Mi az etanol a kémiában. Szerves kémia

(etil-alkohol, boralkohol) - szerves vegyület, számos C 2 H 5 OH összetételű egyértékű alkohol képviselője (rövidítve EtOH). Normál körülmények között színtelen, gyúlékony folyadék. Az ukrán nemzeti szabvány szerint DSTU 4221: 2003 Az etanol kábító hatású mérgező anyag, az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatás mértéke szerint a veszélyes anyagok negyedik osztályába tartozik. Karcinogén tulajdonságokkal rendelkezik.

Az etanol az alkoholtartalmú italok fő hatóanyaga, amelyeket általában szénhidrátok fermentálásával állítanak elő. Ipari szükségletekhez etil-alkoholt gyakran szintetizálnak olajból és gáz alapanyagokból az etilén katalitikus hidratálásával. Az etanolt az élelmiszerek gyártása mellett nagy mennyiségben használják tüzelőanyagként, oldószerként, fertőtlenítőként, valamint egyéb iparilag fontos anyagok előállításához alapanyagként.

Sztori

Az etanolt az emberiség ősidők óta használja. Elválaszthatatlan szerepet játszott az italokban, gyógyszerekben, nyugtatóként és afrodiziákumként, valamint szerepet kapott vallási szertartásokon is.

Az ókori Egyiptomban növényi anyagok fermentálásával nyerték. Ily módon csak híg alkoholos oldatot kaptunk. A koncentráció növelése érdekében Kínában egy desztillációs módszert találtak fel. A kínai kerámiáról készült festmények szerint 9000 évvel ezelőtt készültek rizs, gyümölcs és méz erjesztett keverékéből készült italok. Körülbelül ugyanebben az időben a Közel-Keleten az alkoholt szőlőből és árpából nyerték, amint azt a mezopotámiai agyagtáblákon lévő feljegyzések bizonyítják.

A középkorban az etil-alkohol számos gyógyszer és tinktúra készítésének alapjául szolgált. Az alkimisták munkájuk során mindig is etanolt használtak, így a lat nevet adták. aquavitae, vagyis Élővíz.

Tiszta etanolt először 1796-ban nyert Tovy Jegorovics Lovits orosz-német vegyész. A korabeli vezető tudós, Antoine Laurent Lavoisier leírása szerint a vizsgált vegyület szén, hidrogén és oxigén kémiai elemekből állt. 1808-ban Nicolas Theodore de Saussure svájci biokémikus megállapította az etanol kémiai képletét, ötven évvel később pedig Archibald Scott Cooper skót kémikus javasolta a szerkezetét.

Az etilén előállításának első szintetikus módszerét Henry Gennel angol kémikus és Georges-Simon Seryulla francia gyógyszerész dolgozta ki egymástól függetlenül 1826-ban. 1828-ban pedig Michael Faraday angol fizikus és vegyész az olaj- és gázfinomítás mellékterméke, az etén katalitikus hidratálásával etanolt kapott. Ez a módszer sok olyan módszer alapját képezte, amelyeket a mai napig használnak az etanol előállításában.

szerkezet

Az etanolmolekula mindkét szénatomja, beleértve a hidroxilcsoporthoz kapcsolódó atomot is, sp 3 hibridizációs állapotban van. A C-C távolság 1,512 angström.

A hidroxilcsoportnak a molekula egy másik részéhez viszonyított helyzetétől függően vannak mindenit- (fr. Esetlen)és transz formák.transzforma azzal jellemezve, hogy a hidroxilcsoport O-H kötése egy síkban van a C-C kötéssel és az egyik C-H kötéssel. NÁL NÉL mindenit-a hidroxilcsoportban lévő hidrogénatom oldalra néz. dipólusmomentum for isteni formák 1,68 D, és for transz formák- 1,44D.

Elterjedés a természetben

Az etanol egyes gombák hulladékterméke. Közülük a fő típusok Saccharomyces, Schizosaccharomyces, szintén Kluyveromyces. Ezen osztályok egyik legismertebb képviselője a faj Saccharomyces cerevisiae, amelynek triviális neve sörélesztő. Egyéb gyakori típusok közé tartozik Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilis hasonló. Egyes baktériumok etanolt is képeznek, pl. Zymomonas mobilis.

1975-ben a csillagászok jelentős mennyiségű etanolt találtak a Sagittarius B2 gáz-por felhőben. A tudósok szerint az ott elérhető etanolmolekulák száma jelentősen meghaladja az emberiség teljes történelme során nyert alkohol mennyiségét. A talált etanol transzforma molekulák, és 1996-ban rögzítették mindenit-forma.

Az etanol csillagközi közegben történő képződésének lehetséges módjai között szerepel, különösen a metánból és metil-kationból történő szintézise sugárzás hatására:

Egy másik lehetséges módja a metil-kation reagáltatása formaldehiddel, ami szintén gyakori az űrben:

fizikai tulajdonságok

Az etanol színtelen folyadék, enyhe "alkoholos" szaggal. Illékony és gyúlékony. Bármilyen arányban keverhető vízzel, éterekkel, acetonnal, benzollal. Az etil-alkohol jó oldószer számos szerves és szervetlen anyag számára.

Vízzel azeotróp elegyet képez: 95,6% alkohol és 4,4% víz. A vízmentes etanol enyhén higroszkópos: a stabilitás eléréséhez a víz 0,3-0,4%-át képes felvenni.

fogadása

etilén hidratálás

Két fő módja van az etanol etilénből történő előállításának. Történelmileg az indirekt hidratálási módszert 1930-ban a Union Carbide találta fel. Egy másik, az 1970-es években kifejlesztett módszert savmentes módszernek tervezték (nincs kénsavat használva).

közvetett hidratálás

Az etanol előállítása etilénből kénsav felhasználásával három lépésben történik. Először is, az etilént koncentrált sav abszorbeálja, etil-szulfát vagy dietil-szulfát észtereit képezve:

Az abszorpciót 95-98%-os savas oldattal végezzük 80 °C hőmérsékleten és 1,3-1,5 MPa nyomáson. Ez a kölcsönhatás exoterm, ezért a reaktor falait hűteni kell. Az etil-szulfát jelenléte a savas oldatban lehetővé teszi az abszorpciós sebesség jelentős növelését, mivel az etilén oldhatósága etil-szulfátban sokkal magasabb, mint a tiszta savban.

A második szakaszban a kapott reakciótermékek hidrolízisen mennek keresztül, és alkohol és sav képződésével bomlanak le. Azonban két bázikus észter kölcsönhatása kiesik, ami egy harmadik, a dietil képződéséhez vezet:

A kénsavat abszorbeált etil- és dietil-szulfáttal megfelelő mennyiségű vízben kezelve az oldat körülbelül 50-60%-os koncentrációt ér el. A hidrolízistermékeket elválasztó oszlopokba küldik: a hígított sav a tartály alján marad, a gáznemű alkohol-Eterna keverék pedig a tetején. A kívánt keveréket vízzel vagy híg nátrium-hidroxid-oldattal mossuk, majd desztillációval tisztítjuk.

