Какво е етанол в химията. Органична химия

(етилов алкохол, винен алкохол) - органично съединение, представител на редица моновалентни алкохоли от състава C 2 H 5 OH (съкратено EtOH).При нормални условия това е безцветна, запалима течност. Според Националния стандарт на Украйна DSTU 4221: 2003Етанолът е токсично вещество с наркотичен ефект, според степента на въздействие върху човешкото тяло принадлежи към четвъртия клас опасни вещества. Има канцерогенни свойства.

Етанолът е основната активна съставка в алкохолните напитки, които обикновено се произвеждат чрез ферментация на въглехидрати. За промишлени нужди етиловият алкохол често се синтезира от нефт и газови суровини чрез каталитична хидратация на етилен. В допълнение към производството на хранителни продукти, етанолът се използва в големи количества като гориво, разтворител, антисептик и като суровина за производството на други промишлено важни вещества.

История

Етанолът се използва от човечеството от древни времена. Той играеше ролята на неразделна част от напитки, лекарства, като успокоително и афродизиак, а също така участваше в религиозни церемонии.

В древен Египет се получава чрез ферментация на растителни суровини. По този начин се получава само разреден алкохолен разтвор. За да се увеличи концентрацията в Китай, е изобретен метод за дестилация. Според рисунки върху китайска керамика напитките, направени от ферментирала смес от ориз, плодове и мед, са правени преди 9000 години. Приблизително по същото време в Близкия изток алкохолът се получава от грозде и ечемик, както се вижда от записи върху глинени плочки в Месопотамия.

През Средновековието етиловият алкохол играе ролята на основа за приготвянето на много лекарства и тинктури. Алхимиците винаги са използвали етанол в работата си, давайки му името лат. aquavitae,това е жива вода.

Чистият етанол е получен за първи път през 1796 г. от руско-германския химик Тови Егорович Ловиц. Според описанието на водещия учен от онова време Антоан Лоран Лавоазие, изследваното съединение се състои от химичните елементи въглерод, водород и кислород. През 1808 г. швейцарският биохимик Николас Теодор де Сосюр установява химичната формула на етанола, а петдесет години по-късно шотландският химик Арчибалд Скот Купър предлага нейната структура.

Първият синтетичен метод за производство на етилен е разработен независимо от английския химик Хенри Генел и френския фармацевт Жорж-Симон Серюла през 1826 г. А през 1828 г. английският физик и химик Майкъл Фарадей получава етанол чрез каталитична хидратация на етена, страничен продукт от рафинирането на нефт и газ. Този метод е в основата на много методи, които се използват в производството на етанол и до днес.

структура

И двата въглеродни атома в молекулата на етанола, включително атома, който е свързан с хидроксилната група, са в състояние на sp3 хибридизация. Разстоянието C-C е 1,512 ангстрьома.

В зависимост от позицията на хидроксилната група спрямо друга част от молекулата има боже- (фр. гош)и транс форми.транс формахарактеризиращ се с позицията на О-Н връзката на хидроксилната група в същата равнина с С-С връзката и една от С-Н връзките. AT боже-образуват водородния атом в хидроксилната група, обърнат настрани. диполен момент за гош формие 1,68 D, а за транс форми- 1.44D.

Разпространение в природата

Етанолът е отпадъчен продукт на някои гъбички. Сред тях основните видове са Saccharomyces, Schizosaccharomyces,както и Kluyveromyces.Един от най-известните представители на тези класове е вида Saccharomyces cerevisiae,която носи тривиалното наименование бирена мая. Други често срещани типове включват Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilisхаресването. Някои бактерии също образуват етанол, напр. Zymomonas mobilis.

През 1975 г. астрономите съобщават за откриване на значителни натрупвания на етанол в газово-праховия облак Стрелец B2. Според учените броят на наличните там молекули етанол значително надвишава количеството алкохол, получен през цялата история на човечеството. Откритият етанол транс формамолекули, а през 1996 г. е записано в боже- форма.

Сред възможните начини за образуване на етанол в междузвездната среда, по-специално, е даден неговият синтез от метан и метилов катион под действието на радиация:

Друг потенциален начин е да реагирате на метиловия катион с формалдехид, който също е често срещан в космоса:

физични свойства

Етанолът е безцветна течност с лек "алкохолен" мирис. Той е летлив и запалим. Смесва се във всякакви пропорции с вода, етери, ацетон, бензен. Етиловият алкохол е добър разтворител за много органични и неорганични вещества.

Образува азеотропна смес с вода: 95,6% алкохол и 4,4% вода. Безводният етанол е леко хигроскопичен: за постигане на стабилност той може да абсорбира 0,3-0,4% вода.

получаване

етиленова хидратация

Има два основни начина за получаване на етанол от етилен. В исторически план методът на непряка хидратация е изобретен през 1930 г. от Union Carbide. Друг, разработен през 1970 г., е проектиран като метод без киселина (без използване на сярна киселина).

индиректна хидратация

Производството на етанол от етилен с помощта на сярна киселина протича на три етапа. Първо, етиленът се абсорбира от концентрирана киселина, образувайки естери на етилсулфат или диетилсулфат:

Абсорбцията се извършва с 95-98% разтвор на киселина при температура 80 ° C и налягане 1,3-1,5 MPa. Това взаимодействие е екзотермично, така че стените на реактора трябва да бъдат охладени. Наличието на етилсулфат в киселинния разтвор позволява значително да се увеличи скоростта на абсорбция, тъй като разтворимостта на етилен в етилсулфат е много по-висока, отколкото в чиста киселина.

На втория етап получените продукти от реакцията се подлагат на хидролиза и се разлагат с образуването на алкохол и киселина. Въпреки това, взаимодействието на два основни естера е изключено, което води до образуването на трети, диетилов:

След третиране на сярна киселина с абсорбиран етил и диетилсулфат в достатъчно количество вода, разтворът придобива концентрация от около 50-60%. Продуктите от хидролизата се изпращат в колони за разделяне: разредената киселина остава на дъното на резервоара, а газообразната смес алкохол-Eterna е на върха. Желаната смес се промива с вода или разреден разтвор на натриев хидроксид и след това се пречиства чрез дестилация.

Последната стъпка е възстановяване на концентрацията на разредена киселина. Тази стъпка е една от най-скъпите в целия синтез. Със системата за киселинен изпарител е възможно да се увеличи концентрацията на киселина до 90%. Увеличаването на този показател до необходимите 98% се извършва чрез смесване с олеум (концентрация 103%).

Сериозен проблем за метода на индиректната хидратация е образуването на въглеродни вещества в киселината, които оказват значително влияние върху нейната концентрация. Използването на концентрирана киселина също причинява корозия на оборудването, така че някои части на оборудването са направени от силиций, танталови сплави, олово и др.

директна хидратация

Синтезът по схемата на директна хидратация се извършва с помощта на катализатори. Тук има две форми на взаимодействие:

• газообразните реагенти влизат в контакт с твърд или течен катализатор (процес в газова фаза)
• както течните, така и газообразните реагенти са в контакт с твърд или течен катализатор (мишанофазен процес).

Етанолът се синтезира главно след процеса на газовата фаза. Изходният етилен и вода преминават през въглероден катализатор, наситен с фосфорна киселина:

При обикновени температури само малко количество етанол може да бъде в газова фаза и повишаването на температурата ще доведе до намаляване на концентрацията му. Възможно е да се изравни равновесието на реакцията чрез прилагане на принципа на Le Chatelier-Brown - чрез увеличаване на налягането в реакционната смес и намаляване на броя на молекулите в системата. Оптималните условия за взаимодействие са температура от 250-300 ° C и налягане от 6,1-7,1 MPa.

Реакционният продукт може да претърпи междумолекулна дехидратация, което води до образуването на диетилов етер:

Ако въглехидратната суровина съдържа примес на ацетилен, тя се хидратира до етанол:

Наличието на етанол е нежелателно, тъй като от него се образува кротоналдехид, което се отразява негативно на качеството на етанола, дори в количество части на милион:

получаване чрез ферментация

Извличането на етанол чрез ферментация (ферментация) на захарни вещества е най-старото. За производството му може да се използва всеки продукт, съдържащ захар или вещества, от които може да се получи (например нишесте). Като продукти, съдържащи захар, се използват плодова и тръстикова захар, захарно цвекло, меласа, а нишестените продукти са картофи, зърна от пшеница, ръж и царевица. Целулозата се използва и като суровина (от селскостопански отпадъци, целулозно-хартиена промишленост и др.).

Екстракти от нишесте и захар

За да се превърне нишестето в захарни вещества, то първо се подлага на хидролиза. За тази цел суровините (картофено пюре или брашно) се варят с гореща вода, за да се ускори набъбването на нишестето. Към суровината се добавя и ензим, под въздействието на който нишестето се кондензира, т.е. се превръща в глюкоза.

Като ензим се използва диастазата, съдържаща се в покълнали зърна или други амилази от гъбичен произход.

Вторият етап, който е подобен на получаването на алкохол от захари, е анаеробна ферментация, тоест превръщане в алкохол и въглероден диоксид:

Тук реакцията протича под действието на микроорганизми: гъбички (дрожди) или бактерии.

Сред дрождите, използвани в процеса, активното място е заето от Saccharomyces cerevisiae(т.нар. бирена мая). При използването им са важни киселинността на средата и температурата – те влияят върху растежа на дрождите, добива на етанол, образуването на странични продукти и замърсяването от бактерии. Обикновено такава ферментация в промишленото производство се извършва при рН 4-6. При стойност на pH под 5, растежът на бактериите в средата е силно потиснат; за растеж на дрожди Saccharomyces cerevisiaeкиселинността трябва да се поддържа в диапазона 2,4-8,6 при оптимална стойност 4,5, а процесът на ферментация има по-голяма интензивност в диапазона 3,5-6.

Повечето от дрождите, използвани в производството на етанол, имат оптимална температура на растеж около 39-40°C, като максимумът се вижда в ума Kluyveromyces marxianus- 49 ° C. Тъй като процесът на ферментация е екзотермичен (586 J топлина се отделя от 1 g абсорбирана глюкоза), използването на дрожди с най-високата оптимална температура на растеж спестява пари за охлаждане на реакционната система. Важен момент е доставянето на малки количества кислород за синтеза на ненаситени мастни киселини и ергостерол от дрождите, които допринасят за техния растеж и добра клетъчна пропускливост. При липса на кислород, липсата на киселини и стерол ще доведе до промени във физиологията на дрождите само за няколко поколения.

