Punctul de îngheț al alcoolului. Formula cu alcool etilic

ÎN lumea modernă Etilul ocupă primul loc printre produsele sintezei organice. Este folosit cu succes nu numai pentru producția de băuturi alcoolice, ci este și indispensabil în industrii precum cosmetologia și medicina. În acest sens, este clasificat ca fiind puternic din punct de vedere economic, ceea ce are o importanță deosebită atunci când alegeți o metodă de producție. Toată lumea o știe din timpul școlii formula cu alcool— C2H5OH, dar cum îl obțineți?

Există 2 moduri de a face alcool - prin fermentație și sintetic (hidratare cu etilenă).

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

Modern producția de alcool din materii prime alimentare are mai multe etape:
- materiile prime care conțin amidon, iar acestea sunt boabe de secară, grâu, cartofi, porumb, sunt zdrobite;
- fermentare - în această etapă amidonul este descompus în zaharuri;
- fermentare - cu ajutorul drojdiei se fermentează zaharurile, în urma cărora se acumulează alcool în piure;

— rectificarea – filtrarea și purificarea soluției rezultate.
După finalizarea tuturor etapelor de producție, conținutul de etanol din soluție ajunge la 95,6%.
În funcție de gradul de purificare din diverse impurități, alcoolul etilic este împărțit în categorii: gradul întâi, alcool foarte purificat, bazic, 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 componentelor soluției cu ajutorul apei în scopul formării noi. Aceasta este formula cu alcool obtinut prin hidratare: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

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

Alcoolul etilic poate fi recunoscut după miros. Cu toate acestea, poate fi distins doar în acest fel de substanțele care sunt foarte îndepărtate ca structură. În ceea ce privește conexiunile unui grup cu el, totul este mai complicat. Dar și asta este mai interesant.

Compoziție și formulă

Etanolul - și exact așa sună unul dintre denumirile sale oficiale - se referă la alcooli simpli. Este familiar aproape tuturor sub un nume sau altul. Adesea se numește pur și simplu alcool, uneori se adaugă adjectivele „etil” sau „vin”; chimiștii îl pot numi și metilcarbinol. Dar esența este aceeași - C 2 H 5 OH. Această formulă este familiară, probabil, pentru aproape toată lumea încă din timpul școlii. Și mulți oameni își amintesc cât de asemănătoare este această substanță cu cea mai apropiată rudă a ei - metanolul. Singura problemă este că acesta din urmă este extrem de toxic. Dar mai multe despre asta mai târziu; mai întâi, merită să aruncăm o privire mai atentă asupra etanolului.

Apropo, în chimie există mulți termeni similari, așa că nu confundați alcoolul etilic, de exemplu, cu etilena. Acesta din urmă este un gaz inflamabil incolor și nu seamănă deloc cu un lichid transparent cu un miros caracteristic. Există, de asemenea, gaz etan, iar numele său este, de asemenea, similar cu numele „etanol”. Dar acestea sunt și substanțe complet diferite.

Metil și etil

Deja ani lungi Problema otrăvirii în masă rămâne relevantă din cauza imposibilității de a distinge acasă două alcooli. Alcool contrafăcut, producție subterană sau pur și simplu de calitate scăzută - toate acestea cresc riscul de curățare proastă și neglijarea condițiilor tehnologice.

Toate acestea sunt complicate de faptul că, în proprietățile lor de bază, alcoolii metilici și etilici sunt substanțe aproape identice, iar un profan fără echipamentul necesar pur și simplu nu pot distinge unul de celălalt. Mai mult, doza letală de metanol este de 30 de grame, în timp ce în cazul alcoolului obișnuit, un astfel de volum este complet sigur pentru un adult. De aceea, dacă nu ești sigur de originea băuturii, este mai bine să nu o bei.

Interesant este că antidotul pentru alcoolul industrial este metanolul pur. Deci, dacă observați semne de otrăvire acută, trebuie să administrați ultima soluție intravenos sau să o luați pe cale orală. Este important să nu confundați starea de intoxicație cu metanol cu ​​intoxicația obișnuită cu alcool grele sau otrăvirea. În acest caz, precum și în caz de otrăvire cu anumite alte substanțe, nu trebuie să luați niciodată alcool etilic suplimentar. Costul unei greșeli poate fi foarte mare.

Proprietati fizice si chimice

Etanolul are de toate Caracteristici generaleși reacții ale alcoolilor. Este incolor și are un gust și un miros caracteristic. În condiții normale, este lichid, se transformă într-o formă solidă la o temperatură de -114 o C și fierbe la +78 de grade. Densitatea alcoolului etilic este de 0,79. Se amesteca bine cu apa, glicerina, benzen si multe alte substante. Se evaporă ușor, așa că trebuie păstrat în recipiente bine închise. El însuși este un solvent excelent și are, de asemenea, proprietăți antiseptice excelente. Foarte inflamabil atât în ​​stare lichidă, cât și în stare de vapori.

Etanolul este o substanță psihoactivă și narcotică și este inclus în toate băuturile alcoolice. Doza letală pentru un adult este de 300-400 de mililitri de soluție de alcool 96% consumată într-o oră. Această cifră este destul de arbitrară, deoarece depinde de un număr mare de factori. Pentru copii sunt de ajuns 6-30 de mililitri. Deci etanolul este, de asemenea, o otravă destul de eficientă. Cu toate acestea, este utilizat pe scară largă deoarece are un număr de proprietăți unice, făcându-l universal.

Soiuri

Există mai multe tipuri Alcool etilic, folosit în diferite scopuri. Ele reflectă în principal metode de obținere a unei substanțe, dar adesea vorbesc despre diferite metode de procesare.

Astfel, inscripția de pe ambalaj „Alcool etilic rectificat” indică faptul că conținutul a fost purificat special pentru a îndepărta impuritățile. Este destul de dificil să-l curățați complet, de exemplu, de apă, dar îi puteți reduce prezența cât mai mult posibil.

Alcoolul poate fi, de asemenea, denaturat. În acest caz, este adevărat opusul: la etanol se adaugă impurități greu de îndepărtat, făcându-l nepotrivit pentru consumul intern, dar fără a complica utilizarea lui pentru scopul său principal. De regulă, kerosenul, acetona, metanolul etc. acționează ca alcool denaturat.

În plus, se face o distincție între alcoolul etilic, alcoolul medical, alcoolul tehnic și alcoolul alimentar. Pentru fiecare dintre aceste soiuri există un standard strict care prevede anumite criterii. Dar despre ele vom vorbi puțin mai târziu.

Printre altele, procentul de conținut este adesea indicat pe ambalaj. Acest lucru este relevant, din nou, datorită faptului că etanolul este greu de purificat complet din apă și, de obicei, nu este nevoie serioasă de acest lucru.