Az utolsó lépés a híg savkoncentráció helyreállítása. Ez a lépés az egyik legdrágább a teljes szintézisben. A sav elpárologtató rendszerrel a savkoncentráció akár 90%-ra is növelhető. Ezt a mutatót a szükséges 98%-ra növeljük óleummal (koncentráció 103%) való keveréssel.

A közvetett hidratálás módszerénél komoly problémát jelent a savban széntartalmú anyagok képződése, amelyek jelentősen befolyásolják annak koncentrációját. A koncentrált sav használata is korróziót okoz a berendezéseken, ezért a berendezés egyes részei szilíciumból, tantál ötvözetből, ólomból stb.

közvetlen hidratálás

A szintézist a közvetlen hidratálás séma szerint katalizátorok segítségével végezzük. Itt kétféle interakció létezik:

• gáznemű reagensek érintkeznek szilárd vagy folyékony katalizátorral (gázfázisú folyamat)
• mind a folyékony, mind a gáznemű reagensek érintkeznek szilárd vagy folyékony katalizátorral (mischanophase folyamat).

Az etanolt főként a gázfázisú folyamat után állítják elő. A kimenő etilént és a vizet foszforsavval telített szénkatalizátoron vezetik át:

Normál hőmérsékleten csak kis mennyiségű etanol lehet a gázfázisban, és a hőmérséklet emelkedése koncentrációjának csökkenéséhez vezet. A reakció egyensúlyát a Le Chatelier-Brown elv alkalmazásával lehet kiegyenlíteni - a reakcióelegy nyomásának növelésével és a rendszerben lévő molekulák számának csökkentésével. A kölcsönhatás optimális feltételei a 250-300 °C hőmérséklet és a 6,1-7,1 MPa nyomás.

A reakciótermék intermolekuláris dehidratáción mehet keresztül, ami dietil-éter képződéséhez vezet:

Ha a szénhidrát alapanyag acetilén-keveréket tartalmaz, akkor etanollá hidratálják:

Az etanol jelenléte nemkívánatos, mivel krotonaldehid képződik belőle, amely negatívan befolyásolja az etanol minőségét, még milliórész mennyiségben is:

fermentációval nyerik

Az etanol kinyerése cukros anyagok erjesztésével (fermentálásával) a legrégebbi. Előállításához bármilyen cukrot vagy olyan anyagot tartalmazó termék használható, amelyből előállítható (például keményítő). Cukortartalmú termékként gyümölcs- és nádcukrot, cukorrépát, melaszt használnak, keményítőtartalmú termékek a burgonya, a búzaszemek, a rozs és a kukorica. A cellulózt nyersanyagként is használják (mezőgazdasági hulladékból, cellulóz- és papíriparból stb.).

Kivonatok keményítőből és cukorból

Ahhoz, hogy a keményítőt cukros anyagokká alakítsák, először hidrolízisnek vetik alá. Ebből a célból a nyersanyagokat (burgonyapürét vagy lisztet) forró vízzel lefőzik, hogy felgyorsítsák a keményítő duzzadását. A nyersanyaghoz enzimet is adnak, amelynek hatására a keményítő lecsapódik, azaz glükózzá alakul.

Enzimként a csíráztatott szemekben található diasztázt vagy más gombás eredetű amilázt használnak.

A második szakasz, amely hasonló az alkohol cukrokból történő előállításához, az anaerob fermentáció, azaz az alkohollá és szén-dioxiddá történő átalakítás:

Itt a reakció mikroorganizmusok hatására megy végbe: gombák (élesztő) vagy baktériumok.

Az eljárás során felhasznált élesztők között az aktív helyet foglalja el Saccharomyces cerevisiae(az úgynevezett sörélesztő). Használatuk során fontos a környezet savassága és a hőmérséklet - befolyásolják az élesztő szaporodását, az etanol hozamát, a melléktermékek képződését és a baktériumok általi szennyeződést. Az ipari termelésben az ilyen fermentációt általában 4-6 pH-értéken végzik. 5-nél kisebb pH-értéknél a baktériumok növekedése a tápközegben erősen elnyomott; az élesztő növekedéséhez Saccharomyces cerevisiae a savasságot 2,4-8,6 tartományban kell tartani, optimális érték 4,5, az erjesztési folyamat intenzitása pedig nagyobb 3,5-6 tartományban.

Az etanol előállításához használt élesztők többségének optimális növekedési hőmérséklete 39-40°C, a maximum pedig az elmében látható. Kluyveromyces marxianus- 49 °C. Mivel az erjesztési folyamat exoterm (1 g felszívott glükózból 586 J hő szabadul fel), a legmagasabb optimális növekedési hőmérsékletű élesztő használatával a reakciórendszer hűtése megtakarítható. Fontos szempont, hogy az élesztőgombák kis mennyiségű oxigént biztosítanak a telítetlen zsírsavak és az ergoszterol szintéziséhez, amelyek hozzájárulnak növekedésükhöz és jó sejtáteresztő képességükhöz. Oxigén hiányában a savak és a szterin hiánya néhány generáción belül változásokhoz vezet az élesztő fiziológiájában.

A baktériumokat az etanol szintézisében is használják, különösen, ami egy gyakori típus Zymomonas mobilis, amelyeknek nagy a növekedési üteme, magas a végtermék hozama, és nem függenek az oxigénellátástól.

Kivonatok cellulózból

Mind a cellulóz, mind a keményítő poliszacharidok, szénhidrátok polimerei, de az etanol cellulózból történő szintézise sokkal nehezebb, mivel alacsony a hidrolízisre való hajlama. Szerkezete inkább a kristályosra hasonlít, ami megnehezíti a polimeren belüli kötések felbomlását, növényekben pedig ligninréteg védi a hidrolitikus bomlástól (a cellulóz savval való kezelése után a teljes tömegnek csak 15%-a hidrolizál). A nyersanyaghulladék hemicellulózt is tartalmaz, amely főleg pentózokból áll.

A műtét előtti feldolgozás magában foglalja az alapanyagok csiszolását, áztatását a duzzanathoz. Ezt követően autoklávokban hevítik 0,3-0,5%-os savval 7-10 atm nyomáson. Savként leggyakrabban kénsavat, ritkábban sósavat használnak. A folyamat végén a savat külön tartályban koncentrálják és újra termelésbe helyezik, a lignint pedig kiszűrik és mosással tisztítják.

Az így kapott etil-alkoholt ún hidrolízis. Csak műszaki célokra használják, mert számos káros szennyeződést tartalmaz, többek között metil-alkoholt, acetont stb.