Бактериите също се използват при синтеза на етанол, по-специално обикновен вид Zymomonas mobilis,които имат висок темп на растеж, висок добив на краен продукт и не зависят от доставката на кислород.

Екстракти от целулоза

Както целулозата, така и нишестето са полизахариди, полимери на въглехидратите, но синтезът на етанол от целулоза е много по-труден поради слабата й склонност към хидролиза. Структурата му е по-подобна на кристалната, което усложнява разкъсването на връзките в полимера, а в растенията е защитена от хидролитично разлагане чрез слой лигнин (само 15% от общата маса се хидролизира след обработка на целулоза с киселина). Отпадъкът от суровини също съдържа хемицелулоза, която се състои главно от пентози.

Предоперативната обработка включва смилане, накисване на суровини за набъбване. След това се нагрява в автоклави с 0,3-0,5% киселина под налягане 7-10 atm. Най-често като киселина се използва сярна киселина, по-рядко солна киселина. В края на процеса киселината се концентрира в отделен резервоар и се връща обратно в производството, а лигнинът се филтрира и пречиства чрез промиване.

Полученият по този начин етилов алкохол се нарича хидролиза.Използва се само за технически цели, тъй като съдържа редица вредни примеси, включително метилов алкохол, ацетон и др.

Също така, за разлика от киселинната хидролиза, се използва ензименметод. Тук хидролизата се извършва под действието на гъби като Trichoderma viride.Предварителната обработка включва отстраняване на лигниновата обвивка чрез действието на разтворителя Cadoxen (разтвор с 5-7% кадмиев оксид и 28% етилендиамин) и обработка с течен амоняк под високо налягане, който разбърква влакната в целулозата, улеснявайки проникването на ензими. В някои случаи е възможно да се постигне сто процента обработка на целулозата.

други методи

Хидролиза на халогенирани въглеводороди

Етанолът се образува при хидролизата на халогениран етан. Извършва се във вода или във воден разтвор на алкали. В първия случай реакцията е обратна, а във втория може да настъпи елиминиране (разцепване) на халогеноводорода:

Преобразуване на синтетичен газ

Извличането на етанол от синтезния газ е подобно на метода за получаване на метанол чрез процеса на Фишер-Тропш:

Реакцията протича при температура от 125-175°C и налягане от 1,42 MPa, като се използва прахообразен железен катализатор.

Възстановяване на органични съединения

Редукцията на алдехиди и киселини е доста често срещан метод за получаване на алкохоли, включително етанол:

Каталитична редукция се извършва върху никел на Раней, платина; при лабораторни условия литиево-алуминиевият хидрид и натриевият борохидрид стагнират.

пречистване на етанол

Синтезираният етанол обикновено е водно-алкохолна смес. Пречистването и дехидратирането му започва с дестилация (ректификация), която може да достигне концентрация 95,6 об. Получената смес е азеотропна и не може да бъде пречистена чрез последваща дестилация. За допълнителна дехидратация използвайте бензен, циклохексан или хептан. Тяхното присъствие създава нови азеотропни смеси с ниска точка на кипене, което прави възможно получаването на безводен етанол.

В индустриален мащаб за дехидратация могат да се използват молекулярни сита, чиито пори са пропускливи за водните молекули, но не и за етанола. Такива сита могат да бъдат изкуствени или естествени зеолити (напр. клиноптилолит). 75% от адсорбираните молекули е вода, останалите 25% са етанол, който след това отново се връща в дестилационната система.

Използва се и мембранният метод, който се състои в отделяне на водно-алкохолна смес, нагрята до 60 ° C, с полупропусклива мембрана, която не позволява преминаването на етанол. Тази операция се извършва под налягане, по-малко от 1 kPa. В резултат на разделянето се образува етанол с концентрация 99,85% и разтвор, преминал през мембраната с концентрация 23%. Кондензираният мембранен разтвор може да бъде ректифициран отново.

Класификация на етанола

Полученият алкохол условно се разделя на четири класа според неговия състав:

• промишлен етанол (96,5% vol.) - продукт за промишлена и техническа употреба: като разтворител, гориво и др. За да се предотврати употребата му, вещества с лоша миризма, например, пиридин в количество от 0,5-1% (извършете денатурация).Може също така да има слаб метилвиолетов цвят за по-лесно разпознаване;
• денатурираният алкохол е технически продукт с концентрация на етанол 88 об.%, който има значително количество примеси. Съответно денатурира и оцветява. Използва се при осветление и отопление;
• висококачествен алкохол (96,0-96,5 об.%) - пречистен етанол, използван за нуждите на фармацевтиката, в производството на козметика за хранителна консумация;
• абсолютен етанол (99,7-99,8% vol.) - много чист етанол, използван във фармацевтиката, аерозоли.

В Украйна градусите на получения ректифициран етанол се регулират от стандарта DSTU 4221: 2003 "Ректифициран етилов алкохол". В зависимост от степента на пречистване се разграничават четири разновидности: "Пшенична сълза", "Лукс", "Екстра" и "По-високо пречистване".

Норми за сортове алкохол съгласно GOST 4221: 2003

индекс	"Житна сълза"	"Лукс"	"Екстра"	"По-висока чистота"
Обемна фракция на етилов алкохол, при температура 20 ° C,%, не по-малко от	96,3	96,3	96,3	96,0
Масова концентрация на алдехиди, изчислена като ацеталдехид в безводен алкохол, mg / dm³, не повече от	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрация на фузелово масло: пропилов, изопропилов, бутилов, изобутилов и изоамилов алкохол по отношение на смес от пропилов, изобутилов и изоамилов алкохол (3: 1: 1) в безводен алкохол, mg / dm³, не повече	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрация на фузелово масло по отношение на смес от изобутилов и изоамилов алкохол (1: 1) в безводен алкохол, mg / dm³, не повече	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрация на етери, по отношение на оцетен етилов етер в безводен алкохол, mg / dm³, не повече от	1,5	2,0	3,0	5,0
Обемна фракция на метилов алкохол по отношение на безводен алкохол,%, не повече	0,005	0,01	0,02	0,03
Масова концентрация на свободни киселини (без CO2), по отношение на оцетна киселина в безводен алкохол, mg / dm³, не повече от	8,0	8,0	12,0	15,0

Химични свойства

Етанолът е едновалентен първичен алкохол и хидроксилната група поражда повечето от неговите химични свойства. И така, етанолът може да участва в реакции на дехидратация - както вътрешномолекулни, така и междумолекулни:

При взаимодействие с други алкохоли се образува смес от три естера:

С карбоксилните киселини етанолът в присъствието на концентрирана сярна киселина образува естери:

В резултат на добавянето на етанол към ацетилена се синтезира винилетилов етер:

Проявявайки своите киселинни свойства, етанолът реагира с алкални метали (например натрий) и алкали, за да образува етоксид:

Тази реакция се провежда в безводна среда, тъй като хидроксидът се образува по-бързо от етоксида.

По-малко активните метали - алуминий и магнезий - също взаимодействат с етанол, но само в присъствието на живачен катализатор:

Хидроксилната група, присъстваща в молекулата, може да бъде заменена с халогенидни киселини с образуването на етан халогенни производни:

Етанолът се окислява до етанал и след това до оцетна киселина, резултатът от пълното окисление (например изгаряне на етанол) е въглероден диоксид и вода:

При третиране на етанол с амоняк при 300 °C в кисела среда се образуват заместени амини: първични, вторични, третични или дори кватернерни амониеви соли (в зависимост от съотношението на реагентите):

Етанолът е суровина за синтеза на бутадиен. Реакцията се провежда при температура 370-390 ° C и в присъствието на катализатори - MgO-SiO 2 или Al 2 O 3 -SiO 2 (със селективност 70%):

биологично действие

метаболизъм

Почти целият консумиран алкохол (90-98%) се метаболизира от тялото и само малка част (2-10%) се екскретира непроменен: с урина, въздух, пот, слюнка. Консумацията на етанол води до прекомерно уриниране: всеки 10 g алкохол допринася за загубата на 100 ml течност от тялото, не допринася за отстраняването на алкохола от тялото. Основната част от етанола, който влиза в тялото, навлиза в черния дроб, където претърпява биологична трансформация в микрозоми.

На първия етап от метаболизма ацеталдехидът се образува от етанол. Това се случва под действието на алкохол дехидрогеназа (ADH), ензим, чийто кофактор е никотинамид (NAD). Впоследствие ацеталдехидът, образуван от етанол, се окислява до ацетат в митохондриите от ензима алдехид дехидрогеназа, който използва NAD като коензим, който чрез свързване на протон се редуцира до NAD N. На този етап взаимодействието се осъществява много по-бързо, отколкото при предишното. Ацетатът влиза в цикъла на Кребс, където се разгражда до CO 2 и H 2 O. Алдехид дехидрогеназата се намира не само в черния дроб, но и в други органи, включително мозъка. При възрастен, здрав човек ADH разгражда около 10 g алкохол на час.

В допълнение към основния метаболитен процес, етанолът се окислява и по два други начина. Единият се осъществява с участието на микрозомална оксидаза в комбинация с редуциран никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADP), а другият се осъществява с участието на каталаза в комбинация с водороден пероксид. И двата пътя водят до образуването на токсичен алдехид, който има канцерогенни свойства и е десет пъти по-токсичен от етанола.

Въздействие върху тялото

Попадайки в човешкото тяло през хранопровода, етанолът се абсорбира бързо. В стомаха се абсорбира 20% от първоначалния етанол, а в тънките черва - 80%. След абсорбиране, той навлиза в кръвния поток в рамките на 5 минути, разпространявайки се с кръвния поток в тялото.

Централна нервна система.Етанолът потиска функцията на ЦНС като другите анестетици. Въпреки общоприетото схващане, етанолът не стимулира действието на нервната система: ако се появи възбуждане, тогава появата им се дължи на противопоставяне на инхибиторните процеси. В нормални дози етанолът действа главно върху активиращата функция на ретикуларната формация на мозъчния ствол и само големи дози директно потискат функцията на кората на главния мозък.

