustabile end sekundære eller primære hypochloriter.

Isocyanatreaktioner med basekatalyserede alkoholer bør udføres i inerte opløsningsmidler. Sådanne reaktioner i fravær af opløsningsmidler forekommer ofte med eksplosiv vold (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Reaktivitet og farer

Ethylalkohol klassificeres som en stabil, flygtig og stærkt brandfarlig forbindelse. Det bliver let antændt af varme, gnister eller flammer. Dampe kan danne eksplosive blandinger med luft. Disse kan rejse til antændelseskilden og sikkerhedskopiere.

De fleste dampe er tungere end luft. De vil sprede sig over jorden og vil blive opsamlet i lave eller begrænsede områder (kloakker, kældre, tanke). Der er fare for dampeksplosion indendørs, udendørs eller i kloakker. Beholdere kan eksplodere, når de opvarmes.

Ethanol er giftigt, når det indtages i store mængder eller i store koncentrationer. Det virker på centralnervesystemet som depression og diuretikum. Det er også irriterende for øjnene og næse.

Det er meget brandfarligt og reagerer voldsomt med peroxider, acetylchlorid og acetylbromid. Når det kommer i kontakt med nogle platinakatalysatorer, kan det antændes.

Symptomerne ved indånding er hoste, hovedpine, træthed, døsighed. Det kan producere tør hud. Hvis stoffet kommer i kontakt med øjnene, vil det give rødme, smerte eller en brændende fornemmelse. Hvis det indtages, giver det en brændende fornemmelse, hovedpine, forvirring, svimmelhed og bevidstløshed (IPCS, S.F.).

øjne

Hvis forbindelsen kommer i kontakt med øjnene, skal kontaktlinserne kontrolleres og fjernes. Øjnene skal vaskes straks med rigeligt vand i mindst 15 minutter med koldt vand.

hud

I tilfælde af kontakt med huden skal det berørte område skylles straks med rigeligt vand i mindst 15 minutter, mens der fjernes forurenet tøj og sko..

Dæk irriteret hud med en blødgørende. Vask tøj og sko, før de genbruges. Hvis kontakten er svær, vaskes med en desinfektionssæbe og dækker huden forurenet med en antibakteriel creme

inhalation

Ved indånding skal ofret flyttes til et køligt sted. Hvis du ikke ånder, gives kunstig åndedræt. Hvis vejrtrækningen er vanskelig, skal du give ilt.

indtagelse

Hvis sammensætningen sluges, skal opkastning ikke fremkaldes, medmindre det er instrueret af medicinsk personale. Løsn stramme tøj som f.eks. Trøje, bælte eller slips.

I alle tilfælde skal lægehjælp indhentes straks (Materialesikkerhedsdatablad Ethyl alcohol 200 Proof, 2013).

applikationer

medicin

Ethanol anvendes i medicin som et antiseptisk middel. Ethanol dræber organismer ved at denaturere deres proteiner og opløse deres lipider og virker effektivt mod de fleste bakterier, svampe og mange vira. Etanol er imidlertid ineffektivt mod bakteriesporer.

Ethanol kan indgives som en modgift mod methanol og ethylenglycolforgiftning. Dette skyldes den konkurrencedygtige hæmning af enzymet, der nedbryder dem kaldet alkohol dehydrogenase.

rekreativt

Som et depressionsmiddel i centralnervesystemet er ethanol et af de mest forbrugte psykoaktive lægemidler.

Mængden af ​​ethanol i kroppen er typisk kvantificeret af blodalkoholindholdet, som her er taget som vægten af ​​ethanol pr. Enhedsvolumen blod.

De små doser af ethanol producerer generelt eufori og afslapning. Mennesker, der oplever disse symptomer, har en tendens til at være snakket og mindre hæmmet og kan vise dårlige vurderinger.

Ved højere doser virker ethanol som depression af centralnervesystemet, der producerer progressivt højere doser, nedsat sensorisk og motorisk funktion, nedsat kognition, stupefaction, bevidstløshed og mulig død.

Ethanol er almindeligt forbrugt som et rekreativt stof, især i forbindelse med socialisering. Du kan også se, hvad der er tegn og symptomer på alkoholisme?

brændstof

Den største brug af ethanol er som motorbrændstof og brændstofadditiv. Brug af ethanol kan reducere afhængigheden af ​​olie- og drivhusgasemissioner (EGI).

Anvendelsen af ​​ethanolbrændstof i USA er steget dramatisk, fra ca. 1.700 millioner gallon i 2001 til ca. 13.900 millioner i 2015 (US Department of Energy, S.F.).

E10 og E15 er blandinger af ethanol og benzin. Tallet efter "E" angiver procentdelen af ​​ethanol i volumen.

Størstedelen af ​​benzinen, der sælges i USA, indeholder op til 10% ethanol, mængden varierer efter zone. Alle bilproducenter godkender blandinger op til E10 i deres benzinbiler.

I 1908 designede Henry Ford sin model T, en meget gammel bil, der arbejdede med en blanding af benzin og alkohol. Ford kaldte denne blanding fremtiden brændstof.

I 1919 blev ethanol forbudt, fordi det blev betragtet som en alkoholholdig drik. Det kan kun sælges, når det blandes med olie. Ethanol blev brugt som brændstof igen efter forbuddet sluttede i 1933 (U.S. energiinformationsadministration, S.F.).

Andre anvendelser

Ethanol er en vigtig industriel ingrediens. Den har bred anvendelse som en forstadie af andre organiske forbindelser, såsom ethylhalogenider, ethylestere, diethylether, eddikesyre og ethylaminer.