Ezenkívül a savas hidrolízissel ellentétben ezt használják enzimatikus módszer. Itt a hidrolízis gombák hatására megy végbe Trichoderma viride. Az előkezelés magában foglalja a ligninhüvely eltávolítását Cadoxen oldószer hatására (5-7% kadmium-oxidot és 28% etilén-diamint tartalmazó oldat), valamint nagy nyomású folyékony ammóniával történő kezelést, amely felkavarja a cellulózban lévő szálakat, megkönnyítve a az enzimek behatolása. Bizonyos esetekben lehetőség van a cellulóz száz százalékos feldolgozására.

egyéb módszerek

Halogénezett szénhidrogének hidrolízise

Az etanol halogénezett etán hidrolízisével keletkezik. Vízben vagy lúgok vizes oldatában hajtják végre. Az első esetben a reakció fordított, a második esetben a hidrogén-halogenid eliminációja (hasadása) történhet:

Szingáz átalakítás

Az etanol szintézisgázból történő extrakciója hasonló a metanol Fischer-Tropsch eljárással történő előállításához:

A reakció 125-175 °C hőmérsékleten és 1,42 MPa nyomáson megy végbe, porított vas típusú katalizátor alkalmazásával.

Szerves vegyületek visszanyerése

Az aldehidek és savak redukciója meglehetősen gyakori módszer az alkoholok, köztük az etanol előállítására:

A katalitikus redukciót Raney-nikkelen, platinán hajtják végre; laboratóriumi körülmények között a lítium-alumínium-hidrid és a nátrium-bór-hidrid stagnál.

etanolos tisztítás

A szintetizált etanol általában víz-alkohol keverék. Tisztítása, dehidratálása desztillációval (rektifikációval) kezdődik, amely elérheti a 95,6 térfogatszázalékos koncentrációt. A kapott keverék azeotróp, és utólagos desztillációval nem tisztítható. További dehidratációhoz használjon benzolt, ciklohexánt vagy heptánt. Jelenlétük új, alacsony forráspontú azeotróp keverékeket hoz létre, amelyek lehetővé teszik vízmentes etanol előállítását.

Ipari méretekben a dehidratációhoz molekulaszitákat lehet használni, amelyek pórusai áteresztőek a vízmolekulák számára, de az etanol számára nem. Az ilyen sziták lehetnek mesterséges vagy természetben előforduló zeolitok (pl. klinoptilolit). Az adszorbeált molekulák 75%-a víz, a maradék 25%-a etanol, amit azután ismét visszavezetnek a desztillációs rendszerbe.

A membránmódszert is használják, amely abból áll, hogy a 60 ° C-ra melegített víz-alkohol keveréket félig áteresztő membránnal választják el, amely nem engedi át az etanolt. Ezt a műveletet 1 kPa-nál kisebb nyomáson hajtják végre. Az elválasztás eredményeként 99,85%-os etanol, a membránon áthaladó oldat pedig 23%-os koncentrációban képződik. A kondenzált membránoldat újra rektifikálható.

Az etanol osztályozása

A kapott alkoholt hagyományosan négy osztályba osztják összetétele szerint:

• ipari etanol (96,5 térfogatszázalék) - ipari és műszaki felhasználású termék: oldószerként, üzemanyagként stb. Felhasználásának megakadályozására olyan anyagok rossz szag például piridint 0,5-1% mennyiségben (végezzük el denaturáció). A könnyebb azonosítás érdekében halvány metilibolya színe is lehet;
• A denaturált alkohol 88 térfogatszázalékos etanol koncentrációjú műszaki termék, amely jelentős mennyiségű szennyeződést tartalmaz. Ennek megfelelően denaturál és fest. Világításban és fűtésben használják;
• kiváló minőségű alkohol (96,0-96,5 térfogatszázalék) - tisztított etanol, amelyet gyógyszerészeti célokra használnak, élelmiszeripari kozmetikumok gyártásához;
• abszolút etanol (99,7-99,8 térfogatszázalék) - nagyon tiszta etanol, gyógyszeriparban, aeroszolokban használják.

Ukrajnában a nyert rektifikált etanol minőségét a DSTU 4221:2003 "Rektifikált etil-alkohol" szabvány szabályozza. A tisztítás mértékétől függően négy fajtát különböztetnek meg: "Búza könny", "Lux", "Extra" és "Magasabb tisztítás".

Az alkohol fokozataira vonatkozó normák a GOST 4221: 2003 szerint

index	"Búza könny"	"Lux"	"Külön"	"Magasabb tisztaságú"
Az etil-alkohol térfogati hányada 20 ° C hőmérsékleten, nem kevesebb, mint	96,3	96,3	96,3	96,0
Az aldehidek tömegkoncentrációja, acetaldehidként számítva vízmentes alkoholban, mg / dm³, legfeljebb	2,0	2,0	2,0	2,0
Fusel olaj tömegkoncentrációja: propil-, izopropil-, butil-, izobutil- és izoamil-alkoholok propil-, izobutil- és izoamil-alkoholok keverékében (3:1:1) vízmentes alkoholban, mg / dm3, nem több	2,0	2,0	2,0	2,0
A fuselolaj tömegkoncentrációja izobutil- és izoamil-alkoholok keverékében (1:1) vízmentes alkoholban, mg / dm³, nem több	2,0	2,0	2,0	2,0
Az éterek tömegkoncentrációja, ecetsav-etil-éterben kifejezve vízmentes alkoholban, mg/dm³, legfeljebb	1,5	2,0	3,0	5,0
A metil-alkohol térfogatrésze vízmentes alkoholban kifejezve, % nem több	0,005	0,01	0,02	0,03
A szabad savak tömegkoncentrációja (CO2 nélkül), ecetsavban kifejezve vízmentes alkoholban, mg / dm³, legfeljebb	8,0	8,0	12,0	15,0

Kémiai tulajdonságok

Az etanol egy egyértékű primer alkohol, és kémiai tulajdonságainak többségét a hidroxilcsoport adja. Tehát az etanol részt vehet a dehidratációs reakciókban - mind intramolekuláris, mind intermolekuláris:

Más alkoholokkal való kölcsönhatás során három észter keveréke képződik:

Karbonsavakkal az etanol tömény kénsav jelenlétében észtereket képez:

Az acetilénhez etanol hozzáadásával vinil-etil-éter szintetizálódik:

Savas tulajdonságainak köszönhetően az etanol reakcióba lép alkálifémekkel (például nátriummal) és lúgokkal, és etoxidot képez:

Ezt a reakciót vízmentes környezetben hajtják végre, mivel a hidroxid gyorsabban képződik, mint az etoxid.