Продължителната употреба на етанол води до дефицит на серотонин. Функционалното намаляване на активността на тази система предотвратява развитието на толерантност и, обратно, повишаването на нейната активност, повишаването на нивото на серотонин ускорява развитието на толерантност към алкохола. Под въздействието на етанол се нарушава метаболизмът на допамина, който участва в синтеза на норепинефрин и координира движенията, емоционалните и психически състояния. Също така, етанолът има отрицателен ефект върху физическите и умствените способности: намалява остротата на зрението и слуха, нарушава координацията и стабилността на мускулите и забавя времето за реакция на дразнене.

Дихателната система.Етанолът има изразен токсичен ефект върху дихателната система. Увреждането на белите дробове влияе върху развитието на бронхопулмонална инфекция поради намаляване на защитните функции на тялото. Отрицателното въздействие на алкохола е свързано с инхибиране на фагоцитозата и образуването на антитела, насърчаване на проникването на бактерии в дихателните пътища и други подобни. Бронхопулмоналните патологии могат да се развият до появата на остра пневмония, която има значителен процент смъртни случаи.

Сърдечно-съдовата система.Под действието на етанол липидите на клетъчните мембрани, по-специално миокардните клетки, се разтварят. В резултат на това се увеличава пропускливостта на мембраната и се нарушава обмяната на натриеви, калиеви, магнезиеви и калциеви йони. Това отслабва контрактилитета на сърдечния мускул.

Храносмилателната система.Еднократна доза води до остър хеморагичен ерозивен гастрит; подобен ефект на етанола върху лигавицата на дванадесетопръстника. Вече минута след като влезе в стомаха на плъхове, етанолът причинява дифузна хиперемия на стомашната лигавица.

Черен дроб.Степента на увреждане на черния дроб от етанол зависи пряко от количеството консумиран алкохол. В резултат на действието му могат да се появят стеатоза, фиброза, алкохолен хепатит и цироза, които често завършват с развитие на хепатоцелуларен карцином. И така, според Международната агенция за изследване на рака, етанолът има канцерогенен ефект.

Един от резултатите от продължителното излагане на етанол е увеличаване на обема на червените кръвни клетки - макроцитоза, причинена от токсичните ефекти на ацеталдехида, дефицит на фолиева киселина и хиперлипидемия.

алкохолизъм

Етанолът е в основата на алкохолните напитки. Продължителната им употреба води до появата на алкохолизъм.

Алкохолизмът е набор от явления, които характеризират клиничната картина на зависимостта от алкохол (т.е. продукти, съдържащи етанол). Сред симптомите и проявите на такава зависимост са следните: толерантност на организма към алкохола, физическа зависимост, синдром на отнемане при спиране или намаляване на консумацията, неконтролирана и временна прекомерна консумация.

Има три етапа на развитие на алкохолизма:

1. човек няма жажда за алкохол, има загуба на контрол по време на консумация, преход към системна консумация, повишаване на толерантността към алкохола, има първоначални нарушения в психическата сфера;
2. има физическа зависимост със загуба на мярка, образуване на психопатичен синдром, нарушаване на телесните системи (сърдечно-съдови, пикочно-полови, дихателни) и органи (поява на гастрит, хепатит)
3. зависимостта от алкохол е психическа, има силно физическо привличане като проява на синдрома на отнемане, появата на халюцинации, необратими увреждания на вътрешните органи (цироза на черния дроб, сърдечни заболявания, енцефалопатия и др.).

Влияние върху бременността

Рискът от аномалии в развитието на плода е правопропорционален на количеството алкохол, консумиран по време на бременност.

Етанолът лесно преминава през плацентата, така че съдържанието му в кръвта на майката и плода бързо достига същото ниво. Той се натрупва в богатите на фосфолипиди фетални тъкани, в мозъка, а също и в еритроцитите. Отстраняването на алкохола от тялото се извършва с помощта на чернодробни ензими, а при нероденото дете той се образува едва през втората половина на бременността на майката. Вредният ефект на етанола върху плода е свързан с незрялостта на защитния механизъм и повишената съдова пропускливост и други подобни. Особено важни са критичните периоди на ембрионалното развитие, когато чувствителността на ембриона и плода към чужди вещества достига максимално ниво. Токсичният ефект на етанола е причина за забавяне на развитието или дори смърт на ембриона.

Консумацията на етанол от майката по време на бременност е свързана с фетални (фертилни) тератогенни ефекти. Влиянието на алкохола се проявява в нарушение на цялостното развитие на плода, раждане на дете с по-малко от нормалното телесно тегло и ръст, умствена непълноценност. По-специално, децата, засегнати от тератогенния ефект на етанола, имат модифицирани черти на лицето: тесни палпебрални фисури, тънка горна устна, поява на микроцефалия и ретрогнатия, липса на филтър и различни аномалии на ухото. Физическите промени се допълват от недоразвитие на мозъка, склонност към конвулсивни припадъци, мозъчен оток, лоша координация на движенията, намален интелект и вродени сърдечни дефекти. Този ефект на етанола се нарича фетален алкохолен синдром, FAS (или фетален алкохолен синдром).

Взаимодействие с лекарства

Етанолът има способността да засилва действието на антибиотиците, антихистамини, барбитурати, мускулни релаксанти, а също така предизвикват негативна реакция на тялото.

Взаимодействие на лекарства с етанол

клас лекарства	лекарство	Тип взаимодействие с етанол, последствия
аналгетици	аспирин ацетаминофен	Аспиринът увеличава изпразването на стомаха, което води до бързо усвояване на алкохола в тънките черва и може да забави действието на алкохол дехидрогеназата в стомаха. Етанолът повишава метаболизма на ацетаминофен, чийто продукт са токсични вещества, които увреждат черния дроб. Може да има повишена сърдечна честота, коремна болка, стомашни язви,
антибиотици	Еритромицин Изониазид Кетоконазол Метронидазол	Еритромицинът увеличава изпразването на стомаха, което води до бързо усвояване на алкохола в тънките черва; Заедно с изониазид, алкохолът повишава риска от чернодробно заболяване. Придружен от главоболие, гадене, резки промени в кръвното налягане
антихистамини	Дифенхидрамин Клемастин Прометазин	Етанолът засилва ефекта на лекарствата върху централната нервна система, причинявайки летаргия, намалена подвижност, комбинираният ефект е по-изразен при възрастните хора.
барбитурати	фенобарбитал	Слабост на тялото, замайване, риск от конвулсивна атака. Хроничната консумация на алкохол повишава нивото на метаболизма на цитохром Р-450 барбитурат.
Хапчета за сън (бензодиазепини)	диазепам лоразепам оксазепам	Етанолът засилва ефекта на лекарствата върху централната нервна система, причинявайки проблеми с паметта, летаргия, намалени двигателни умения, забавяне или затруднено дишане;
противовъзпалителни лекарства	Диклофенак Ибупрофен Напроксен	Консумацията на етанол увеличава риска от стомашно кървене, пептична язва
Н2 рецепторни блокери	Низатидин Ранитидин Циметидин	Лекарствата инхибират действието на алкохолдехидрогеназата и допринасят за лошото храносмилане на стомаха, което води до повишено съдържание на етанол в кръвта.

приложение

Етанолът има широк спектър от приложения, сред които най-важните са производството на алкохолни напитки, използване като разтворител, гориво и синтеза на други химикали.

гориво

Първата кола, която можеше да работи с етанол, беше проектирана от Хенри Форд през 1920 г. - моделът Ford T. Тогава обаче тази иновация не получи необходимото развитие поради технически и икономически проблеми: производството на чист етанол беше твърде скъпо, и използването на недостатъчно пречистен алкохол, смесен с въглеводородно гориво, беше ограничено до известна степен - при ниски температури водата, неразтворима в бензина, замръзваше, запушвайки резервоара за гориво.

Сега, с технологията за производство на евтин етанол, замяната на традиционния бензин или дизелово гориво с етанол или използването му като добавка стана широко разпространено в света. Световното производство на етанол за нуждите на горивната индустрия през 2014 г. възлиза на 24750000000 галона.

разтворител

Етанолът е най-важният разтворител след водата. Основното му приложение е производството на козметика, парфюми, ПАВ и дезинфектанти, фармацевтични продукти, различни покрития. За тези цели се използва етанол както от синтетичен, така и от ензимен произход.

антисептик

Етанолът е най-старият антисептик, известен на човечеството. Способността му да дезинфекцира рани е отбелязана от древногръцкия лекар Клавдий Гален, а по-късно и от средновековния френски хирург Ги дьо Шолиак.

Етанолът проявява бактерицидна активност при концентрации от 30% и повече в зависимост от вида на бактериите, водното съдържание и времето на действие. Според проучвания ефектът на етанола е най-ефективен при концентрация от 60-70% - както в присъствието на вода, така и в нейното отсъствие. Именно това съдържание на етанол имат домакинските дезинфектанти за ръце. Използването на високи концентрации (например 90% разтвор) за дезинфекция на кожата е непрактично, тъй като при такива концентрации етанолът проявява своите танинови свойства, докато антисептичните свойства намаляват.

Принципът на действие на етанола върху микроорганизмите вероятно е ефектът върху техните мембрани и бързото денатуриране на протеините, което води до нарушаване на метаболизма на бактериите и по-нататъшно разрушаване на клетките. Етанолът показва високо биоцидно действие срещу вегетативни бактерии (включително микобактерии), вируси, гъбички, но не и спори.

Поради липсата на спороцидно действие, етанолът не може да се използва за стерилизация, но неговите свойства са достатъчни за превантивна дезинфекция на повърхности, обработка на кожата и други подобни.

Утаяване на нуклеинова киселина

Етанолът се използва широко в молекулярната биология за утаяване и концентриране на ДНК и РНК. Използва се заедно с буферни разтвори на соли, съдържащи прости еднократно заредени катиони (например натриеви катиони). Типично е използването на 0,3 mol/L натриево-ацетатен буфер с pH 5,2 (при 4°C) и етанол - абсолютен и 70% (при -20°C).