Ethanol er blandbar med vand og er et godt opløsningsmiddel til almindelig brug. Fundet i maling, farvestoffer, markører og produkter til personlig pleje som mundskylle, parfume og deodoranter.

Imidlertid præcipiterer polysaccharider fra den vandige opløsning i nærvær af alkohol, og udfældning med ethanol anvendes af denne årsag i rensningen af ​​DNA og RNA.

På grund af dets lave smeltepunkt (-114.14 ° C) og lavt toksicitet anvendes ethanol undertiden i laboratorier (med tøris eller andre kølemidler) som kølebad for at holde beholdere ved temperaturer under punktet Frysning af vand Af samme grund bruges den også som en aktiv væske i alkoholtermometre.

biokemi

Oxidationen af ​​ethanol i kroppen producerer en mængde energi på 7 kcal / mol, mellemprodukt mellem kulhydrater og fedtsyrer. Ethanol producerer tomme kalorier, hvilket betyder, at det ikke giver nogen form for næringsstof.

Efter oral indtagelse absorberes ethanol hurtigt i blodbanen fra mave og tyndtarme og fordeles i den samlede kropsvand.

Fordi absorption sker hurtigere fra tyndtarmen end fra maven forsinker forsinkelsen i gastrisk tømning absorptionen af ​​ethanol. Dermed begrebet ikke drikker på tom mave.

Mere end 90% af den ethanol, der kommer ind i kroppen, oxideres fuldstændigt til acetaldehyd. Resten af ​​ethanolet udskilles gennem sved, urin og åndedræt (åndedræt).

Der er tre måder, hvorpå kroppen metaboliserer alkohol. Hovedruten er via enzymet alkohol dehydrogenase (ADH). ADH er placeret i cytoplasma af celler. Det findes hovedsageligt i leveren, selv om det også findes i mave-tarmkanalen, nyrerne, næseslimhinden, testiklerne og livmoderen..

Dette enzym er afhængig af det oxiderede coenzym NAD. Det er det vigtigste i oxidationen af ​​ethanol, da det metaboliserer mellem 80 og 100% af den indtagne ethanol i leveren. Dens funktion er at oxidere alkohol til acetaldehyd ifølge reaktionen:

CH₃CH₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH + H⁺

En anden måde at metabolisere alkohol på er via katalasenzymet, der bruger hydrogenperoxid til at oxidere alkohol til acetaldehyd på følgende måde:

CH₃CH₂OH + H₂O₂ → CH₃CHO + 2H₂O

Denne vej er begrænset af de lave H generationstal₂O₂ der produceres under cellulære betingelser af enzymerne xanthinoxidase eller NADPH-oxidase.

Den tredje måde at metabolisere alkohol på er via det mikrosomale system for oxidation af ethanol (SMOE). Det er et system til eliminering af giftige stoffer i organismen i leveren, dannet af oxidase enzymer med blandet funktion af cytochrom P450.

Oxideringer modificerer stoffer og fremmede forbindelser (xenobiotika) ved hydroxylering, hvilket gør dem giftige. I det specifikke tilfælde af ethanol er reaktionen:

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

Når ethanol omdannes til acetaldehyd ved disse tre enzymer, oxideres den til acetat ved virkningen af ​​enzymetaldehyddehydrogenasen (ALDH). Dette enzym er afhængigt af det oxiderede coenzym NAD, og ​​reaktionen er:

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

Acetat aktiveres med coenzym A for at fremstille acetyl CoA. Dette kommer ind i Krebs-cyklen til energiproduktion (U.S. National Library of Medicine, 2012).

Betydningen af ​​hydroxylgruppen i alkoholer

Hydroxylgruppen er et molekyle bestående af et oxygenatom og et hydrogenatom.

Dette resulterer i et molekyle svarende til vand med negativ nettoladning, der binder til carbonkæden.

Dette molekyle gør carbonkæden til en alkohol. Derudover giver det visse generelle karakteristika til det resulterende molekyle.

I modsætning til alkaner, som er ikke-polære molekyler på grund af deres carbon- og hydrogenkæder, når en hydroxylgruppe klæber til kæden, erhverver den evnen til at være opløselig i vand på grund af OH-molekylets lighed med vand.

Imidlertid varierer denne egenskab afhængigt af molekylets størrelse og positionen af ​​hydroxylgruppen i carbonkæden.

De fysisk-kemiske egenskaber ændres afhængigt af molekylets størrelse og fordelingen af ​​hydroxylgruppen, men generelt er alkoholer sædvanligvis flydende med en karakteristisk lugt.

referencer

1. DENATURED ALCOHOL. (2016). Hentet fra cameochemicals.noaa.gov.
2. Ethylalkohol Formel. (S.F.). Genoprettet fra softschools.com.
3. (S.F.). ETHANOL (ANHYDROUS). Gendannet fra inchem.org.
4. Sikkerhedsdatablad Ethylalkohol 200 Bevis. (2013, maj 21). Genoprettet fra sciencelab.com.
5. National Center for Bioteknologi Information. PubChem Compound Database; CID = 702. (2017, marts 18). PubChem Compound Database; CID = 702. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Royal Society of Chemistry. (2015). ethanol. Hentet fra chemspider.com
7. S. Department of Energy. (S.F.). ethanol. Gendannet fra fueleconomy.gov.
8. S. energi informationsadministration. (S.F.). ethanol. Genoprettet fra eia.gov.
9. S. National Library of Medicine. (2012, december 20). HSDB: Etanol. Hentet fra toxnet.nlm.nih.gov.