A kevésbé aktív fémek - alumínium és magnézium - szintén kölcsönhatásba lépnek az etanollal, de csak higanykatalizátor jelenlétében:

A molekulában jelenlévő hidroxilcsoport halogenid savakkal helyettesíthető etán-halogén származékok képződésével:

Az etanolt etanollá, majd ecetsavvá oxidálják, a teljes oxidáció (például az etanol elégetése) eredménye szén-dioxid és víz:

Az etanolt savas közegben 300 °C-on ammóniával kezelve szubsztituált aminok keletkeznek: primer, szekunder, tercier vagy akár kvaterner ammóniumsók (a reaktánsok arányától függően):

Az etanol a butadién szintézisének alapanyaga. A reakciót 370-390 ° C hőmérsékleten és katalizátorok - MgO-SiO 2 vagy Al 2 O 3 -SiO 2 jelenlétében (70%-os szelektivitással) hajtjuk végre:

biológiai hatás

anyagcsere

Az elfogyasztott alkohol szinte teljes mennyisége (90-98%) a szervezetben metabolizálódik, és csak egy kis része (2-10%) ürül változatlan formában: vizelettel, levegővel, izzadsággal, nyállal. Az etanol fogyasztása túlzott vizeletürítéshez vezet: minden 10 g alkohol hozzájárul 100 ml folyadék elvesztéséhez a szervezetben, nem járul hozzá az alkohol eltávolításához a szervezetből. A szervezetbe kerülő etanol fő része a májba kerül, ahol mikroszómákban biológiai átalakuláson megy keresztül.

Az anyagcsere első szakaszában acetaldehid képződik etanolból. Ez az alkohol-dehidrogenáz (ADH) hatására következik be, egy enzim, amelynek kofaktora a nikotinamid (NAD). Ezt követően az etanolból képződő acetaldehidet a mitokondriumokban az aldehid-dehidrogenáz enzim acetáttá oxidálja, amely a NAD-t koenzimként használja fel, amely protonhoz kapcsolódva NAD N-vé redukálódik. Ebben a szakaszban a kölcsönhatás sokkal gyorsabban megy végbe, mint az előző. Az acetát belép a Krebs-ciklusba, ahol CO 2 -vé és H 2 O-vá bomlik. Az aldehid-dehidrogenáz nemcsak a májban, hanem más szervekben is megtalálható, beleértve az agyat is. Egy felnőtt, egészséges emberben az ADH körülbelül 10 g alkoholt bont le óránként.

A fő anyagcsere-folyamat mellett az etanol két másik módon is oxidálódik. Az egyik a mikroszomális oxidáz részvételével fordul elő redukált nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfáttal (NADP), míg a másik kataláz részvételével hidrogén-peroxiddal kombinálva. Mindkét út toxikus aldehid képződéséhez vezet, amely rákkeltő tulajdonságokkal rendelkezik, és tízszer mérgezőbb, mint az etanol.

Hatás a testre

A nyelőcsövön keresztül az emberi szervezetbe jutva az etanol gyorsan felszívódik. A gyomorban a kezdeti etanol 20% -a felszívódik, és a vékonybélben - 80%. Felszívódás után 5 percen belül a véráramba kerül, és a vérárammal együtt szétterjed az egész szervezetben.

Központi idegrendszer. Az etanol a többi érzéstelenítőhöz hasonlóan csökkenti a központi idegrendszer működését. A közhiedelem ellenére az etanol nem serkenti az idegrendszer működését: ha mégis fellép a gerjesztés, akkor megjelenésük a gátló folyamatokkal való szembenállás következménye. Normál dózisban az etanol főként az agytörzs retikuláris képződésének aktiváló funkciójára hat, és csak nagy dózisok gátolja közvetlenül az agykéreg működését.

Az etanol tartós használata szerotoninhiányt okoz. A rendszer aktivitásának funkcionális csökkenése megakadályozza a tolerancia kialakulását, és fordítva, aktivitásának növekedése, a szerotoninszint növekedése felgyorsítja az alkohol tolerancia kialakulását. Az etanol hatására a dopamin anyagcseréje zavart szenved, amely részt vesz a noradrenalin szintézisében, és koordinálja a mozgásokat, érzelmi és mentális állapotokat. Ezenkívül az etanol negatív hatással van a fizikai és szellemi képességekre: csökkenti a látásélességet és a hallást, megzavarja az izmok koordinációját és stabilitását, valamint lelassítja az irritációra adott reakcióidőt.

Légzőrendszer. Az etanol kifejezett mérgező hatással van a légzőrendszerre. A tüdő károsodása befolyásolja a bronchopulmonalis fertőzés kialakulását a szervezet védőfunkcióinak csökkenése miatt. Az alkohol negatív hatása összefügg a fagocitózis és az antitestek képződésének gátlásával, elősegítve a baktériumok behatolását a légutakba és hasonlók. A bronchopulmonalis patológiák akut tüdőgyulladás megjelenésévé válhatnak, amely a halálozások jelentős százalékát teszi ki.

A szív- és érrendszer. Az etanol hatására a sejtmembránok lipidjei, különösen a szívizomsejtek feloldódnak. Ennek eredményeként nő a membrán permeabilitása, és megzavarodik a nátrium-, kálium-, magnézium- és kalciumionok cseréje. Ez gyengíti a szívizom kontraktilitását.

Emésztőrendszer. Egyszeri adag akut vérzéses erozív gyomorhuruthoz vezet; az etanol hasonló hatása a nyombél nyálkahártyájára. Az etanol már egy perccel a patkányok gyomrába való bejutása után a gyomornyálkahártya diffúz hiperémiáját okozta.

Máj. Az etanol által okozott májkárosodás mértéke közvetlenül függ az elfogyasztott alkohol mennyiségétől. Hatása következtében steatosis, fibrózis, alkoholos hepatitis és cirrhosis léphet fel, amelyek gyakran májsejtek karcinóma kialakulásával végződnek. Tehát a Nemzetközi Rákkutató Ügynökség szerint az etanolnak rákkeltő hatása van.

A hosszan tartó etanol expozíció egyik eredménye a vörösvértestek mennyiségének növekedése - az acetaldehid toxikus hatásai, a folsavhiány és a hiperlipidémia okozta makrocitózis.

alkoholizmus

Az etanol az alkoholtartalmú italok alapja. Hosszan tartó használatuk az alkoholizmus megjelenését okozza.

Az alkoholizmus olyan jelenségek összessége, amelyek az alkoholtól (vagyis az etanol tartalmú termékektől) való függőség klinikai képét jellemzik. Az ilyen függőség tünetei és megnyilvánulásai a következők: a szervezet alkoholtoleranciája, fizikai függőség, elvonási szindróma a fogyasztás abbahagyása vagy csökkentése esetén, ellenőrizetlen és átmeneti túlzott fogyasztás.