Chitanță

Producerea alcoolului etilic presupune utilizarea uneia dintre cele trei metode principale: microbiologică, sintetică sau hidroliză. În primul caz avem de-a face cu procesul de fermentare, în al doilea, de regulă, reacții chimice folosind acetilena sau etilena, dar a treia vorbeste de la sine. Fiecare metodă are argumente pro și contra, dificultăți și avantaje.

În primul rând, să ne uităm la alcoolul etilic, care este produs numai în scopuri alimentare. Pentru producerea lui se folosește doar metoda de fermentare. În timpul acestui proces, zahărul din struguri este descompus în etanol și dioxid de carbon. Această metodă este cunoscută din cele mai vechi timpuri și este cea mai naturală. Dar necesită și mai mult timp. În plus, substanța rezultată nu este alcool pur și necesită un număr destul de mare de operațiuni de prelucrare și purificare.

Pentru a obține etanol tehnic, fermentația este nepractică, așa că producătorii recurg la una dintre cele două opțiuni. Prima dintre ele este hidratarea cu sulfat de etilenă. Se realizează în mai multe etape, dar există o metodă mai simplă. A doua opțiune este hidratarea directă a etilenei în prezența acidului fosforic. Această reacție este reversibilă. Cu toate acestea, ambele metode sunt, de asemenea, imperfecte, iar substanța rezultată necesită o prelucrare ulterioară.

Hidroliza este o metodă relativ nouă care face posibilă obținerea alcoolului etilic din lemn. Pentru a face acest lucru, materiile prime sunt zdrobite și tratate cu acid sulfuric 2-5% la o temperatură de 100-170 de grade Celsius. Această metodă vă permite să obțineți până la 200 de litri de etanol din 1 tonă de lemn. De diverse motive Metoda hidrolizei nu este foarte populară în Europa, spre deosebire de SUA, unde se deschid tot mai multe fabrici care funcționează pe acest principiu.

Standarde

Tot etanolul produs în fabrici trebuie să îndeplinească anumite standarde. Fiecare metodă de producție și prelucrare are propria sa, care indică principalele caracteristici pe care ar trebui să le aibă produsul final. O mulțime de proprietăți sunt luate în considerare, de exemplu, conținutul de impurități, densitatea alcoolului etilic și scopul. Fiecare soi are propriul său standard.

De exemplu, sintetice alcool tehnic etil - GOST R 51999-2002 - este împărțit în două grade: primul și cel mai înalt. Diferența evidentă dintre cele două este fracția de volum de etanol, care este de 96% și, respectiv, 96,2%. Standardul indică sub acest număr atât alcoolul etilic rectificat, cât și denaturat destinat utilizării în industria parfumurilor.

Pentru un scop mai prozaic - utilizarea ca solvent - există propriul GOST: R 52574-2006. Aici vorbim doar despre alcool denaturat cu diferite fracțiuni de volum de etanol - 92,5% și 99%.

În ceea ce privește acest tip de alcool etilic alimentar, i se aplică GOST R 51652-2000 și are până la 6 grade: primul (96%), cea mai mare puritate (96,2%), "Basi" (96%). , „Extra” (96,3%), „Lux” (96,3%) și „Alpha” (96,3%). Aici vorbim în primul rând despre materii prime și altele indicatori complexi. De exemplu, produsul marca Alpha este produs numai din grâu, secară sau un amestec al acestora.

Până acum, mulți oameni fac, ca să spunem așa, paralele între cele două concepte: alcool etilic - GOST 18300-87, care a fost adoptat înapoi în URSS. Acest standard și-a pierdut de mult forță, ceea ce, totuși, nu împiedică producția să fie construită în conformitate cu el până în prezent.

Utilizare

Este poate dificil să găsești o substanță care să aibă o aplicare atât de largă. Alcoolul etilic este folosit într-un fel sau altul în multe industrii.

În primul rând, aceasta este industria alimentară. O mare varietate de băuturi alcoolice - de la vinuri și lichioruri la whisky, vodcă și coniac - conțin alcoolul menționat. Dar pe cont propriu formă pură etanolul nu este utilizat. Tehnologia presupune adăugarea de materii prime, de exemplu, suc de struguri și inițierea procesului de fermentație, iar rezultatul este un produs finit.

Un alt domeniu de aplicare largă este medicina. Alcoolul etilic 95% este folosit cel mai des în acest caz, deoarece are proprietăți antiseptice excelente și, de asemenea, dizolvă multe substanțe, ceea ce îi permite să fie utilizat pentru a face tincturi, amestecuri și alte preparate eficiente. În plus, cu diferite tipuri de utilizare externă, este capabil atât de încălzit, cât și de răcire eficient a corpului. Aplicând-o pe piele, puteți reduce rapid temperatura ridicată a corpului cu un grad sau jumătate. În schimb, frecarea puternică va ajuta la încălzire. În plus, la depozitarea preparatelor anatomice se folosește și alcool etilic.

Desigur, un alt domeniu de aplicare este tehnologia, chimia și tot ce este legat de aceasta. Vorbim despre vopsele, solvenți, detergenți etc. În plus, etanolul este folosit în productie industriala multe substanțe sau este o materie primă pentru acestea (eter dietilic, carne de porc tetraetil, acid acetic, cloroform, etilenă, cauciuc și multe altele). Alcoolul etilic tehnic, desigur, este complet nepotrivit pentru alimente, chiar dacă este purificat.

Desigur, în toate aceste cazuri vorbim despre soiuri complet diferite, fiecare având propriile sale caracteristici. Astfel, este puțin probabil ca alcoolul etilic rectificat alimentar să fie folosit în scopuri tehnice, mai ales că este supus accizelor, ceea ce înseamnă că costul său este mult mai mare în comparație cu alcoolul nerafinat. Cu toate acestea, despre prețuri vom vorbi separat.

Aplicarea în noile tehnologii

Din ce în ce mai mult în anul trecut vorbim despre utilizarea etanolului ca combustibil. Această abordare are oponenții și susținătorii săi, iar acest lucru este discutat în special în Statele Unite. Faptul este că fermierii americani cultivă în mod tradițional mult porumb, care teoretic poate servi drept materie primă excelentă pentru producerea alcoolului etilic. Prețul unui astfel de combustibil va fi cu siguranță mai mic decât costul benzinei. Această opțiune elimină problema dependenței multor țări de aprovizionarea cu petrol și prețurile la energie, deoarece producția de alcool poate fi localizată oriunde. În plus, este mai sigur din punct de vedere al mediului. Cu toate acestea, putem observa deja utilizarea etanolului în această capacitate, dar la o scară mult mai mică. Acestea sunt lămpi cu alcool - încălzitoare chimice speciale, minișeminee de acasă, precum și multe alte dispozitive.