За да се утаят нуклеиновите киселини, тяхната проба се смесва с буферен разтвор и абсолютен етанол и се охлажда при -20 °C за един час, след което се центрофугира. След като отделите излишната течност от повърхността с пипета, добавете 70% разтвор на етанол и повторете центрофугирането и отделянето на течността. Остатъкът се изпарява при температура 37°С на водна баня и по този начин се получава концентрирано вещество.

противоотрова

Поради способността си да образува естери при взаимодействие с алкохоли, етанолът се използва като наличен антидот при отравяне с метанол, етиленгликол и диетиленгликол. Етанолът се прилага перорално или интравенозно в тялото, като дозата за приложение се изчислява въз основа на концентрацията му в кръвния серум да достигне 10-15 mg / l.

Рискът от употребата на етанол се крие в инхибирането на активността на централната нервна система, появата на хипогликемия (поради намаляване на глюконеогенезата) и гадене. При интравенозно приложение може да се появи флебит, хипертония, хипонатриемия. Използването на такъв антидот изисква постоянно наблюдение на съдържанието на етанол в серума и нивото на глюкоза във венозната кръв.

Синтез на други вещества

В промишлеността етанолът се използва за производството на етанал, бутадиен, диетилов етер, етилацетат, етиламин и други подобни.

Подобни видеа

Алкохолът е известен от много дълго време (от управлението на Петър I) и отношението към него все още е противоречиво.

Напитките, приготвени на негова основа, нямат много благоприятен ефект върху тялото, но в същото време присъстват на трапезата на всеки празничен празник.

Ужасните истории за това как хората се разболяват от отравяне с етилов алкохол, губят слуха, зрението си и дори умират, не са измислица, те наистина се случиха и могат да се случат в наше време.

За да избегнете негативни последици и да предпазите тялото си от интоксикация, е необходимо да разберете естеството на произхода на веществото етанол, неговите основни компоненти.

Етанол и метанол

Последиците от употребата на алкохол и въздействието му върху човешкото здраве зависи от вида и количеството на консумирания алкохол.

В допълнение към етиловия алкохол има метилов и изопропилов - мощни отрови, които засягат нервната система, белите дробове и много други жизненоважни човешки органи. В случай на отравяне с тези вещества е важно незабавно да се окаже първа помощ, в противен случай смъртта е неизбежна.

Освен това метанолът и етанолът са идентични по физични свойства (вкус, цвят и мирис). В домашни условия е доста трудно да ги различите един от друг.

Забележка:Можете да тествате етилов или технически алкохол пред вас, като го запалите. Етилът гори със син пламък, метилът със зелен.

По принцип метанолът не трябва да се продава свободно в магазините, той се използва само за промишлени нужди, но има различни случаи. Алкохол за хранителни цели може да се намери в аптеките или винарните.

Не купувайте съмнителна течност. Попитайте продавача откъде сте го купили. Пиенето на алкохол с неизвестен произход е много опасно.

Приложение в медицината

Има мнение, че медицинският алкохол трябва да бъде 95-96 процента сила, но това не е така.

Най-често е 70 градуса и е предназначен за външно приложение и дезинфекция.В медицината се използват абсолютен алкохол и разтвори: 95%, 90%, 70%, 40%.

Етилов алкохол може да се дава в малки дози през устата на пациенти, които са недохранени. Освен това действа стимулиращо на дишането и кръвообращението и влиза в състава на много съвременни лекарства. На базата на етанол се правят и различни лечебни тинктури.

Други видове

Алфа алкохолът и луксозният алкохол се използват за приготвяне на луксозни напитки и цената му е доста висока. Те са най-качественият продукт сред алкохолите.

По-ниско качество и цена е алкохолът "Основа" и "Екстра". На тяхна основа се произвеждат и водни продукти, но на цена те са по-ниски от предишните два вида.

Забележка:разновидностите на алкохола, изброени по-долу, не са предназначени за поглъщане и ако ги пиете, гарантирано ще бъдете отровени, дори до смърт.

Тинктурата от мравки се използва във фармакологията като антисептик. Теоретично може да се пие, но се използва предимно за медицински цели и няма същата степен на пречистване като спиртните напитки за производство на водка.

Техническите алкохоли не са предназначени за консумация, те съдържат опасни компоненти, които водят до отравяне. Използва се само в предприятия.

Хидролитният алкохол, за разлика от други алкохоли, се произвежда от дървени стърготини и дървообработващи отпадъци. Може да се използва само за технически нужди. Когато се приема през устата, причинява тежко отравяне. Разпознава се по характерния солен послевкус или химическа горчивина.

Цетилов алкохол се използва само в козметологията. Има високо съдържание на мазнини. Въпреки че е най-нежният за човешкото тяло, няма да работи да го пиете дори при силно желание.

Салициловият алкохол се получава от салицилова киселина и етилов алкохол. На първо място, той се използва за медицински цели за лечение на кожата при различни заболявания. Използва се и в козметологията, например салициловият алкохол е включен в химическия пилинг. Може да причини отравяне, ако се приема през устата.

Авиационният алкохол, както подсказва името, се използва при експлоатацията на самолети. Не можете да го пиете, поради високото съдържание на метали, смъртта от отравяне настъпва много бързо.

Крепост

Алкохолът има най-високо съдържание - до 96 процента. Но алкохолни напитки със сила над 50 процента не могат да се пият в чиста форма.

Първо, разрушава невроните на мозъка и второ, удря много силно черния дроб.Освен това, ако пиете силен алкохол неразреден, можете да получите изгаряне на ларинкса и хранопровода.

Алкохолните тинктури, продавани в аптеките, са направени на базата на 95% алкохол, но не са предназначени за консумация на чаши. Въпреки че някои ги използват като евтин заместител на алкохола.

Как да пием безопасно

Сам по себе си етиловият алкохол не носи такава непоправима вреда на тялото като метиловия алкохол. Почти всички алкохолни напитки се правят на негова основа и се използват и за медицински цели. Но все пак употребата на етанол в чиста форма може да има неприятни последици.

Най-безопасният начин е да разредите алкохола с вода.Това ще намали силата и употребата му няма да има последствия, с изключение на махмурлука и обичайните странични ефекти, които се появяват, например, след водка.

Важно е да знаете:алкохолът може да се разрежда със сок, компот или сода.

Също така на негова основа можете да правите домашни тинктури и ликьори. Пиенето му в чиста форма е силно обезкуражено.

Възможно ли е да навреди на здравето

Както вече споменахме, етанолният алкохол се счита за хранителен и се използва за производство на лекарства или алкохол. Може да причини вреда по същия начин като обикновения алкохол. Ако пиете голямо количество, пийте неразреден.

Факт е, че колкото по-голяма е силата на напитката, толкова по-голямо е натоварването на черния дроб, така че ако пиете неразреден етанол, интоксикацията ще бъде бърза, а на сутринта ще има тежък махмурлук и други ефекти от алкохолно отравяне. Можете също така да изгорите ларинкса и хранопровода.

Тялото на всеки човек индивидуално реагира на алкохола, така че спазвайте мярката. Етиловият алкохол не е препоръчително да се пие в големи дози на празен стомах. Опитайте се да пиете бавно и на малки глътки.

От приема на етилов алкохол, в допълнение към черния дроб, силно страда нервната система: възприемането на заобикалящата реалност се променя, речта става несвързана, зрението и слуха се влошават.

отравяне

Дозата етилов алкохол, която води до смърт, е 6-8 ml на килограм телесно тегло.

Смъртоносната концентрация на етилов алкохол е 4-5 g/l или повече.Следователно, колкото по-голямо е телесното тегло, толкова по-голям е шансът за оцеляване при прием на голяма доза.

Признаци на алкохолно отравяне:

• затруднено дишане;
• гадене;
• посиняване на кожата;
• намаляване на телесната температура;
• конвулсии;
• дехидратация;
• мускулна релаксация;
• загуба или объркване на съзнанието.

Да вземат под внимание:Честото пиене в големи дози причинява пристрастяване и алкохолизъм.

Ако злоупотребявате с етилов алкохол (както всяка друга алкохолна напитка), може да настъпи фатален изход.

Как да изберем

Ако употребата на етилов алкохол в умерени количества и в разредена форма не е много вредна за здравето, тогава употребата на метилов или изопропилов алкохол почти винаги води до смърт.

И въпреки че са забранени за свободна продажба и производство на хранителни продукти, на тяхна основа често се прави фалшив алкохол.

Затова не купувайте алкохолни напитки на съмнителни места, особено от ръце. По-добре е да купите по-скъпо, но в нормален, специализиран магазин за вино или в краен случай в аптека.

Ако все пак решите да купите, преди да използвате, проверете дали етилов алкохол е пред вас - запалете го и следвайте цвета на преследването.

За повече информация относно ефектите от употребата на алкохол вижте следното видео:

въглехидрати. Бирата се е пиела още през древен Вавилон, а производството на вино е известно от петото хилядолетие пр. н. е. д. Възможно е получаването на свободен етанол чрез дестилация да е документирано за първи път от арабски алхимици около 10 век [ ].

Налични са много различни етанолни продукти в зависимост от съдържанието на вода, метода на производство и целта на употреба. Сместа от 95,6 тегл. % етанол и 4,4 тегл. % вода, това съдържание на етанол е максимално възможното при конвенционалната фракционна дестилация, тъй като това съотношение образува азеотропна смес с точка на кипене 78,15 C.

В допълнение към хранителните продукти, етиловият алкохол се консумира в големи количества като гориво, разтворител и като суровина в различни промишлени процеси. За промишлени нужди етиловият алкохол често се произвежда от нефт и газови суровини чрез каталитична хидратация на етилен.

1. Физични свойства и структура

Етиловият алкохол е безцветна течност с лек "алкохолен" мирис. Плътността му е 0,789 g / cm 3. Точката на кипене е 78,3 C. Смесва се с вода във всякакви пропорции. Етиловият алкохол е добър разтворител за много органични и неорганични вещества.

Молекулната формула на етиловия алкохол е C2H6O или C2H5-OH. Структурна формула:

2. Индустриални методи за добив

В индустриален мащаб етиловият алкохол се произвежда по три начина: алкохолна ферментация на захарни вещества, хидролиза на целулоза и синтетично.