Az alkoholizmus előrehaladásának három szakasza van:

1. az embernek nincs vágya az alkoholra, a fogyasztás során elveszítik a kontrollt, áttérnek a szisztematikus fogyasztásra, nő az alkoholtolerancia, kezdeti zavarok vannak a mentális szférában;
2. fizikai függőség lép fel mértékvesztéssel, pszichopata szindróma kialakulása, a testrendszerek (szív- és érrendszeri, urogenitális, légzőszervi) és a szervek megzavarása (gasztritisz, hepatitis megjelenése)
3. az alkoholfüggőség mentális, erős fizikai vonzalom jelentkezik az elvonási szindróma megnyilvánulásaként, a hallucinációk megjelenése, a belső szervek visszafordíthatatlan károsodása (májcirrhosis, szívbetegség, encephalopathia stb.).

Terhességre gyakorolt ​​hatás

A magzati fejlődési rendellenességek kockázata egyenesen arányos a terhesség alatt elfogyasztott alkohol mennyiségével.

Az etanol könnyen átjut a placentán, így tartalma az anya és a magzat vérében gyorsan eléri az azonos szintet. Felhalmozódik a foszfolipidben gazdag magzati szövetekben, az agyban és az eritrocitákban is. Az alkohol eltávolítása a szervezetből májenzimek segítségével történik, és a születendő gyermekben csak az anya terhességének második felében képződik. Az etanol magzatra gyakorolt ​​káros hatása a védőmechanizmus éretlenségével és a megnövekedett érpermeabilitással és hasonlókkal jár. Különösen fontosak az embrionális fejlődés kritikus időszakai, amikor az embrió és a magzat idegen anyagokkal szembeni érzékenysége eléri a maximális szintet. Az etanol mérgező hatása az embrió fejlődésének lelassulását vagy akár elhalását okozza.

Az anyai etanol terhesség alatti fogyasztása magzati (termékeny) teratogén hatásokkal jár. Az alkohol befolyása a magzat általános fejlődésének megsértésében, a normálnál kisebb testsúlyú és magasságú gyermek születésében, szellemi alsóbbrendűségben nyilvánul meg. Különösen az etanol teratogén hatása által érintett gyermekek arcvonásai módosulnak: keskeny palpebralis repedések, vékony felső ajak, mikrokefália és retrognathia megjelenése, szűrőhiány és különféle fül-anomáliák. A fizikai változásokat kiegészíti az agy fejletlensége, görcsrohamokra való hajlam, agyödéma, rossz mozgáskoordináció, csökkent intelligencia és veleszületett szívhibák. Az etanolnak ezt a hatását magzati alkoholszindrómának, FAS-nak (vagy magzati alkoholszindrómának) nevezik.

Kölcsönhatás gyógyszerekkel

Az etanol képes fokozni az antibiotikumok hatását, antihisztaminok, barbiturátok, izomrelaxánsok, valamint negatív reakciót váltanak ki a szervezetben.

Gyógyszerek kölcsönhatása etanollal

gyógyszerosztály	drog	Az etanollal való kölcsönhatás típusa, következményei
fájdalomcsillapítók	aszpirin Acetaminofen	Az aszpirin fokozza a gyomor kiürülését, ami az alkohol gyors felszívódásához vezet a vékonybélben, és lelassíthatja az alkohol-dehidrogenáz hatását a gyomorban. Az etanol fokozza az acetaminofen metabolizmusát, amelynek terméke mérgező anyagok, amelyek károsítják a májat. Előfordulhat szapora szívverés, hasi fájdalom, gyomorfekély,
antibiotikumok	Eritromicin Izoniazid Ketokonazol Metronidazol	Az eritromicin fokozza a gyomor kiürülését, ami az alkohol gyors felszívódásához vezet a vékonybélben; Az izoniaziddal együtt az alkohol növeli a májbetegség kockázatát. Fejfájás, hányinger, hirtelen vérnyomás-változások kísérik
antihisztaminok	Difenhidramin Clemastine prometazin	Az etanol fokozza a gyógyszerek központi idegrendszerre gyakorolt ​​hatását, letargia megjelenését, csökkent motilitást okozva, a kombinált hatás az időseknél kifejezettebb.
barbiturátok	fenobarbitál	A test gyengesége, szédülés, görcsroham veszélye. A krónikus alkoholfogyasztás növeli a citokróm P-450 barbiturát metabolizmus szintjét.
Altatók (benzodiazepinek)	diazepam lorazepam oxazepam	Az etanol fokozza a gyógyszerek központi idegrendszerre gyakorolt ​​hatását, memóriazavarokat, letargiát, motoros készségek csökkenését, légzési lassulását vagy nehézségeit okozva;
gyulladáscsökkentő gyógyszerek	Diclofenac Ibuprofen Naproxen	Az etanol fogyasztása növeli a gyomorvérzés, a gyomorfekély kockázatát
H2 receptor blokkolók	Nizatidin Ranitidin Cimetidin	A gyógyszerek gátolják az alkohol-dehidrogenáz hatását, és hozzájárulnak a gyomor emésztési zavarához, ami a vér etanoltartalmának növekedéséhez vezet.

Alkalmazás

Az etanol felhasználási köre igen széles, ezek közül a legjelentősebbek az alkoholos italok gyártása, az oldószerként, üzemanyagként való felhasználás és egyéb vegyszerek szintézise.

üzemanyag

Az első etanollal üzemelő autót Henry Ford tervezte 1920-ban - a Ford T modellt, de akkor ez az innováció műszaki és gazdasági problémák miatt nem érte el a szükséges fejlesztést: a tiszta etanol előállítása túl drága volt. és a szénhidrogén üzemanyaggal kevert alultisztított alkohol felhasználását bizonyos mértékig korlátozták - alacsony hőmérsékleten a benzinben oldhatatlan víz megfagyott, eldugasztva az üzemanyagtartályt.

Mára az olcsó etanol előállításának technológiájával a hagyományos benzin vagy dízel üzemanyag etanollal való helyettesítése, illetve adalékanyagként való felhasználása széles körben elterjedt a világon. 2014-ben az üzemanyagipar szükségleteihez szükséges etanol termelése a világban 24750000000 gallont tett ki.

oldószer

Az etanol a víz után a legfontosabb oldószer. Fő alkalmazási területe kozmetikumok, parfümök, felületaktív és fertőtlenítőszerek, gyógyszerek, különféle bevonatok gyártása. Erre a célra szintetikus és enzimes eredetű etanolt is használnak.

fertőtlenítő

Az etanol az emberiség legrégebbi antiszeptikuma. Sebfertőtlenítő képességét az ókori görög orvos, Claudius Galen, majd a középkori francia sebész, Guy de Chauliac is feljegyezte.