Asta ar putea fi cu adevărat direcție promițătoare lucrează în căutarea surselor de energie alternative, regenerabile și destul de ieftine. Problema pentru Rusia aici este mentalitatea. Este suficient să spunem că felinarele cu alcool din Moscova nu au durat mult - muncitorii care erau angajați în munca lor au băut pur și simplu materiile prime. Și chiar dacă combustibilul conține diverse impurități, este puțin probabil ca otrăvirea să fie evitată complet. Cu toate acestea, există și alte motive pentru care Federația Rusă să nu depună eforturi pentru astfel de schimbări, deoarece tranziția la acest tip de energie amenință țara cu o scădere gravă a volumului exporturilor de energie.

Efect asupra corpului uman

În clasificarea SanPin, etanolul aparține clasei 4, adică substanțe cu risc scăzut. Acesta, apropo, include kerosen, amoniac, metan și alte câteva elemente. Dar asta nu înseamnă că nu ar trebui să iei alcool cu ​​ușurință.

Alcoolul etilic, atunci când este ingerat, afectează grav sistemul nervos central al tuturor animalelor. Provoacă o afecțiune numită intoxicație alcoolică, caracterizată prin comportament inadecvat, inhibarea reacțiilor, scăderea sensibilității la diferite tipuri de iritanți etc. În același timp, toate vasele de sânge se dilată, transferul de căldură crește, bătăile inimii și respirația devin mai frecvente. Într-o stare de ușoară intoxicație, este clar vizibilă excitația caracteristică, care, odată cu creșterea dozelor, este înlocuită cu depresia centrală. sistem nervos. De regulă, somnolența apare după aceasta.

La doze mai mari, poate apărea intoxicația cu alcool, care diferă serios de imaginea descrisă mai devreme. Faptul este că etanolul este o substanță narcotică, dar nu este utilizată ca atare, deoarece eutanasierea eficientă necesită doze extrem de apropiate de cele la care are loc paralizia centrilor vitali. Starea de intoxicație cu alcool este exact punctul în care o persoană poate muri fără asistență de urgență, motiv pentru care este atât de important să distingem acest lucru de intoxicație. În acest caz, se observă ceva ca o comă, respirația este rară și miroase a alcool, pulsul este rapid, pielea este palidă și umedă, iar temperatura corpului este scăzută. Trebuie să aplicați imediat îngrijire medicalăși, de asemenea, încercați să vă clătiți stomacul.

Consumul regulat de etanol poate provoca dependență - alcoolism. Se caracterizează prin modificări și degradarea personalității; sunt afectate și diferite sisteme de organe, în primul rând ficatul. Există chiar și o boală caracteristică alcoolicilor „cu experiență” - ciroza. În unele cazuri, duce chiar la necesitatea unui transplant.

În ceea ce privește uzul extern, alcoolul etilic irită pielea, fiind în același timp un antiseptic eficient. De asemenea, îngroașă epiderma, motiv pentru care este folosit pentru a trata escarele și alte leziuni.

Implementarea și caracteristicile sale

Standardele nu sunt singurul lucru cu care se confruntă cei care produc alcool etilic. Pret pentru soiuri diferite, mărcile și soiurile variază foarte mult. Și asta nu este fără motiv, pentru că ceea ce este destinat consumului este un produs accizabil. Impunerea acestei taxe suplimentare face ca costul rectificării corespunzătoare să fie considerabil mai mare. Acest lucru permite, într-o anumită măsură, controlul cifrei de afaceri a alcoolului etilic la vânzare, precum și a costului produselor alcoolice.

Apropo, aceasta este și o substanță supusă unei contabilități stricte. Deoarece etanolul este utilizat în producția de medicamente, proceduri medicale etc., este depozitat într-o formă sau alta în farmacii, spitale, clinici și alte instituții. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că obținând un loc de muncă în specialitatea relevantă, puteți obține ușor și în liniște cel puțin o cantitate de substanță pentru utilizare. Alcoolul etilic este înregistrat folosind un jurnal special, iar încălcarea procedurilor este o abatere administrativă și se pedepsește cu amendă. Că pierderea va fi observată în cel mai scurt timp posibil.

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, lichid otrăvitor 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 opțiune: CH 3 -CH 2 -OH, al doilea reprezentant al seriei omoloage de alcooli monohidrați, în condiții standard o substanță volatilă, inflamabilă, lichid transparent incolor.
Ingredient activ bauturi 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 (fermentație alcoolică) și sintetic (hidratare etilenă):

Fermentaţie

Metoda de producere a etanolului, cunoscută din cele mai vechi timpuri, este fermentarea alcoolică a produselor organice care conțin carbohidrați (struguri, fructe etc.) sub acțiunea enzimelor drojdiilor și bacteriilor. Procesarea amidonului, cartofilor, orezului, porumbului arată similar; sursa de alcool combustibil este zahărul brut produs din trestie etc. Această reacție este destul de complexă, 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 produce etanol prin această metodă, se folosesc cel mai adesea diferite tulpini de drojdie din specia Saccharomyces cerevisiae, pre-tratate ca mediu nutritiv rumeguş si/sau o solutie obtinuta din acestea.
Producția industrială de alcool din materii prime biologice
Modern tehnologie industriala Producția de alcool 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 fermentație includ dioxidul de carbon, resturile, fracția eter-aldehidă, alcoolul de fuel și uleiurile de fuel.
Alcoolul provenit de la unitatea de rectificare bragon (BRU) nu este anhidru; conținutul de etanol în 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 I

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

Producția de hidroliză

La scară industrială, alcoolul etilic este produs din materii prime care conțin celuloză (lemn, paie), care este hidrolizată preliminar. Amestecul rezultat de pentoze și hexoze este supus fermentației alcoolice. In tari Europa de Vestși America, această tehnologie nu era răspândită, dar în URSS (acum în Rusia) a existat o industrie dezvoltată de drojdie hidrolitică pentru furaje și etanol hidrolitic.

Hidratarea cu etilenă

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

• hidratare directă la o temperatură de 300 °C, o presiune de 7 MPa, acid ortofosforic susținut pe silicagel este utilizat ca catalizator, Cărbune activ sau azbest: CH 2 =CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
• hidratare prin etapa de 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 = CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH (acid sulf etil).
  CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4.

Această reacție este complicată de formarea eterului dietilic.

Purificarea cu etanol

Etanolul, produs prin hidratarea etilenei sau prin fermentare, este un amestec apă-alcool care conține impurități. Pentru utilizarea sa industrială, alimentară și farmacopeică este necesară purificarea. Distilarea fracționată produce etanol cu ​​o concentrație de aproximativ 95,6% (greutate); acest azeotrop, inseparabil prin distilare, conține 4,4% apă (greutate) și are un punct de fierbere de 78,15 °C. Distilarea eliberează etanolul atât de fracțiunile volatile, cât și de cele grele ale substanțelor organice (reziduul inferior).

Alcool absolut

Alcoolul absolut este alcoolul etilic care nu conține practic apă. Fierbe la 78,39 °C, în timp ce spirt 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 calcinat. sulfat de cupru CuSO4.