2.1. Ферментация на захарни вещества

Методът за ферментация на захарни вещества е най-старият. Изходен материал за този метод са природни продукти, богати на нишесте: картофи, зърна от пшеница, ръж, царевица и др., както и целулоза.

За да се превърне нишестето в захарни вещества, то първо се подлага на хидролиза. За тази цел картофеното пюре или брашното се запарват с гореща вода, за да се ускори набъбването на нишестето, след което се добавя малц, т.е. смлени с вода покълнали ечемични зърна. Малцът съдържа специален ензим (органично вещество, което играе ролята на катализатор), под въздействието на който се получава подкисляване (хидролиза) на нишестето, т.е. превръщайки го в глюкоза. Този процес е обобщен със следното уравнение:

• nC 6 H 10 O 5 + nH 2 O \u003d nC 6 H 12 O 6

След края на процеса на хидролиза към сместа се добавят дрожди, под въздействието на които глюкозата претърпява ферментация, тоест се превръща в алкохол и въглероден диоксид:

• C 6 H 12 O 6 \u003d 2C 2 H 5-OH + 2CO 2

В края на ферментацията течността се дестилира и се получава суров алкохол, съдържащ около 90% етилов алкохол и различни странични продукти - пропилов алкохол C 3 H 7-OH, изобутил C 4 H 9-OH и изоамил C 5 H 11- OH (т.нар. фузелни масла), които придават на суровината неприятна миризма и я правят отровна.

Суровият алкохол се ректифицира (пречиства) чрез дестилация на специални дестилационни колони и се получава ректифициран алкохол (пречистен), който съдържа 96% етилов алкохол и 4% вода. При това съотношение алкохолът и водата образуват неразделно кипяща смес (азеотроп). Следователно чрез дестилация можете да получите 100% алкохол. Безводният или така нареченият абсолютен алкохол се получава само за специални цели чрез третиране на алкохол с безводен меден сулфат CuSO 4, който абсорбира останалата вода и се превръща в меден сулфат CuSO 4 5H 2 O, който след това се отделя. В момента се използват по-модерни методи. Най-простият е изсушаването върху активирани молекулярни сита (3 или 4 Anström). Най-доброто е първо третиране с метален натрий (предимно водата реагира с него, за да образува NaOH и водород), след това ректификация. Накрая запишете над молекулярни сита.

2.2. Хидролиза на целулоза

Картофите и зърнените храни, на чиято обработка се основава производството на етилов алкохол по предишния метод, са доста ценни хранителни продукти. Затова се опитват да ги заменят с нехранителни суровини. В тази връзка методът за получаване на алкохол от целулоза, който по химичен състав е близък до нишестето, сега намери широко приложение.

Този метод се основава на способността на целулозата (фибрите) да се хидролизира от киселини, за да образува глюкоза, която след това се ферментира в алкохол от дрожди. За тази цел дървесните отпадъци (стърготини, стърготини) се нагряват в автоклави с 0,3-0,5% сярна киселина при налягане 7-10 atm. Целулозата, подобно на нишестето, се хидролизира:

• (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 6 H 12 O 6

В края на процеса киселината се неутрализира с тебешир:

• H 2 SO 4 + CaCO 3 \u003d CaSO 4 ↓ + CO 2

Трудно разтворимият калциев сулфат се филтрира и разтворът ферментира чрез добавяне на мая. След това разтворът се изпраща в дестилационни колони за дестилация на алкохол.

Полученият по този начин етилов алкохол се нарича хидролизен алкохол. Използва се само за технически цели, тъй като съдържа редица вредни примеси, по-специално метилов алкохол, ацетон и др.

От един тон дървесина можете да получите до 200 dm 3 алкохол. Това означава, че 1 тон дървесина може да замени 1 тон картофи или 300 кг зърно.

2.3. Извличане на синтетичен алкохол

Този метод се основава на способността на етилена, при определени условия, в реакцията на хидратация, т.е. добавяне на вода за получаване на етилов алкохол. Процесът се провежда в специален контактен апарат под налягане над 50 atm и температура 280-300 С в присъствието на фосфорна киселина като катализатор.

3. Лабораторни методи за получаване на етанол

Съществуват и още много лабораторни методи за получаване на етанол.

3.1. Хидролиза на халогенирани въглеводороди

Етанолът се образува от хидролизата на халогениран етан. Тъй като реакцията може да протича и в двете посоки, тя се провежда в присъствието на основи или карбонати, за да се измести равновесието надясно.

3.2. Хидратация на етилен

Реакцията се провежда подобно на индустриалния метод за производство на синтетичен етанол.

3.3. Възстановяване на карбонилни съединения

Редукцията на карбонилната група в хидроксилната група е доста често срещан лабораторен метод за получаване

Опияняващите напитки, които включват етанол - едновален винен алкохол, са известни на човечеството от древността. Правеха се от мед и ферментирали плодове. В древен Китай оризът също е бил добавян към напитките.

Алкохолът от вино се получава на Изток (VI-VII век). Европейски учени го създават от продукти на ферментация през 11 век. Руският кралски двор го срещна през 14 век: генуезкото посолство го представи като жива вода („aqua vita“).

ТЕЗИ. Ловиц, руски учен от 18 век, е първият, който експериментално получава абсолютен етилов алкохол чрез дестилация с помощта на поташ - калиев карбонат. За почистване химикът предложи да се използва въглен.

Благодарение на научните постижения от XIX - XX век. глобалната употреба на алкохол стана възможна. Учените от миналото разработиха теория за структурата на водно-алкохолните разтвори, изследваха техните физико-химични свойства. Открити са методите на ферментация: циклична и непрекъсната.

Значими изобретения на химическата наука от миналото, които направиха полезното свойство на алкохолите реално:

• апарат за ратификация Барбет (1881)
• Дестилационен апарат на Савал (1813)
• пивовар Genze (1873)

Открита е хомоложната серия от алкохолни вещества. Проведени са серия от експерименти за синтеза на метанол, етилен гликол. Разширените научни изследвания от следвоенните години на 20-ти век спомогнаха за подобряване на качеството на произвежданите продукти. Повиши нивото на местната алкохолна индустрия.

Разпространение в природата

В природата алкохолите се срещат в свободна форма. Веществата също са компоненти на естерите. Естественият процес на ферментация на храни, съдържащи въглехидрати, създава етанол, както и бутанол-1, изопропанол. Алкохолите в хлебопекарната промишленост, пивоварството, винопроизводството са свързани с използването на процеса на ферментация в тези индустрии. Повечето феромони на насекоми са представени от алкохоли.

Алкохолни производни на въглехидрати в природата:

• сорбитол - намира се в плодовете на офика, череши, има сладък вкус.

Много растителни аромати са терпенови алкохоли:

• фенхол - компонент на плодовете на копър, смоли от иглолистни дървета
• борнеол - съставен елемент на дървесината на борнео-камфоровото дърво
• ментол - компонент от състава на здравец и мента

Жлъчката на човек, животни съдържа жлъчни многовалентни алкохоли:

• миксинол
• химерол
• биволско
• холестанпентол

Вреден ефект върху тялото

Широкото използване на алкохоли в селското стопанство, промишлеността, военното дело и транспортния сектор ги прави достъпни за обикновените граждани. Това предизвиква остри, включително масови, отравяния, смъртни случаи.

Опасността от метанол

Метанолът е опасна отрова. Той е токсичен за сърцето и нервната система. Поглъщането на 30 g метанол води до смърт. Поглъщането на по-малко количество вещество е причина за тежко отравяне с необратими последици (слепота).

Максимално допустимата му концентрация във въздуха на работното място е 5 mg/m³. Течностите, съдържащи дори минимално количество метанол, са опасни.

При леки форми на отравяне се появяват симптоми:

• втрисане
• обща слабост
• гадене
• главоболие

Метанолът има същия вкус и мирис като етанола. Това причинява погрешно използване на отрова вътре. Как да различим етанола от метанола у дома?

Медната жица се усуква в спирала и се нагрява силно на огън. При взаимодействие с етанол се усеща миризмата на гнили ябълки. Контактът с метанол ще започне окислителната реакция. Ще се отдели формалдехид - газ с неприятна остра миризма.

Токсичност на етанола

Етанолът придобива токсични и наркотични свойства в зависимост от дозата, пътя на навлизане в организма, концентрацията и продължителността на експозиция.

Етанолът може да причини:

• нарушаване на ЦНС
• рак на хранопровода, стомаха
• гастрит
• цироза на черния дроб
• сърдечни заболявания

4-12 g етанол на 1 kg телесно тегло е смъртоносна еднократна доза. Канцерогенно, мутагенно, токсично вещество е ацеталдехидът - основният метаболит на етанола. Той променя клетъчните мембрани, структурните характеристики на червените кръвни клетки и уврежда ДНК. Изопропанолът е подобен на етанола по токсични ефекти.

Производството на спиртни напитки и оборотът им се регулират от държавата. Етанолът не е законно признат за наркотик. Но е доказано токсичното му действие върху организма.

Ефектът върху мозъка става особено разрушителен. Обемът му е намален. Има органични промени в невроните на кората на главния мозък, тяхното увреждане и смърт. Има разкъсвания на капиляри.

Нарушава се нормалното функциониране на стомаха, черния дроб, червата. При прекомерна употреба на силен алкохол се появяват остри болки, диария. Лигавицата на органите на стомашно-чревния тракт е повредена, жлъчката стагнира.

Излагане на алкохол при вдишване

Широко разпространената употреба на алкохоли в много индустрии представлява заплаха от експозиция при вдишване. Токсичните ефекти са изследвани при плъхове. Получените резултати са показани в таблицата.

хранително-вкусовата промишленост

Етанолът е в основата на алкохолните напитки. Получава се от захарно цвекло, картофи, грозде, зърнени култури - ръж, пшеница, ечемик и други суровини, съдържащи захар или нишесте. В производствения процес се използват съвременни технологии за почистване на сивушни масла.

Те се делят на:

• силни със съдържание на етанол 31-70% (коняк, абсент, ром, водка)
• средна сила - от 9 до 30% етанол (ликьори, вина, ликьори)
• слаб алкохол - 1,5-8% (сайдер, бира).