Az etanol legalább 30%-os koncentrációban baktericid hatást fejt ki, a baktérium típusától, a víztartalomtól és a hatásidőtől függően. Tanulmányok szerint az etanol hatása 60-70%-os koncentrációja mellett a leghatékonyabb - mind víz jelenlétében, mind annak hiányában. Ez az etanol tartalom a háztartási kézfertőtlenítőkben. A magas koncentrációk (például 90%-os oldat) alkalmazása a bőrfertőtlenítésre nem praktikus, mivel ilyen koncentrációban az etanol cserző tulajdonságokat mutat, míg az antiszeptikus tulajdonságok csökkennek.

Az etanol mikroorganizmusokra gyakorolt ​​hatásának elve valószínűleg a membránjukra gyakorolt ​​hatás és a fehérjék gyors denaturálódása, ami a baktériumok anyagcseréjének megzavarásához és a sejtek további pusztulásához vezet. Az etanol erős biocid hatást mutat vegetatív baktériumok (beleértve a mikobaktériumot), vírusok, gombák, de nem spórák ellen.

Az etanol a sporicid hatás hiánya miatt nem használható sterilizálásra, de tulajdonságai elegendőek a felületek megelőző fertőtlenítésére, bőrkezelésre és hasonlókra.

Nukleinsav kicsapás

Az etanolt széles körben használják a molekuláris biológiában DNS és RNS kicsapására és koncentrálására. Egyszerű egyszeres töltésű kationokat (például nátriumkationokat) tartalmazó sók pufferoldataival együtt alkalmazzák. Jellemző a 0,3 mol/l-es nátrium-acetát puffer, amelynek pH-ja 5,2 (4 °C-on) és az etanol - abszolút és 70% (-20 °C-on).

A nukleinsavak kicsapásához a mintájukat pufferoldattal és abszolút etanollal összekeverik, és egy órán át -20 °C-ra hűtik, majd centrifugálják. Miután pipettával leválasztotta a felesleges folyadékot a felületről, adjon hozzá 70%-os etanolt, és ismételje meg a centrifugálást és a folyadékelválasztást. A maradékot 37 °C hőmérsékleten vízfürdőn bepároljuk, és így koncentrált anyagot kapunk.

ellenméreg

Az alkoholokkal való kölcsönhatás során észterképző képessége miatt az etanolt mint rendelkezésre álló ellenszert használják metanollal, etilénglikollal és dietilénglikollal történő mérgezés esetén. Az etanolt orálisan vagy intravénásan adják be a szervezetbe, és az adagolási dózist az alapján számítják ki, hogy koncentrációja a vérszérumban elérje a 10-15 mg / l-t.

Az etanol használatának kockázata a központi idegrendszer aktivitásának gátlásában, a hipoglikémia megjelenésében (a glükoneogenezis csökkenése miatt) és a hányingerben rejlik. Intravénás beadás esetén phlebitis, hypertonia, hyponatraemia léphet fel. Az ilyen ellenszer alkalmazása megköveteli a szérum etanol-tartalmának és a vénás vér glükózszintjének folyamatos ellenőrzését.

Más anyagok szintézise

Az iparban az etanolt etanol, butadién, dietil-éter, etil-acetát, etil-amin és hasonlók előállítására használják.

Kapcsolódó videók

Az alkohol nagyon régóta ismert (I. Péter uralkodása óta), és a hozzáállása továbbra is ellentmondásos.

Az ennek alapján készült italok nem túl kedvező hatással vannak a szervezetre, ugyanakkor minden ünnepi lakoma asztalán jelen vannak.

Szörnyű történetek arról, hogy az emberek hogyan betegedtek meg etilalkohol-mérgezésben, veszítették el hallásukat, látásukat, sőt meghaltak, nem fikciók, valóban megtörténtek és megtörténhetnek a mi korunkban is.

A negatív következmények elkerülése és a szervezet mérgezéstől való védelme érdekében meg kell értenie az etanol anyag eredetének természetét, fő összetevőit.

Etanol és metanol

Az alkoholfogyasztás következményei és az emberi egészségre gyakorolt ​​hatása az elfogyasztott alkohol típusától és mennyiségétől függ.

Az etil-alkoholon kívül vannak metil- és izopropil - erős mérgek, amelyek hatással vannak az idegrendszerre, a tüdőre és sok más létfontosságú emberi szervre. Ezekkel az anyagokkal való mérgezés esetén fontos az azonnali elsősegélynyújtás, különben elkerülhetetlen a halál.

Ezenkívül a metanol és az etanol fizikai tulajdonságaiban (íze, színe és illata) azonosak. Otthon elég nehéz megkülönböztetni őket egymástól.

Jegyzet: Meggyújtással ellenőrizheti az etil- vagy műszaki alkoholt maga előtt. Az etil kék lánggal ég, a metil zölddel.

A metanolt elvileg nem szabad szabadon árusítani a boltokban, csak ipari igényekre használják, de vannak más esetek. Élelmiszeri célokra használt alkohol megtalálható a gyógyszertárakban vagy a pincészetekben.

Ne vásároljon kétes folyadékot. Kérdezze meg az eladót, hol vásárolta. Az ismeretlen eredetű alkoholfogyasztás nagyon veszélyes.

Alkalmazás az orvostudományban

Van olyan vélemény, hogy az orvosi alkoholnak 95-96 százalékosnak kell lennie, de ez nem így van.

Leggyakrabban 70 fokos, és külső használatra és fertőtlenítésre szolgál. Az orvostudományban abszolút alkoholt és oldatokat használnak: 95%, 90%, 70%, 40%.

Az etil-alkohol kis adagokban szájon át adható alultáplált betegeknek. Ezenkívül serkenti a légzést és a vérkeringést, és számos modern gyógyszer része. Etanol alapján különféle gyógyászati ​​tinktúrákat is készítenek.

Más típusok

Az alfa-alkoholt és a luxusalkoholt luxusitalok készítésére használják, és az ára meglehetősen magas. Ezek a legjobb minőségű termékek az alkoholok között.

Alacsonyabb minőségben és árban az alkohol "Basis" és "Extra". Ezek alapján vodkatermékek is készülnek, de ezek árán alacsonyabbak az előző két típusnál.

Jegyzet: az alább felsorolt ​​alkoholfajták nem fogyaszthatók, és ha megiszod, akkor garantáltan mérgezést kapsz, akár halálra is.

A hangya tinktúrát a farmakológiában antiszeptikumként használják. Elméletileg iható, de elsősorban gyógyászati ​​célokra használják, és nincs olyan tisztasági foka, mint a vodkagyártáshoz használt szeszes italoknak.

A műszaki alkoholokat nem fogyasztásra szánják, veszélyes összetevőket tartalmaznak, amelyek mérgezést okoznak. Csak vállalkozásoknál használják.