Proprietăți

Proprietăți fizice

Aspect: in conditii normale este un lichid volatil incolor, cu miros caracteristic și gust înțepător. 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 absolutizat sunt adesea amestecate. Proprietățile lor sunt aproape aceleași, dar valorile încep să difere, începând de la 3-4. 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. Inflamabil Foarte inflamabil. 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 puternic într-o atmosferă de oxigen pur.
În anumite condiții (temperatură, presiune, catalizatori), este posibilă oxidarea controlată (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
Are uşoară proprietăți acide, în special, interacționează în mod similar cu metalele alcaline, precum și cu magneziul, aluminiul 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 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 halogenură, 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, se leagă relativ ușor la legăturile multiple activate, de exemplu:
C2H5OH + CH2=CHCN → C2H5OCH2CH2CN,
reacționează cu aldehidele pentru a forma hemiacetali și acetali:
RCHO + C2H5OH → RCH(OH)OC2H5
RCH(OH)OC2H5 + C2H5OH → RCH(OC2H5)2 + H2O
Când este încălzit moderat (nu peste 120 °C) cu acid sulfuric concentrat sau alți agenți acizi de îndepărtare a apei, se formează dietileter:
2C2H5OH → C2H5-O-C2H5 + H2O
La o încălzire 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. Aceasta produce etilenă:
CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O
Atunci când se utilizează catalizatori care conțin, împreună cu oxid de aluminiu, argint foarte dispersat și alte componente, procesul de deshidratare poate fi combinat cu oxidarea controlată a etilenei cu oxigen elementar, în urma căreia este posibilă implementarea unui proces într-o singură etapă pentru producerea de oxid de etilenă cu randament satisfăcător:
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, suferă o serie de transformări complexe cu formarea butadienei ca produs principal (reacția Lebedev):
2C2H5OH → CH2 =CH-CH=CH2 + 2H2O + H2
În 1932, pe baza acestei reacții, în URSS a fost organizată prima producție pe scară largă de cauciuc sintetic din lume.
Într-un mediu ușor alcalin formează iodoform:
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 foarte inflamabil; presiunea vaporilor saturați, kPa: log p = 7,81158-1918,508/(252,125+t) la temperaturi de la −31 la 78°C; căldură de ardere - 1408 kJ/mol; căldură de formare −239,4 kJ/mol; punctul de aprindere 13°C (în creuzet închis), 16°C (în creuzet deschis); temperatura de aprindere 18°C; temperatura de autoaprindere 400°C; limite de concentrație de propagare a flăcării 3,6-17,7% volum; limite de temperatură pentru propagarea flăcării: inferioară 11°C, superioară 41°C; concentraţie minimă flegmatizantă, % volum: CO 2 - 29,5, H 2 O - 35,7, N 2 - 46; presiune maximă de explozie 682 kPa; viteza maximă de creștere a presiunii 15,8 MPa/s; rata de epuizare 0,037 kg/(m2 s); viteza maximă normală de propagare a flăcării - 0,556 m/s; energie minimă de aprindere - 0,246 MJ; Conținutul minim de oxigen exploziv este de 11,1% volum.

Aplicație

Combustibil

Primul care a folosit etanol ca combustibil pentru motor a fost Henry Ford, care în 1880 a creat prima mașină care funcționează cu etanol. Posibilitatea de a folosi alcooli ca combustibil pentru motor a fost demonstrată și în 1902, când peste 70 de motoare cu carburator care funcționau cu etanol și amestecuri etanol-benzină au fost expuse la un concurs de 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 rachetă balistică în serie din lume - V-2 germană și rachetele sovietice timpurii proiectate de Korolev - de la R -1 la R -5), motoare cu ardere internă, dispozitive de încălzire de uz casnic, de camping și de laborator (așa-numitele „lămpi cu spirt”), plăcuțe de încălzire pentru turiști și personal militar (autooxidare catalitică pe un catalizator de platină). Este folosit într-o măsură limitată (datorită higroscopicității sale) în amestec cu combustibili lichizi petrolieri clasici. Este folosit pentru a produce combustibil de înaltă calitate și o componentă de benzină - etil terț-butil eter, care este mai independent de materia organică fosilă decât MTBE.

Industria chimica

• servește ca materie primă pentru producerea multor substanțe chimice, cum ar fi acetaldehidă, dietil eter, tetraetil plumb, acid acetic, cloroform, acetat de etil, etilenă 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 curățare și detergenti, în special pentru îngrijirea sticlei și obiectelor sanitare. Este un solvent pentru repellente.

Medicament

• În ceea ce privește acțiunea sa, alcoolul etilic poate fi clasificat ca antiseptic;
• 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 tehnici de tratare a mâinilor chirurgului;
• solvent pentru medicamente, pentru prepararea tincturilor, extractelor din materiale vegetale etc.;
• conservant pentru tincturi și extracte (concentrație minimă 18%);
• antispumant la furnizarea de oxigen, ventilație artificială;
• în comprese calde;
• pentru răcire fizică în timpul febrei (pentru frecare);
• componentă a anesteziei generale în situații de deficit de medicamente;
• ca agent antispumant pentru edem pulmonar sub formă de inhalare a unei soluții de 33%;
• etanolul este un antidot pentru otrăvirea cu 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, în timp util (aproape imediat, după metanol/etilen glicol) aportul de etanol, concentrația actuală de metaboliți toxici scade (pentru metanol - formaldehidă și acid formic, pentru etilenglicol - acid oxalic).

Parfumuri si cosmetice

Este un solvent universal diverse substanțeși componenta principală a parfumurilor, coloniilor, aerosolilor etc. Face parte dintr-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.). Se găsește și în cantități mici într-un număr de băuturi obținute prin fermentare, dar neclasificate ca fiind alcoolice (chefir, kvas, kumiss, bere fără alcool etc.). Conținutul de etanol din chefirul proaspăt este neglijabil (0,12%), dar dacă a stat mult timp, mai ales într-un loc cald, poate ajunge la 1%. Kumis conține 1-3% etanol (în etanol puternic până la 4,5%), kvas - de la 0,5 la 1,2%.
Solvent pentru arome alimentare. Poate fi folosit ca conservant pentru produse de patiserie, precum și în industria cofetăriei.
Înregistrat ca aditiv alimentar E1510.
Valoarea energetică a etanolului este de 7,1 kcal/g.