Етанолът е суровината за натурален оцет. Продуктът се получава чрез окисление с оцетнокисели бактерии. Аерацията (принудително насищане с въздух) е необходимо условие за процеса.

Етанолът не е единственият алкохол в хранително-вкусовата промишленост. Глицерин - хранителна добавка E422 - осигурява свързването на несмесващи се течности. Използва се в производството на сладкарски, тестени изделия, хлебни изделия. Глицеринът е част от ликьорите, придава на напитките вискозитет, сладък вкус.

Използването на глицерин влияе благоприятно върху продуктите:

• лепкавостта на макароните е намалена
• подобрява се консистенцията на сладкиши, кремове
• предотвратява бързото застояване на хляба, слягането на шоколада
• продуктите се пекат без да залепне нишесте

Използването на алкохоли като подсладители е широко разпространено. За това са подходящи манитол, ксилитол, сорбитол.

Парфюми и козметика

Вода, алкохол, парфюмна композиция (концентрат) са основните компоненти на парфюмните продукти. Те се използват в различни пропорции. Таблицата представя видовете парфюми, пропорциите на основните компоненти.

При производството на парфюмерийни продукти етанолът с най-висока чистота действа като разтворител за ароматни вещества. При взаимодействие с вода се образуват соли, които се утаяват. Разтворът се утаява няколко дни и се филтрира.

2-фенилетанолът в парфюмерийната и козметичната индустрия замества натуралното розово масло. Течността има лек аромат на цветя. Включва се във фантастични и цветни композиции, козметични млека, кремове, еликсири, лосиони.

Основната основа на много продукти за грижа е глицеринът. Той е в състояние да привлича влага, активно овлажнява кожата, прави я еластична. Кремове, маски, сапуни с глицерин са полезни за суха, дехидратирана кожа: създава влагозадържащ филм на повърхността, поддържа кожата мека.

Съществува мит, че употребата на алкохол в козметиката е вредна. Тези органични съединения обаче са необходими за производството на стабилизатори, носители на активни вещества, емулгатори.

Алкохолите (особено мазните) правят продуктите за грижа кремообразни, омекотяват кожата и косата. Етанолът в шампоаните и балсамите овлажнява, изпарява се бързо след измиване с шампоан, улеснява разресването и стилизирането.

Лекарството

Етанолът се използва в медицинската практика като антисептик. Унищожава микробите, предотвратява разлагането в открити рани, забавя болезнените промени в кръвта.

Неговите изсушаващи, дезинфекциращи, дъбилни свойства са причината да се използва за обработка на ръцете на медицинския персонал преди работа с пациента. По време на изкуствена вентилация на белите дробове етанолът е незаменим като пеногасител. При недостиг на медикаменти той става компонент на общата анестезия.

В случай на отравяне с етиленгликол, метанол, етанолът става антидот. След приема му концентрацията на токсични вещества намалява. Етанолът се използва в затоплящи компреси, когато се втрива за охлаждане. Веществото възстановява тялото с трескава топлина и студени тръпки.

Алкохолите в лекарствата и ефектът им върху хората се изучават от науката фармакология. Етанолът като разтворител се използва при производството на екстракти, тинктури от лечебни растителни суровини (глог, черен пипер, женшен, майчинка).

Можете да приемате тези течни лекарства само след лекарска консултация. Необходимо е стриктно спазване на предписаната от лекаря дозировка!

гориво

Търговската наличност на метанол, бутанол-1, етанол е причината за използването им като гориво. Смесва се с дизелово гориво, бензин, използва се като гориво в чист вид. Смесите могат да намалят токсичността на отработените газове.

Алкохолът като алтернативен източник на гориво има своите недостатъци:

• веществата имат повишени корозивни характеристики, за разлика от въглеводородите
• ако влагата попадне в горивната система, ще има рязко намаляване на мощността поради разтворимостта на вещества във вода
• съществува риск от парни шлюзове, влошаване на работата на двигателя поради ниски точки на кипене на веществата.

Запасите от газ и нефт обаче са изчерпаеми. Следователно използването на алкохоли в световната практика се превърна в алтернатива на използването на конвенционално гориво. Създава се масово производство от промишлени отпадъци (целулоза и хартия, храна, дървообработване) - в същото време се решава проблемът с рециклирането.

Индустриалната преработка на растителни суровини дава възможност за получаване на екологично чисто биогориво - биоетанол. Суровината за него е царевица (САЩ), захарна тръстика (Бразилия).

Положителният енергиен баланс и възобновяемите горивни ресурси правят производството на биоетанол популярна тенденция в световната икономика.

Разтворители, повърхностно активни вещества

В допълнение към производството на козметика, парфюми, течни лекарства, сладкарски изделия, алкохолите също са добри разтворители:

Алкохол като разтворител:

• в производството на метални повърхности, електронни елементи, фотохартия, фотофилми
• при почистване на природни продукти: смоли, масла, восъци, мазнини
• в процеса на екстракция - извличане на вещество
• при създаване на синтетични полимерни материали (лепило, лак), бои
• в производството на медицински, битови аерозоли.

Популярни разтворители са изопропанол, етанол, метанол. Използват се и многоатомни и циклични вещества: глицерол, циклохексанол, етилен гликол.

Повърхностноактивните вещества се произвеждат от висши мастни алкохоли. Пълна грижа за кола, съдове, апартамент, дрехи е възможна благодарение на повърхностноактивните вещества. Те са част от почистващи, перилни препарати, използвани в много сектори на икономиката (виж таблицата).

Индустрия	Повърхностноактивни вещества: функции, свойства
селско стопанство	Включени в емулсии; повишаване на производителността на процеса на прехвърляне на хранителни вещества към растенията
Строителство	Намаляване на потреблението на вода от бетон, циментови смеси; повишаване на устойчивостта на замръзване, плътността на материалите
кожарска индустрия	Предотвратете залепване, повреда на продукта
Текстилна индустрия	Премахнете статичното електричество
Металургия	Намаляване на триенето; способни да издържат на високи температури
хартиена индустрия	Отделете сварената целулоза от мастилото по време на рециклирането на отпадъчна хартия
Бояджийска индустрия	Подпомага пълното проникване на боята върху повърхността, включително малки вдлъбнатини

Използването на алкохоли в хранително-вкусовата промишленост, медицината, производството на парфюмерия и козметика, използването им като гориво, разтворители и повърхностноактивни вещества има положителен ефект върху състоянието на икономиката на страната. Той носи удобство на човешкия живот, но изисква спазване на правилата за безопасност поради токсичността на веществата.

Структурна формула

Истинска, емпирична или груба формула: C2H6O

Химичен състав на етанола

Молекулно тегло: 46.069

етанол(метилов алкохол, дървесен алкохол, карбинол, метилхидрат, метилов хидроксид) - CH 3 OH, най-простият моновалентен алкохол, безцветна токсична течност. Етанолът е първият представител на хомоложната серия едновалентни алкохоли.
моновалентен алкохол с формула C 2 H 5 OH (емпирична формула C 2 H 6 O), друг вариант: CH 3 -CH 2 -OH, вторият представител на хомоложната серия от едновалентни алкохоли, при стандартни условия, летлив, запалим , безцветна прозрачна течност.
Активният компонент на алкохолните напитки, който е депресант - психоактивно вещество, което потиска централната нервна система на човека.
Етиловият алкохол се използва и като гориво, като разтворител, като пълнител в алкохолни термометри и като дезинфектант (или като негов компонент).

Касова бележка

Има 2 основни начина за производство на етанол - микробиологичен (алкохолна ферментация) и синтетичен (етилен хидратация):

Ферментация

Метод за производство на етанол, известен от древността, е алкохолната ферментация на органични продукти, съдържащи въглехидрати (грозде, плодове и др.) под действието на ензими от дрожди и бактерии. Обработката на нишесте, картофи, ориз, царевица изглежда подобно; източникът на горивен алкохол е сурова захар, произведена от тръстика и др. Тази реакция е доста сложна, нейната схема може да бъде изразена чрез уравнението: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2.
Разтворът, получен в резултат на ферментацията, съдържа не повече от 15% етанол, тъй като дрождите не са жизнеспособни в по-концентрирани разтвори. Така полученият етанол трябва да бъде пречистен и концентриран, обикновено чрез дестилация.
За получаване на етанол по този метод най-често се използват различни щамове дрожди от вида Saccharomyces cerevisiae, като хранителна среда, предварително обработени дървени стърготини и / или разтвор, получен от тях.
Промишлено производство на алкохол от биологични суровини
Съвременната промишлена технология за производство на етилов алкохол от хранителни суровини включва следните етапи:

• Подготовка и смилане на нишестени суровини - зърно (предимно ръж, пшеница), картофи, царевица, ябълки и др.
• Ферментация. На този етап се извършва ензимното разграждане на нишестето до ферментиращи захари. За тези цели се използват рекомбинантни алфа-амилазни препарати, получени чрез биоинженерство - глюкамилаза, амилосубтилин.
• Ферментация. Поради ферментацията на захарите от дрождите, алкохолът се натрупва в кашата.
• Брагоректификация. Извършва се на ускорителни колони.

Отпадъците от производството на ферментация са въглероден диоксид, дестилаж, етер-алдехидна фракция, фузелов алкохол и фузелни масла.
Алкохолът, идващ от дестилационната инсталация (BRU), не е безводен, съдържанието на етанол в него е до 95,6%. В зависимост от съдържанието на чужди примеси в него, той се разделя на следните категории:

• Алфа
• Екстра
• база
• най-високото пречистване
• 1 клас

Производителността на една съвременна дестилерия е около 30 000-100 000 литра алкохол на ден.

производство на хидролиза

В промишлен мащаб етиловият алкохол се получава от суровини, съдържащи целулоза (дърво, слама), която е предварително хидролизирана. Получената смес от пентози и хексози се подлага на алкохолна ферментация. В страните от Западна Европа и Америка тази технология не беше широко разпространена, но в СССР (сега в Русия) имаше развита индустрия за фуражни хидролизни дрожди и хидролизен етанол.