A hidrolitikus alkohol a többi alkoholtól eltérően fűrészporból és fafeldolgozási hulladékból készül. Csak műszaki igényekre használható. Szájon át szedve súlyos mérgezést okoz. Jellegzetes sós utóízéről vagy kémiai keserűségéről lehet felismerni.

A cetil-alkoholt csak a kozmetológiában használják. Magas zsírtartalommal rendelkezik. Bár ez a legkíméletesebb az emberi szervezet számára, még erős vágy esetén sem fog meginni.

A szalicil-alkohol szalicilsavból és etil-alkoholból készül. Először is, gyógyászati ​​célokra használják a bőr kezelésére különféle betegségekben. A kozmetológiában is használják, például a szalicil-alkoholt a kémiai hámlasztás tartalmazza. Szájon át bevéve mérgezést okozhat.

A repülési alkoholt, ahogy a név is sugallja, a repülőgépek üzemeltetéséhez használják. Nem lehet inni, a magas fémtartalom miatt nagyon gyorsan bekövetkezik a mérgezési halál.

Erőd

Az alkoholnak van a legnagyobb erőssége - akár 96 százalék. Az 50 százaléknál nagyobb erősségű alkoholtartalmú italokat azonban nem lehet tiszta formában inni.

Először is tönkreteszi az agy neuronjait, másodszor pedig nagyon erősen megüti a májat. Továbbá, ha hígítatlanul iszik erős alkoholt, égési sérülést szenvedhet a gége és a nyelőcső területén.

A gyógyszertárakban árusított alkoholos tinktúrák 95 százalékos alkohol alapúak, de nem pohárral való fogyasztásra szolgálnak. Bár egyesek az alkohol olcsó helyettesítésére használják őket.

Hogyan igyunk biztonságosan

Önmagában az etil-alkohol nem okoz olyan helyrehozhatatlan károkat a szervezetben, mint a metil-alkohol. Szinte minden alkoholos ital ennek alapján készül, és gyógyászati ​​célokra is felhasználják. Ennek ellenére az etanol tiszta formában történő használata kellemetlen következményekkel járhat.

A legbiztonságosabb módja az alkohol vízzel való hígítása. Ez csökkenti az erőt, és a használatának nincs következménye, kivéve a másnaposságot és a szokásos mellékhatásokat, amelyek például vodka után jelentkeznek.

Fontos tudni: alkoholt lehet hígítani gyümölcslével, kompóttal vagy szódával.

Ennek alapján házi tinktúrákat és likőröket is készíthet. Tiszta formában fogyasztani erősen nem ajánlott.

Lehetséges-e károsítani az egészséget

Amint már említettük, az etanol-alkohol élelmiszer-minőségűnek minősül, és gyógyszerek vagy alkohol előállítására használják. Ugyanúgy árthat, mint a közönséges alkohol. Ha nagy mennyiséget iszik, igya hígítatlanul.

A helyzet az, hogy minél nagyobb az ital erőssége, annál nagyobb a máj terhelése, így ha hígítatlan etanolt iszik, akkor a mérgezés gyors lesz, reggel pedig súlyos másnaposság és az alkoholmérgezés egyéb hatásai lesznek. A gégét és a nyelőcsövet is megégetheti.

Minden ember teste egyénileg reagál az alkoholra, ezért kövesse az intézkedést. Az etil-alkoholt nem tanácsos nagy adagokban éhgyomorra inni. Próbáljon lassan és kis kortyokban inni.

Az etil-alkohol bevitelétől a májon kívül az idegrendszer is nagyon megszenvedi: megváltozik a környező valóság érzékelése, a beszéd összefüggéstelenné válik, a látás és a hallás romlik.

Mérgezés

A halálhoz vezető etil-alkohol adag 6-8 ml testtömeg-kilogrammonként.

Az etil-alkohol halálos koncentrációja 4-5 g/l vagy több. Ezért minél nagyobb a testsúly, annál nagyobb az esély a túlélésre nagy adag bevétele esetén.

Az alkoholmérgezés jelei:

• nehéz légzés;
• hányinger;
• a bőr elkékülése;
• a testhőmérséklet csökkenése;
• görcsök;
• kiszáradás;
• izomlazítás;
• eszméletvesztés vagy zavartság.

Írd fel: A nagy adagok gyakori ivása függőséget és alkoholizmust okoz.

Ha visszaél etil-alkohollal (mint minden más alkoholos itallal), halálos kimenetelű lehet.

Hogyan válasszunk

Ha az etil-alkohol mértékkel és hígított formában történő használata nem nagyon káros az egészségre, akkor a metil- vagy izopropil-alkohol használata szinte mindig halálhoz vezet.

És bár tilos a szabad értékesítés és az élelmiszerek gyártása, gyakran hamisított alkoholt készítenek ezek alapján.

Ezért ne vásároljon alkoholos italokat kétes helyeken, különösen kézzel. Inkább drágábban, de normál, speciális borüzletben vagy extrém esetben gyógyszertárban érdemes venni.

Ha mégis a vásárlás mellett dönt, akkor használat előtt ellenőrizze, hogy van-e előtte etil-alkohol - gyújtsa meg, és kövesse a hajsza színét.

Az alkoholfogyasztás hatásairól a következő videóban olvashat bővebben:

szénhidrátokat. A sört már az ókori Babilonban is fogyasztották, a bortermelést a Kr. e. ötödik évezred óta ismerik. e) Lehetséges, hogy a szabad etanol lepárlással történő előállítását először arab alkimisták dokumentálták a 10. század körül [ ].

A víztartalomtól, a gyártási módtól és a felhasználási céltól függően sokféle etanolos termék kapható. A keverék 95,6 tömeg% % etanol és 4,4 tömeg% % Víz, ez az etanoltartalom a hagyományos frakcionált desztillációnál a lehető legnagyobb, mert ez az arány 78,15 C forráspontú azeotróp elegyet képez.

Az etil-alkoholt az élelmiszerek mellett nagy mennyiségben fogyasztják tüzelőanyagként, oldószerként, valamint különféle ipari folyamatok alapanyagaként. Ipari szükségletekre az etil-alkoholt gyakran olaj- és gáz-alapanyagokból állítják elő katalitikus etilén-hidratálással.

1. Fizikai tulajdonságok és szerkezet

Az etil-alkohol színtelen folyadék, enyhe "alkoholos" szaggal. Sűrűsége 0,789 g / cm 3. Forráspontja 78,3 C. Vízzel tetszőleges arányban keveredik. Az etil-alkohol jó oldószer számos szerves és szervetlen anyag számára.

Az etil-alkohol molekulaképlete C 2 H 6 O vagy C 2 H 5-OH. Szerkezeti képlet:

2. Ipari bányászati ​​módszerek

Ipari méretekben az etil-alkoholt háromféleképpen állítják elő: cukros anyagok alkoholos erjesztésével, cellulóz hidrolízisével és szintetikus úton.