Utilizarea etanolului ca combustibil pentru automobile

Etanolul combustibil se împarte în bioetanol și etanol obținut prin alte metode (din deșeuri de plastic, sintetizate din gaz etc.).
Bioetanolul este un combustibil lichid care conține etanol produs de instalații speciale din amidon, celuloză sau materii prime care conțin zahăr folosind un sistem de distilare scurtă (ne permite să obținem o calitate suficientă pentru utilizare ca combustibil). Conține metanol și uleiuri de fusel, ceea ce îl face complet de nebăut. Este folosit în forma sa pură (mai precis ca 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 din întreaga lume, 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 transforme 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, motiv pentru care acesta din urmă se desprinde adesea (cu temperaturi scăzute Mereu). Această problemă este deosebit de relevantă pentru Rusia. Soluții la această problemă acest moment nu a fost găsit.
Avantajul amestecurilor de etanol cu ​​alte tipuri de combustibil față de etanol „pur” este o mai bună aprindere datorită conținutului scăzut de umiditate, în timp ce etanolul „pur” (gradul E100, cu un conținut practic de C 2 H 5 OH 96,6%) este un azeotrop. care nu pot fi separate prin distilare. Împărțirea în alte moduri este neprofitabilă. Când etanol este adăugat la benzină sau motorină, apa se separă. În Statele Unite, Legea Energiei, semnată de președintele Bush în august 2005, prevede producția anuală a 30 de miliarde de litri de etanol din cereale și 3,8 miliarde de litri din celuloză (tulpini de porumb, paie de orez, deșeuri forestiere) până în 2012.
Introducerea producției de biocombustibili este un proces costisitor, dar oferă beneficii economiei mai târziu. De exemplu, construcția unei fabrici de etanol cu ​​o capacitate de 40 de milioane de galoane oferă economiei (folosind exemplul SUA):

• Investiție de 142 milioane USD în timpul construcției;
• 41 la locul de muncă la fabrică, plus 694 de locuri de muncă în întreaga economie;
• Crește prețurile la cereale locale cu 5 până la 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 13,3% pe an.

În 2006, industria etanolului a contribuit la economia 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 generat 2,7 miliarde USD în taxe federale și 2,3 miliarde USD în impozite locale.
În 2006, 2,15 miliarde de bushels de porumb au fost transformate în etanol în Statele Unite, 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 procesată în etanol.

Flota de vehicule care funcționează cu etanol

Un amestec de etanol și benzină este desemnat cu 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 de mașini limitează garanția atunci când folosesc amestecuri care conțin mai mult de 10% etanol. Amestecurile care conțin mai mult de 20% etanol necesită în multe cazuri modificări la sistemul 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 mașinilor moderne fie suportă nativ utilizarea unui astfel de combustibil, fie opțional, la cerere. În 2005, peste 5 milioane de mașini din Statele Unite aveau motoare hibride. La sfârșitul anului 2006, 6 milioane de vehicule cu astfel de motoare erau în uz în Statele Unite. Flota totală de vehicule este de 230 de milioane de vehicule. 1200 de benzinării vând E85 (mai 2007). În total, aproximativ 170.000 de benzinării vând combustibil pentru automobile în Statele Unite. În Brazilia, aproximativ 29.000 de benzinării vând etanol.

Economic

Costul etanolului brazilian (aproximativ 0,19 USD pe litru în 2006) face ca utilizarea acestuia să fie viabilă din punct de vedere economic.

Aspecte de mediu

Bioetanolul ca combustibil este adesea numit „neutru” ca sursă gaze cu efect de sera. Are un bilanț de dioxid de carbon zero, deoarece producerea sa prin fermentare și arderea ulterioară eliberează aceeași cantitate de CO 2 precum a fost preluată anterior din atmosferă de plantele folosite pentru a-l produce. Cu toate acestea, rectificarea etanolului necesită un consum suplimentar de energie, generat 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 (echivalent CO 2 ), ceea ce este aproximativ egal cu emisiile anuale a 1,21 milioane de mașini.

Siguranță și Reglementare

• Etanolul este o substanță inflamabilă; un amestec de vapori și aer este exploziv.
• Alcoolul etilic sintetic, de calitate tehnică și alimentară, impropriu pentru producția de băuturi alcoolice, este inclus în listă substante toxiceîn sensul articolului 234 și al altor articole din Codul penal al Federației Ruse.
• Din 2005, vânzarea cu amănuntul a alcoolului în Rusia a fost interzisă (cu excepția Nordului Îndepărtat).

Efectul etanolului asupra corpului uman

În funcție de doză, concentrație, cale de intrare în organism și durata expunerii, etanolul poate avea și efecte narcotice și toxice. Acțiunea narcotică se referă la capacitatea sa de a provoca comă, stupoare, insensibilitate la durere, deprimarea funcțiilor sistemului nervos central, excitarea alcoolului, dependența, precum și efectul său anestezic. Sub influența etanolului, endorfinele sunt eliberate în nucleul accumbens (Nucleus accumbens), iar la cei care suferă de alcoolism, tot în cortexul orbitofrontal (câmpul 10). Totuși, din punct de vedere legal, alcoolul etilic nu este recunoscut ca drog, întrucât această substanță nu este inclusă în lista internațională a substanțelor controlate a Convenției ONU din 1988. În anumite doze la greutatea corporală și concentrații 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 ale carcinogenității acetaldehidei în experimentele pe animale; În plus, acetaldehida dăunează ADN-ului. Consumul pe termen lung de etanol poate provoca boli precum ciroza hepatică, gastrita, ulcerul stomacal, cancerul de stomac și cancerul esofagian, de exemplu. este un cancerigen, boli cardiovasculare. Consumul de etanol 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 fermentației alimentelor carbohidrate de către microorganisme (alcool endogen condiționat). Existența reacțiilor biochimice cu sinteza etanolului în țesuturile corpului uman (alcool cu ​​adevărat 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 instrumente. Un etilotest obișnuit nu poate determina astfel de cantități.

Tipuri și mărci de etanol

• Alcoolul rectificat (mai precis, alcoolul rectificat) este alcoolul etilic purificat prin rectificare, contine 95,57%, formula chimica C 2 H 5 OH. Poate fi produs conform GOST 18300-72 (Standard de stat al URSS, alcool etilic rectificat tehnic, specificatii tehnice) și GOST 5964-82; GOST 5964-93. În funcție de gradul de purificare, se produce alcool etilic tehnic rectificat în gradul „Extra” și în două grade: premium și primul.
• Alcool etilic absolut - conținut 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 conține etil, radicalul etan. Mai mult, cuvântul alcool (sufix -ol) din nume indică conținutul grupării hidroxil (-OH), caracteristică alcoolilor.

Etimologia numelui „alcool”

Denumirea de alcool vine din arabă. الكحل‎ al-kuhul, adică pulbere fină obținută prin sublimare, pulbere de antimoniu, pulbere pentru colorarea pleoapelor. Cuvântul „alcool” a venit în rusă prin varianta sa germană. alcool. Cu toate acestea, în limba rusă a fost păstrat sub forma unui arhaism, aparent, ca omonim pentru cuvântul „alcool” în sensul „pulbere fină”.