Хидратация на етилен

В промишлеността, заедно с първия метод, се използва хидратация на етилен. Хидратацията може да се извърши по два начина:

• директна хидратация при температура 300 ° C, налягане 7 MPa, фосфорна киселина, поддържана върху силикагел, активен въглен или азбест се използва като катализатор: CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
• хидратиране през етапа на междинен естер на сярна киселина, последвано от неговата хидролиза (при температура 80-90 ° C и налягане 3,5 MPa): CH 2 \u003d CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH (етил сярна киселина).
  CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH + H 2 O → C 2 H 5 OH + H 2 SO 4.

Тази реакция се усложнява от образуването на диетилов етер.

Пречистване на етанол

Етанолът, получен чрез етиленова хидратация или ферментация, е водно-алкохолна смес, съдържаща примеси. Пречистването е необходимо за неговите индустриални, хранителни и фармакопейни приложения. Фракционната дестилация позволява да се получи етанол с концентрация около 95,6% (тегл.); този неделим дестилационен азеотроп съдържа 4,4% вода (w/w) и има точка на кипене 78,15°C. Дестилацията освобождава етанола както от летливи, така и от тежки фракции на органични вещества (остатък от дестилация).

Абсолютен алкохол

Абсолютният алкохол е етилов алкохол, който практически не съдържа вода. Той кипи при 78,39°C, докато ректифицираният алкохол, съдържащ най-малко 4,43% вода, кипи при 78,15°C. Получава се чрез дестилация на воден алкохол, съдържащ бензен, и други методи, например, алкохолът се третира с вещества, които реагират с вода или абсорбират вода, като негасена вар CaO или калциниран син витриол CuSO 4 .

Имоти

Физически свойства

Външен вид: при нормални условия е безцветна летлива течност с характерен мирис и парещ вкус. Етиловият алкохол е по-лек от водата. Той е добър разтворител за други органични вещества. Трябва да се избягва популярна грешка: свойствата на 95,57% алкохол и абсолютния алкохол често се смесват. Техните свойства са почти еднакви, но стойностите започват да се различават, като се започне от 3-та-4-та значима цифра. Смес от 95,57% етанол + 4,43% вода е азеотропна, т.е. не се отделя по време на дестилация.

Химични свойства

Типичен представител на едновалентните алкохоли. горими Лесно се запалва. При достатъчен достъп на въздух той гори (поради своя кислород) с лек синкав пламък, образувайки крайни продукти на окисление - въглероден диоксид и вода:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Тази реакция протича още по-енергично в атмосфера на чист кислород.
При определени условия (температура, налягане, катализатори) също е възможно контролирано окисляване (както с елементарен кислород, така и с много други окислители) до ацеталдехид, оцетна киселина, оксалова киселина и някои други продукти, например:
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
Той има слабо изразени киселинни свойства, по-специално той взаимодейства по подобен начин с алкални метали, както и с магнезий, алуминий и техните хидриди, освобождавайки водород и образувайки солеви етилати, които са типични представители на алкохолатите:
2C 2 H 5 OH + 2K → 2C 2 H 5 OK + H 2.
C 2 H 5 OH + NaH → C 2 H 5 ONa + H 2
Реагира обратимо с и някои неорганични кислородсъдържащи съединения за образуване на естери:
C 2 H 5 OH + RCOOH → RCOOC 2 H 5 + H 2 O
C 2 H 5 OH + HNO 2 → C 2 H 5 ONO + H 2 O
С водородни халиди (HCl, HBr, HI) влиза в обратими реакции на нуклеофилно заместване:
C 2 H 5 OH + HX → C 2 H 5 X + H 2 O
Без катализатори реакцията с HCl е относително бавна; много по-бързо - в присъствието на цинков хлорид и някои други киселини на Люис.
Вместо водородни халогениди, фосфорни халогениди и халогенни оксиди, тионилхлорид и някои други реагенти могат да се използват за заместване на хидроксилната група с халоген, например:
3C 2 H 5 OH + PCl 3 → 3C 2 H 5 Cl + H 3 PO 3
Самият етанол също има нуклеофилни свойства. По-специално, сравнително лесно е да се прикрепи към активирани множество връзки, например:
C 2 H 5 OH + CH 2 \u003d CHCN → C 2 H 5 OCH 2 CH 2 CN,
реагира с алдехиди, за да образува полуацетали и ацетали:
RCHO + C 2 H 5 OH → RCH(OH)OC 2 H 5
RCH(OH)OC 2 H 5 + C 2 H 5 OH → RCH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O
При умерено (не по-високо от 120 ° C) нагряване с концентрирана сярна киселина или други киселинни водоотстраняващи агенти образува диетилов етер:
2C 2 H 5 OH → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O
При по-силно нагряване със сярна киселина, както и при преминаване на пари върху алуминиев оксид, нагрят до 350 ÷ 500 ° C, настъпва по-дълбока дехидратация. В този случай се образува етилен:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
При използване на катализатори, съдържащи заедно с алуминиев оксид фино диспергирано сребро и други компоненти, процесът на дехидратация може да се комбинира с контролирано окисление на етилен с елементарен кислород, в резултат на което със задоволителен добив е възможно да се реализира едноетапен процес за производство на етиленов оксид:
2CH 3 CH 2 OH + O 2 → 2C 2 H 4 O + 2H 2 O
В присъствието на катализатор, съдържащ оксиди на алуминий, силиций, цинк и магнезий, той претърпява серия от сложни трансформации с образуването на бутадиен като основен продукт (реакция на Лебедев):
2C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2
През 1932 г. на базата на тази реакция в СССР е организирано първото в света мащабно производство на синтетичен каучук.
В слабо алкална среда образува йодоформ:
C 2 H 5 OH + 4I 2 + 6NaHCO 3 → CHI 3 + HCOONa + 5NaI + 5H 2 O + 6CO 2
Тази реакция е от известно значение за качественото и количественото определяне на етанол в отсъствието на други вещества, които дават подобна реакция.

Пожарни свойства

Запалима безцветна течност; налягане на наситената пара, kPa: lg p = 7.81158-1918.508/(252.125+t) при температури от −31 до 78°С; топлина на изгаряне - 1408 kJ/mol; топлина на образуване −239,4 kJ/mol; пламна точка 13°C (затворена чаша), 16°C (отворена чаша); пламна точка 18°C; температура на самозапалване 400°C; граници на концентрация на разпространение на пламъка 3,6-17,7% от обема; температурни граници на разпространение на пламъка: долна 11°С, горна 41°С; минимална флегматизираща концентрация, обемни %: CO 2 - 29,5, H 2 O - 35,7, N 2 - 46; максимално налягане на експлозия 682 kPa; максимална скорост на нарастване на налягането 15,8 MPa/s; степен на изгаряне 0,037 kg/(m2 s); максимална нормална скорост на разпространение на пламъка - 0,556 m/s; минимална енергия на запалване - 0,246 MJ; минимално експлозивно съдържание на кислород 11,1% обемни.

Приложение

гориво

Първият, който използва етанол като моторно гориво, е Хенри Форд, който през 1880 г. създава първата кола, задвижвана с етанол. Възможността за използване на алкохоли като моторно гориво е показана и през 1902 г., когато на състезание в Париж са изложени повече от 70 карбураторни двигателя, работещи с етанол и смеси от етанол с бензин. Етанолът може да се използва като гориво, включително за ракетни двигатели (например 75% воден етанол е използван като гориво в първата в света масово произвеждана балистична ракета - немската V-2 и ранните съветски ракети, проектирани от Королев - от R -1 до R-5), двигатели с вътрешно горене, битови, къмпинг и лабораторни нагреватели (т.нар. "спиртни лампи"), нагревателни подложки за туристи и военнослужещи (каталитично автооксидиране върху платинен катализатор). Ограничено (поради своята хигроскопичност) се използва в смеси с класически петролни течни горива. Използва се за производството на висококачествен горивен и бензинов компонент - етил трет-бутилов етер, който е по-независим от изкопаеми органични вещества, отколкото MTBE.

Химическа индустрия

• служи като суровина за производството на много химикали, като ацеталдехид, диетилов етер, тетраетилово олово, оцетна киселина, хлороформ, етилацетат, етилен и др.;
• широко използван като разтворител (в бояджийската и лаковата промишленост, в производството на домакински химикали и много други области);
• е компонент на антифризи и устройства за измиване на предното стъкло;
• В домакинските химикали етанолът се използва в почистващи и перилни препарати, особено за почистване на стъкло и водопровод. Той е разтворител за репеленти.

Лекарството

• в своето действие етиловият алкохол може да се припише на антисептици;
• като дезинфектант и изсушаващ агент, външно;
• изсушаващите и дъбилните свойства на 96% етилов алкохол се използват за лечение на хирургичното поле или при някои методи за лечение на ръцете на хирурга;
• разтворител за лекарства, за приготвяне на тинктури, екстракти от растителни суровини и др.;
• консервант за тинктури и екстракти (минимална концентрация 18%);
• обезпенител при подаване на кислород, изкуствена вентилация на белите дробове;
• в топли компреси;
• за физическо охлаждане при треска (за разтривки);
• компонент на обща анестезия в ситуация на недостиг на лекарства;
• като пеногасител при белодробен оток под формата на инхалация на 33% разтвор;
• Етанолът е антидот за определени токсични алкохоли като метанол и етиленгликол. Действието му се дължи на факта, че ензимът алкохолдехидрогеназа, в присъствието на няколко субстрата (например метанол и етанол), извършва само конкурентно окисление, поради което след своевременно (почти веднага, след метанол / етилен гликол) прием на етанол, текущата концентрация на токсични метаболити намалява (за метанол - формалдехид и мравчена киселина, за етилен гликол - оксалова киселина).

Парфюми и козметика

Той е универсален разтворител за различни вещества и основен компонент на парфюми, одеколони, аерозоли и др. Включва се в различни продукти, включително пасти за зъби, шампоани, душ продукти и др.

хранително-вкусовата промишленост

Заедно с водата, той е основният компонент на алкохолните напитки (водка, вино, джин, бира и др.). Съдържа се в малки количества и в редица напитки, получени чрез ферментация, но некласифицирани като алкохолни (кефир, квас, кумис, безалкохолна бира и др.). Съдържанието на етанол в пресния кефир е незначително (0,12%), но при продължителен престой, особено на топло, може да достигне 1%. Кумисът съдържа 1-3% етанол (в силен до 4,5%), квасът - от 0,5 до 1,2%.
Разтворител за хранителни овкусители. Може да се използва като консервант за хлебни изделия, както и в сладкарската промишленост.
Регистриран като хранителна добавка Е1510.
Енергийната стойност на етанола е 7,1 kcal / g.