Etimologia cuvântului „alcool”

Denumirea de alcool de vin cu etanol provine din latină. spiritus vini (spiritul vinului). Cuvântul „alcool” a venit în rusă prin versiunea în engleză. spirit. ÎN Limba engleză cuvântul „alcool” în 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 substanțele 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.

Etanol - ce este această substanță? Care sunt utilizările sale și cum este produs? Etanolul este mai bine cunoscut de toată lumea sub un alt nume - alcool. Desigur, aceasta nu este o denumire complet corectă. Dar, între timp, prin cuvântul „alcool” înțelegem „etanol”. Chiar și strămoșii noștri știau despre existența lui. L-au obținut printr-un proces de fermentație. S-au folosit diverse produse, de la cereale la fructe de padure. Dar în piureul rezultat, așa cum se numeau băuturile alcoolice pe vremuri, cantitatea de etanol nu depășea 15 la sută. Alcoolul pur a putut fi izolat numai după ce procesele de distilare au fost studiate.

Etanol - ce este?

Etanolul este un alcool monohidroxilic. În condiții normale, este un lichid volatil, incolor, inflamabil, cu miros și gust specific. Etanolul a găsit o largă aplicație în industrie, medicină și viața de zi cu zi. Este un dezinfectant excelent. Alcoolul este folosit ca combustibil și ca solvent. Dar, mai ales, formula etanolului C2H5OH este cunoscută iubitorilor de băuturi alcoolice. În acest domeniu, această substanță și-a găsit o aplicație largă. Dar nu trebuie să uităm că alcoolul, ca componentă activă a băuturilor alcoolice, este un deprimant puternic. Această substanță psihoactivă poate deprima sistemul nervos central și poate provoca dependență severă.

În zilele noastre, este greu de găsit o industrie care să nu folosească etanol. Este dificil să enumerați toate beneficiile alcoolului. Dar mai ales proprietățile sale au fost apreciate în produse farmaceutice. Etanolul este componenta principală a aproape tuturor tincturilor medicinale. Multe „rețete ale bunicii” pentru tratarea afecțiunilor umane se bazează pe această substanță. Scoate totul din plante material util, acumulându-le. Această proprietate a alcoolului și-a găsit aplicație în producția de tincturi de casă din plante și fructe de pădure. Și deși acestea sunt băuturi alcoolice, acestea oferă beneficii pentru sănătate cu moderație.

Beneficiile etanolului

Formula etanolului este cunoscută de toată lumea încă de la orele de chimie din școală. Dar nu toată lumea poate răspunde imediat care sunt beneficiile acestei substanțe chimice. De fapt, este greu de imaginat o industrie care să nu folosească alcool. În primul rând, etanolul este folosit în medicină ca un dezinfectant puternic. Sunt folosite pentru a trata suprafața și rănile chirurgicale. Alcoolul are un efect dăunător asupra aproape tuturor grupelor de microorganisme. Dar etanolul este folosit nu numai în chirurgie. Este indispensabil pentru producerea de extracte și tincturi medicinale.

În doze mici, alcoolul este benefic pentru organismul uman. Ajută la subțierea sângelui, la îmbunătățirea circulației sângelui și la dilatarea vaselor de sânge. Este folosit chiar și pentru prevenirea bolilor cardiovasculare. Etanolul ajută la îmbunătățirea funcționării tractului gastrointestinal. Dar numai în doze foarte mici.

În cazuri speciale, efectul psihotrop al alcoolului se poate îneca cel mai mult dureri severe. Etanolul și-a găsit aplicație și în cosmetologie. Datorită proprietăților sale antiseptice pronunțate, este inclusă în aproape toate lotiunile de curățare pentru tenul problematic și gras.

Daunele etanolului

Etanolul este un alcool produs prin fermentare. Dacă este consumat în exces, poate provoca intoxicații toxicologice severe și chiar comă. Această substanță face parte din băuturile alcoolice. Alcoolul provoacă dependență psihică și fizică severă. Alcoolismul este considerat a fi o boală. Pericolele etanolului sunt imediat asociate cu scenele de beție rampantă. Consumul excesiv de băuturi care conțin alcool duce nu numai la intoxicație alimentară. Totul este mult mai complicat. Consumul frecvent de alcool afectează aproape toate sistemele de organe. Din cauza lipsei de oxigen, cauzată de etanolul, mor un număr mare de celule cerebrale. Apare În primele etape, memoria slăbește. Apoi persoana dezvoltă boli ale rinichilor, ficatului, intestinelor, stomacului, vaselor de sânge și inimii. Bărbații experimentează pierderea potenței. În etapele finale, un alcoolic prezintă o deformare mentală.

Istoricul alcoolului

Etanol - ce este această substanță și cum a fost obținută? Nu toată lumea știe că a fost folosit încă din timpuri preistorice. A fost inclus în băuturile alcoolice. Adevărat, concentrația sa era mică. Dar, între timp, în China au fost găsite urme de alcool pe ceramică veche de 9.000 de ani. Acest lucru sugerează în mod clar că oamenii consumau băuturi care conțineau alcool încă din epoca neolitică.

Primul caz a fost înregistrat în secolul al XII-lea la Salerno. Adevărat, era un amestec apă-alcool. Etanolul pur a fost izolat de Johann Tobias Lowitz în 1796. A folosit metoda de filtrare cu cărbune activ. Producerea etanolului în acest mod a rămas multă vreme singura metodă. Formula alcoolului a fost calculată de Nicolò-Theodore de Saussure și descrisă ca un compus de carbon de Antoine Lavoisier. În secolele al XIX-lea și al XX-lea, mulți oameni de știință au studiat etanolul. Toate proprietățile sale au fost studiate. În prezent, s-a răspândit și este folosit în aproape toate domeniile activității umane.

Producția de etanol prin fermentație alcoolică

Poate cea mai cunoscută metodă de producere a etanolului este fermentația alcoolică. Acest lucru este posibil numai atunci când utilizați produse organice care conțin un numar mare de carbohidrați, cum ar fi strugurii, merele, fructele de pădure. O altă componentă importantă pentru ca fermentația să se desfășoare în mod activ este prezența drojdiei, enzimelor și bacteriilor. Procesarea cartofilor, porumbului și orezului arată la fel. Pentru a obține alcool combustibil, se folosește zahăr brut, care este produs din trestie. Reacția este destul de complexă. Ca urmare a fermentației, se obține o soluție care nu conține mai mult de 16% etanol. Nu se poate obține o concentrație mai mare. Acest lucru se explică prin faptul că drojdia nu este capabilă să supraviețuiască în soluții mai saturate. Astfel, etanolul rezultat trebuie supus unor procese de purificare și concentrare. Procesele de distilare sunt frecvent utilizate.

Pentru a produce etanol, se folosește drojdia Saccharomyces cerevisiae din diferite tulpini. În principiu, toți sunt capabili să activeze acest proces. Rumegul poate fi folosit ca substrat nutritiv sau, ca alternativă, o soluție obținută din acesta.

Combustibil

Mulți oameni știu despre proprietățile pe care le are etanolul. De asemenea, este larg cunoscut faptul că este alcool sau un dezinfectant. Dar alcoolul este și un combustibil. Este folosit în motoare rachete. Fapt cunoscut- În timpul Primului Război Mondial, 70% etanol apos a fost folosit drept combustibil pentru prima rachetă balistică germană din lume, V-2.

În prezent, alcoolul a devenit mai răspândit. Este folosit ca combustibil în motoarele cu ardere internă și pentru dispozitivele de încălzire. În laboratoare se toarnă în lămpi cu alcool. Oxidarea catalitică a etanolului este utilizată pentru a produce plăcuțe de încălzire, atât militare, cât și turistice. Alcoolul este utilizat cu restricție în amestecuri cu combustibil lichid din petrol datorită higroscopicității sale.

Etanolul în industria chimică

Etanolul este utilizat pe scară largă în industria chimică. Servește ca materie primă pentru producerea de substanțe precum dietil eter, acid acetic, cloroform, etilenă, acetaldehidă, tetraetil plumb, acetat de etil. În industria vopselelor și lacurilor, etanolul este utilizat pe scară largă ca solvent. Alcoolul este componenta principală a spălătoarelor de parbriz și a antigelului. Alcoolul este folosit și în produsele chimice de uz casnic. Face parte din detergenți și produse de curățare. Este obișnuit mai ales ca componentă a fluidelor de curățare pentru corpuri sanitare și sticlă.

Alcool etilic în medicină

Alcoolul etilic poate fi clasificat ca antiseptic. Are un efect dăunător asupra aproape tuturor grupelor de microorganisme. Distruge celulele bacteriilor și ciupercilor microscopice. Utilizarea etanolului în medicină este aproape universală. Acesta este un excelent de uscare și dezinfectant. Datorită proprietăților sale bronzante, alcoolul (96%) este utilizat pentru tratarea meselor de operație și a mâinilor chirurgului.

Etanolul este un solvent medicamente. Este utilizat pe scară largă pentru producerea de tincturi și extracte din ierburi medicinale și alte materiale vegetale. Concentrația minimă de alcool în astfel de substanțe nu depășește 18 la sută. Etanolul este adesea folosit ca conservant.

Alcoolul etilic este, de asemenea, excelent pentru frecare. În timpul febrei produce un efect de răcire. Foarte des, alcoolul este folosit pentru încălzirea compreselor. În același timp, este absolut sigur, nu există roșeață sau arsuri pe piele. În plus, etanolul este folosit ca antispumă atunci când se furnizează artificial oxigen în timpul ventilației. Alcoolul este, de asemenea, o componentă a anesteziei generale, care poate fi utilizată în caz de lipsă de medicamente.

Destul de ciudat, etanolul medical este folosit ca antidot pentru otrăvirea cu alcooli toxici, cum ar fi metanolul sau etilenglicolul. Acțiunea sa se datorează faptului că, în prezența mai multor substraturi, enzima alcool dehidrogenază realizează doar oxidare competitivă. Din acest motiv, după aportul imediat de etanol, după metanol toxic sau etilenglicol, se observă o scădere a concentrației actuale de metaboliți otrăviți în organism. Pentru metanol este acid formic și formaldehidă, iar pentru etilenglicol este acid oxalic.

Industria alimentară

Așadar, strămoșii noștri știau cum să obțineți etanol. Dar a primit cea mai largă utilizare abia în secolele al XIX-lea și al XX-lea. Alături de apă, etanolul stă la baza aproape tuturor băuturilor alcoolice, în principal vodcă, gin, rom, coniac, whisky și bere. Alcoolul se găsește și în cantități mici în băuturile care sunt produse prin fermentație, de exemplu, chefir, kumis și kvas. Dar nu sunt clasificate ca alcool, deoarece concentrația de alcool din ele este foarte scăzută. Astfel, conținutul de etanol din chefir proaspăt nu depășește 0,12%. Dar dacă se stabilește, concentrația poate crește până la 1%. Kvass conține puțin mai mult alcool etilic (până la 1,2%). Kumis conține cel mai mult alcool. Într-un produs lactat proaspăt concentrația sa este de la 1 la 3%, iar într-un produs lactat ajunge la 4,5%.

Alcoolul etilic este un solvent bun. Această proprietate îi permite să fie utilizat în industria alimentară. Etanolul este un solvent pentru arome. În plus, poate fi folosit ca conservant pentru produse de panificație. Este înregistrat ca aditiv alimentar E1510. Etanolul are o valoare energetică de 7,1 kcal/g.

Efectul etanolului asupra corpului uman

Producția de etanol a fost stabilită în întreaga lume. Această substanță valoroasă este folosită în multe domenii ale vieții umane. sunt medicamente. Șervețelele înmuiate în această substanță sunt folosite ca dezinfectant. Dar ce efect are etanolul asupra organismului nostru atunci când este ingerat? Este benefic sau dăunător? Aceste probleme necesită un studiu detaliat. Toată lumea știe că omenirea consumă băuturi alcoolice de secole. Dar abia în secolul trecut problema alcoolismului s-a răspândit. Strămoșii noștri consumau piure, hidromel și chiar și berea de acum atât de populară, dar toate aceste băuturi conțineau un procent slab de etanol. Prin urmare, ele nu ar putea provoca daune semnificative sănătății. Dar după ce Dmitri Ivanovici Mendeleev a diluat alcoolul cu apă în anumite proporții, totul s-a schimbat.

În prezent, alcoolismul este o problemă în aproape toate țările lumii. Odată ajuns în organism, alcoolul are un efect patologic asupra aproape tuturor organelor fără excepție. În funcție de concentrație, doză, cale de expunere și durata de expunere, etanolul poate prezenta efecte toxice și narcotice. Poate perturba funcționarea sistemului cardiovascular și poate contribui la apariția bolilor tractului digestiv, inclusiv ulcere gastrice și duodenale. Efectul narcotic se referă la capacitatea alcoolului de a provoca stupoare, insensibilitate la durere și deprimare a funcțiilor sistemului nervos central. În plus, o persoană devine entuziasmată de alcool și devine foarte repede dependentă. În unele cazuri, consumul excesiv de etanol poate provoca comă.

Ce se întâmplă în corpul nostru când bem băuturi alcoolice? Molecula de etanol poate afecta sistemul nervos central. Sub influența alcoolului, hormonul endorfină este eliberat în nucleul accumbens, iar la persoanele cu alcoolism pronunțat, în cortexul orbitofrontal. Dar, cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, etanolul nu este recunoscut ca substanță narcotică, deși prezintă toate acțiunile relevante. Alcoolul etilic nu a fost inclus pe lista internațională a substanțelor controlate. Și aceasta este o problemă controversată, deoarece în anumite doze, și anume 12 grame de substanță la 1 kilogram de greutate corporală, etanolul duce mai întâi la otrăvire acută și apoi la moarte.