Използването на етанол като гориво за превозни средства

Горивният етанол се разделя на биоетанол и етанол, получен по други методи (от отпадъчна пластмаса, синтезиран от газ и др.).
Биоетанолът е течно гориво, съдържащо етанол, получено от специални инсталации от суровини, съдържащи нишесте, целулоза или захар, като се използва система за кратка дестилация (позволява ви да получите качество, достатъчно за използване като гориво). Съдържа метанол и фузелни масла, което го прави напълно негодно за пиене. Използва се в чиста форма (по-точно под формата на азеотроп от 96,6%) и по-често в смес с бензин (т.нар. газохол) или дизелово гориво. Производството и употребата на биоетанол се увеличава в повечето страни по света като по-екологична и възобновяема алтернатива на петрола.
Само автомобили с подходящ двигател или с универсален Flex-Fuel (способен да консумира смеси бензин / етанол с произволно съотношение) могат да използват напълно биоетанол. Бензиновият двигател може да консумира бензин с добавка на етанол не повече от 30%, възможно е също така да се преоборудва конвенционален бензинов двигател, но това не е икономически осъществимо.
Проблемът е в недостатъчната смесимост на бензина и дизеловото гориво с етанол, поради което последното често се разслоява (винаги при ниски температури). Този проблем е особено актуален за Русия. Досега не е намерено решение за този проблем.
Предимството на смесите на етанол с други горива пред „чистия“ етанол е по-добрата възпламенимост поради ниското му съдържание на влага, докато „чистият“ етанол (клас E100, с практическо съдържание на C 2 H 5 OH от 96,6%) е азеотроп, който не може да се раздели чрез дестилация. Разделянето по други начини е нерентабилно. Когато етанолът се добави към бензин или дизел, водата се отделя. В САЩ законопроектът за енергетиката, подписан от президента Буш през август 2005 г., предвижда производството до 2012 г. на 30 милиарда литра етанол от зърно и 3,8 милиарда литра целулоза (царевични стъбла, оризова слама, отпадъци от горската промишленост) годишно до 2012 г. .
Въвеждането на производството на биогорива е скъп процес, но по-късно осигурява ползи за икономиката. Така например изграждането на завод за етанол с капацитет от 40 милиона галона дава икономика (използвайки примера на Съединените щати):

• $142 милиона инвестиции по време на строителството;
• 41 фабрични работни места, плюс 694 работни места в цялата икономика;
• Увеличава местните цени на зърното с 5-10 цента за бушел;
• Увеличава доходите на местното домакинство с $19,6 милиона годишно;
• Генерира средно $1,2 милиона данъци;
• Възвръщаемостта на инвестицията е 13,3% годишно.

През 2006 г. производството на етанол даде на икономиката на САЩ:

• 160 231 нови работни места във всички сектори, включително 20 000 работни места в строителството;
• Увеличен доход на домакинствата с $6,7 милиарда;
• Донесе 2,7 милиарда долара от федерални данъци и 2,3 милиарда долара от местни данъци.
През 2006 г. 2,15 милиарда бушела царевица са преработени в етанол в САЩ, което представлява 20,5% от годишното производство на царевица. Етанолът се превърна в третия най-голям потребител на царевица след добитъка и износа. 15% от реколтата от сорго в САЩ се превръща в етанол.

Паркинг с етанол

Смес от етанол с бензин се обозначава с буквата E. Числото до буквата E показва процентното съдържание на етанол. E85 означава смес от 85% етанол и 15% бензин. Смеси до 20% етанол могат да се използват за всяко превозно средство. Някои производители на автомобили обаче ограничават гаранцията при използване на смес с повече от 10% етанол. Смеси, съдържащи повече от 20% етанол, в много случаи изискват промени в системата за запалване на автомобила. Автомобилните производители произвеждат автомобили, които могат да работят както с бензин, така и с E85. Такива автомобили се наричат ​​"Flex-Fuel". В Бразилия такива автомобили се наричат ​​"хибридни". Няма име на руски. Повечето модерни превозни средства или изначално поддържат използването на такива горива, или по избор, при поискване. През 2005 г. повече от 5 милиона превозни средства в САЩ са имали хибридни двигатели. В края на 2006 г. в САЩ са били в експлоатация 6 милиона автомобила с такива двигатели. Общият автопарк е 230 милиона автомобила. 1200 бензиностанции продават E85 (май 2007). Общо около 170 000 бензиностанции продават автомобилно гориво в Съединените щати. В Бразилия около 29 000 бензиностанции продават етанол.

икономика

Цената на бразилския етанол (около $0,19 на литър през 2006 г.) го прави икономически изгоден за използване.

Екологични аспекти

Биоетанолът като гориво често се нарича "неутрален" като източник на парникови газове. Той има нулев баланс на въглероден диоксид, тъй като производството му чрез ферментация и последващо изгаряне освобождава толкова CO 2, колкото преди това е било взето от атмосферата от растенията, използвани за производството му. Ректификацията на етанол обаче изисква допълнителни енергийни разходи, генерирани от един от "традиционните" методи (включително изгарянето на изкопаеми горива). През 2006 г. използването на етанол в Съединените щати намали емисиите от около 8 милиона тона парникови газове (в CO 2 еквивалент), което е приблизително равно на годишните емисии на 1,21 милиона автомобила.

Безопасност и регулиране

• Етанолът е горимо вещество, сместа от неговите пари с въздуха е експлозивна.
• Етилов алкохол, синтетичен, технически и хранителен, неподходящ за производство на алкохолни продукти, е включен в списъка на токсичните вещества за целите на член 234 и други членове от Наказателния кодекс на Руската федерация.
• От 2005 г. продажбата на дребно на алкохол в Русия е забранена (с изключение на районите на Далечния север).

Ефектът на етанола върху човешкото тяло

В зависимост от дозата, концентрацията, пътя на навлизане в организма и продължителността на експозицията етанолът може да има и наркотично и токсично действие. Под наркотично действие се разбира способността му да предизвиква кома, ступор, нечувствителност към болка, депресия на централната нервна система, алкохолна възбуда, пристрастяване, както и анестетичният му ефект. Под въздействието на етанола се отделят ендорфини в нуклеус акумбенс (Nucleus accumbens), при страдащите от алкохолизъм и в орбитофронталната кора (поле 10). От правна гледна точка обаче етиловият алкохол не се признава за наркотик, тъй като това вещество не е включено в международния списък на контролираните вещества на конвенцията на ООН от 1988 г. В определени дози спрямо телесното тегло и концентрации води до остро отравяне и смърт (летална еднократна доза - 4-12 грама етанол на килограм телесно тегло). Основният метаболит на етанола, ацеталдехидът, е токсичен, мутагенен и канцерогенен. Има доказателства за канцерогенността на ацеталдехида при експерименти с животни; освен това ацеталдехидът уврежда ДНК. Дългосрочната употреба на етанол може да причини заболявания като цироза на черния дроб, гастрит, стомашни язви, рак на стомаха и рак на хранопровода, т.е. е канцероген, сърдечно-съдово заболяване. Употребата на етанол може да причини окислително увреждане на мозъчните неврони, както и тяхната смърт поради увреждане на кръвно-мозъчната бариера. Злоупотребата с алкохол може да доведе до клинична депресия и алкохолизъм. Етанолът може да се синтезира в малки количества в лумена на стомашно-чревния тракт в резултат на процесите на ферментация на въглехидратни храни от микроорганизми (условен ендогенен алкохол). Съществуването на биохимични реакции със синтеза на етанол в тъканите на човешкото тяло (истински ендогенен алкохол) се счита за възможно, но до момента не е доказано. Количеството на ендогенния алкохол рядко надвишава 0,18 ppm, което е на границата на чувствителността на най-съвременните апарати. Един обикновен алкотестер не може да определи такива количества.

Видове и марки етанол

• Ректифицираният (по-точно ректифициран алкохол) е етилов алкохол, пречистен чрез ректификация, съдържа 95,57%, химична формула C 2 H 5 OH. Може да се произвежда в съответствие с ГОСТ 18300-72 (Госстандарт на СССР, технически спецификации на ректифициран етилов алкохол) и ГОСТ 5964-82; ГОСТ 5964-93. В зависимост от степента на пречистване техническият ректифициран етилов алкохол се произвежда от марката Extra и две степени: най-висока и първа
• Абсолютен етилов алкохол - алкохолно съдържание > 99,9%.
• Медицински спирт - алкохолно съдържание 96,4-96,7%.

Етимология на имената

За това вещество се използват няколко наименования. Технически най-правилният термин е етанол или етилов алкохол. Въпреки това имената алкохол, винена спиртна напитка или просто алкохол са станали широко разпространени, въпреки че алкохолите или алкохолите са по-широк клас вещества.

Етимология на термина "етанол"

Имената етанол и етилов алкохол показват, че това съединение се основава на етиловия радикал на етана. В същото време думата алкохол (наставка -ol) в името показва съдържанието на хидроксилната група (-OH), което е характерно за алкохолите.

Етимология на името "алкохол"

Името алкохол идва от араб. الكحل‎ al-kuhul, което означава фин прах, получен чрез сублимация, прахообразен антимон, прах за оцветяване на клепачите. Думата "алкохол" дойде в руския език чрез нейната немска версия. алкохол. В руския език обаче омонимът на думата "алкохол" в смисъла на "фин прах" е запазен под формата на архаизъм, очевидно.

Етимология на думата "алкохол"

Името на етанол винен алкохол идва от лат. spiritus vini (винена спиртна напитка). Думата "алкохол" дойде на руски език чрез английската си версия. дух. На английски думата "алкохол" в този смисъл вече се използва в средата на XIII век и едва от 1610 г. думата "алкохол" започва да се използва от алхимиците за обозначаване на летливи вещества, което съответства на основното значение на думата "spiritus" (изпаряване) на латински. До 1670 г. значението на думата се стеснява до „течности с висок процент алкохол“, а летливите течности се наричат ​​етери.