Ce boli provoacă etanolul?

Soluția de etanol în sine nu este cancerigen. Dar principalul său metabolit este acetaldehida, o substanță toxică și mutagenă. În plus, are și proprietăți cancerigene și provoacă dezvoltarea cancerului. Calitățile sale au fost studiate în condiții de laborator pe animale de experiment. Aceste lucrări științifice a condus la rezultate foarte interesante, dar în același timp alarmante. Se dovedește că acetaldehida nu este doar un cancerigen, ci poate deteriora ADN-ul.

Consumul pe termen lung de băuturi alcoolice poate provoca boli la om, cum ar fi gastrita, ciroza hepatică, ulcerul duodenal, cancerul de stomac, esofag, intestin subțire și rect și boli cardiovasculare. Expunerea regulată la etanol în organism poate provoca leziuni oxidative neuronilor creierului. Din cauza pagubelor mor. Abuzul de băuturi care conțin alcool duce la alcoolism și moarte clinică. La persoanele care consumă în mod regulat alcool, riscul de a dezvolta un atac de cord și un accident vascular cerebral crește semnificativ.

Dar acestea nu sunt toate proprietățile etanolului. Această substanță este un metabolit natural. În cantități mici poate fi sintetizat în țesuturile corpului uman. Se numește adevărat.Se produce și ca urmare a descompunerii alimentelor cu carbohidrați în tract gastrointestinal. Acest etanol se numește „alcool condiționat endogen”. Poate un etilotest obișnuit să detecteze alcoolul care a fost sintetizat în organism? Teoretic acest lucru este posibil. Cantitatea sa depășește rar 0,18 ppm. Această valoare se află la limita inferioară a celor mai moderne instrumente de măsură.

Alcoolul etilic sau alcoolul de vin este un reprezentant larg răspândit al alcoolilor. Există multe substanțe cunoscute 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 materie organică. 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 rezolva întrebarea care dintre formule corespunde de fapt alcoolului, să ne întoarcem la experiență.

Pune o bucată de sodiu într-o eprubetă cu alcool. Va începe imediat o reacție, însoțită de eliberarea de gaz. Nu este greu de stabilit că acest gaz este hidrogen.

Acum 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 moleculă de 0,1 grame (4,6 grame), picătură cu picătură dintr-o pâlnie într-un balon cu bucăți mici de sodiu (Fig. 1). Hidrogenul eliberat din alcool înlocuiește apa din balonul cu două gâturi în cilindrul de măsurare. Volumul de apă deplasată în cilindru corespunde volumului de hidrogen eliberat.

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

Deoarece 0,1 grame de molecule de alcool au fost luate pentru experiment, a fost posibil să se obțină hidrogen (în termeni de conditii normale) aproximativ 1,12 litri Aceasta înseamnă că sodiul înlocuiește 11,2 dintr-o moleculă gram de alcool litri, adică o jumătate de moleculă de gram, cu alte cuvinte 1 atom de gram de hidrogen. În consecință, sodiul înlocuiește doar un atom de hidrogen 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 acestuia, toți atomii de hidrogen sunt legați în mod egal de atomii 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 situat într-o poziție specială: acesta este legat de carbon printr-un atom de oxigen. Putem concluziona că acest atom de hidrogen este cel mai puțin strâns legat de atomul de oxigen; se dovedește a fi mai mobil și este înlocuit cu 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 molecula de alcool conține o grupare hidroxil - OH, conectată la un radical de hidrocarbură, formula moleculară a alcoolului etilic este scrisă după cum urmează:

Proprietățile chimice ale alcoolului . Am văzut mai sus că alcoolul etilic reacţionează cu sodiul. Cunoscând structura alcoolului, putem exprima această reacție cu 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 încălziți alcoolul etilic cu un acid hidrohalic, de exemplu cu HBr, într-un balon cu frigider (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 C 2 H 5 Br:

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. Când alcoolul este încălzit mai slab cu acid sulfuric (nu mai mult de 140 °), fiecare moleculă de apă este separată din două molecule de alcool, rezultând formarea de dietil eter - un lichid volatil, inflamabil:

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

Utilizarea alcoolului etilic . Alcoolul etilic are o mare semnificație practică. Se consumă mult alcool etilic pentru a produce cauciuc sintetic folosind metoda 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 a face parfumuri și multe medicamente. Se prepară diferite lacuri prin dizolvarea rășinilor în alcool. Puterea calorică mare a alcoolului determină utilizarea lui ca combustibil (combustibil motor = etanol).

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

O metodă comună de producere a alcoolului este fermentarea substanțelor zaharoase în prezența drojdiei. Aceste organisme vegetale inferioare (ciuperci) produc substanțe speciale - enzime, care servesc drept catalizatori biologici pentru reacția de fermentație.

Semințele de cereale sau tuberculii de cartofi bogați în amidon sunt luați ca materii prime în producerea alcoolului. Amidonul este mai întâi transformat în zahăr folosind malț care conține enzima diastaza, 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 fost încununate de succes.

ÎN În ultima vreme datorită faptului că la cracarea uleiului se formează multă etilenă, oțel

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 sa 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. Producerea alcoolului 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 conform reacției Kucherov, iar acetaldehida rezultată este redusă catalitic cu hidrogen în prezența nichelului în alcool etilic. Întregul proces de hidratare a acetilenei urmat de reducerea cu hidrogen pe un catalizator de nichel în alcool etilic 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 sauCH3-CH2-OH	78,3
Propan C3H8	Propil C4H7OH sau CH3-CH2-CH2-OH	97,8
Butan C4H10	Butii C4H9OH sauCH3-CH2-CH2-OH	117

Fiind asemănători ca proprietăți chimice și diferiți unul de celălalt în compoziția moleculelor printr-un grup de atomi de CH 2, acești alcooli formează 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 este R - OH (unde R este un radical de hidrocarbură).

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

Grupuri de atomi care determină proprietățile chimice caracteristice ale compușilor, de ex. functie chimica, sunt numite grup functional.

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

În compoziția lor, alcoolii diferă de hidrocarburile corespunzătoare 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.

Relația genetică dintre hidrocarburi și alcooli

Este destul de dificil să oxidezi direct hidrocarburile în alcool. În practică, este mai ușor să faci acest lucru printr-un derivat de halogen al unei hidrocarburi. 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 transformă bromura de etil în alcool prin încălzire cu apă în prezența alcaline:

În acest caz, este nevoie de un alcalin pentru a neutraliza bromura de hidrogen rezultată și pentru a elimina posibilitatea reacției sale cu alcoolul, de exemplu. mutați această reacție reversibilă spre dreapta.

În mod similar, alcoolul metilic poate fi obținut conform următoarei scheme:

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