2.1. Cukros anyagok erjesztése

A cukros anyagok erjesztési módja a legrégebbi. A módszer kiindulási anyaga keményítőben gazdag természetes termékek: burgonya, búzaszemek, rozs, kukorica stb., valamint cellulóz.

Ahhoz, hogy a keményítőt cukros anyagokká alakítsák, először hidrolízisnek vetik alá. Ebből a célból burgonyapürét vagy lisztet forró vízzel lefőznek, hogy a keményítő megduzzadjon, majd hozzáadják a malátát, azaz. csíráztatott, vízzel őrölt árpaszemek. A maláta egy speciális enzimet (katalizátor szerepét betöltő szerves anyagot) tartalmaz, melynek hatására keményítősavasodás (hidrolízis) megy végbe, pl. glükózzá alakítva. Ezt a folyamatot a következő egyenlet foglalja össze:

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

A hidrolízis folyamatának befejezése után a keverékhez élesztőt adnak, amelynek hatására a glükóz erjed, azaz alkohollá és szén-dioxiddá alakul:

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

Az erjedés végén a folyadékot desztillálják, és nyers alkoholt kapnak, amely körülbelül 90% etil-alkoholt és különféle melléktermékeket - propil-alkoholt, C 3 H 7-OH, izobutil C 4 H 9-OH és izoamil C 5 H 11 - tartalmaz. OH (úgynevezett fusel olajok), amelyek kellemetlen szagot adnak a nyersanyagnak és mérgezővé teszik.

A nyers alkoholt speciális desztillációs oszlopokon végzett desztillációval rektifikálják (tisztítják), és rektifikált (tisztított) alkoholt kapnak, amely 96% etil-alkoholt és 4% vizet tartalmaz. Ebben az arányban az alkohol és a víz elválaszthatatlanul forrásban lévő keveréket (azeotrópot) alkot. Ezért lepárlással 100% alkoholt kaphat. A vízmentes, vagy úgynevezett abszolút alkoholt csak speciális célokra nyerik úgy, hogy az alkoholt vízmentes réz-szulfát CuSO 4-tal kezelik, amely a maradék vizet felszívja, és réz-szulfát CuSO 4 5H 2 O-vá alakul, majd elválasztják. Jelenleg korszerűbb módszereket alkalmaznak. A legegyszerűbb az aktivált molekulaszita (3 vagy 4 Anström) feletti szárítás. A legjobb, ha először fémes nátriummal kezeljük (főleg a víz reagál vele NaOH-t és hidrogént képezve), majd a rektifikálást. Végül mentsd el a molekulaszűrőn.

2.2. Cellulóz hidrolízis

A burgonya és a gabonafélék, amelyek feldolgozásán alapul az etil-alkohol előállítása az előző módszer szerint, igen értékes élelmiszeripari termékek. Ezért próbálják ezeket nem élelmiszer jellegű alapanyagokkal helyettesíteni. Ebben a tekintetben széles körben alkalmazzák az alkohol előállítását cellulózból, amely kémiai összetételében közel áll a keményítőhöz.

Ez a módszer azon a képességen alapul, hogy a cellulóz (rost) savakkal hidrolizálódik, és glükóz keletkezik, amelyet azután az élesztő alkohollá erjeszt. Ebből a célból a fahulladékot (fűrészpor, forgács) autoklávokban hevítik 0,3-0,5%-os kénsavval 7-10 atm nyomáson. A cellulóz a keményítőhöz hasonlóan hidrolizál:

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

A folyamat végén a savat krétával semlegesítik:

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

A nehezen oldódó kalcium-szulfátot leszűrjük, és az oldatot élesztő hozzáadásával erjesztjük. Ezután az oldatot desztillációs oszlopokra küldik alkohol desztillálására.

Az így kapott etil-alkoholt hidrolízis alkoholnak nevezik. Csak műszaki célokra használják, mivel számos káros szennyeződést tartalmaz, különösen metil-alkoholt, acetont stb.

Egy tonna fából akár 200 dm 3 alkoholt is ki lehet nyerni. Ez azt jelenti, hogy 1 tonna fa 1 tonna burgonyát vagy 300 kg gabonát helyettesíthet.

2.3. Szintetikus alkohol kivonása

Ez a módszer az etilén azon képességén alapul, hogy bizonyos körülmények között a hidratációs reakcióban, pl. víz hozzáadásával etil-alkohol keletkezik. Az eljárást speciális kontaktberendezésben, több mint 50 atm nyomáson és 280-300 C hőmérsékleten, foszforsav mint katalizátor jelenlétében hajtják végre.

3. Laboratóriumi módszerek etanol előállítására

Az etanol előállítására számos laboratóriumi módszer is létezik.

3.1. Halogénezett szénhidrogének hidrolízise

Az etanol halogénezett etán hidrolíziséből képződik. Mivel a reakció mindkét irányban lezajlik, lúgok vagy karbonátok jelenlétében hajtjuk végre, hogy az egyensúlyt jobbra toljuk.

3.2. Etilén hidratálás

A reakciót a szintetikus etanol előállítására szolgáló ipari eljáráshoz hasonlóan hajtjuk végre.

3.3. Karbonilvegyületek visszanyerése

A hidroxilcsoport karbonilcsoportjának redukciója meglehetősen általános laboratóriumi módszer a kinyerésre

Az ókor óta ismertek az emberiség számára a bódító italok, amelyek közé tartozik az etanol - egyértékű boralkohol. Mézből és erjesztett gyümölcsökből készültek. Az ókori Kínában rizst is adtak az italokhoz.

A borból származó alkoholt keleten (VI-VII. század) nyerték. Az európai tudósok fermentációs termékekből hozták létre a 11. században. Az orosz királyi udvar a 14. században találkozott vele: a genovai követség élő vízként („aqua vita”) mutatta be.

AZOK. Lovitz, a 18. századi orosz tudós volt az első, aki kísérleti úton abszolút etil-alkoholt nyert kálium-kálium-karbonát desztillációjával. A tisztításhoz a vegyész szén használatát javasolta.

A XIX - XX. század tudományos eredményeinek köszönhetően. lehetővé vált az alkoholok globális használata. A múlt tudósai kidolgozták a víz-alkohol oldatok szerkezetének elméletét, tanulmányozták fizikai-kémiai tulajdonságaikat. Fermentációs módszereket fedeztem fel: ciklikus és folyamatos áramlású.

A múlt kémiai tudományának jelentős találmányai, amelyek valósággá tették az alkoholok hasznos tulajdonságait:

• Barbet ratifikációs készülék (1881)
• Saval lemezes desztilláló készüléke (1813)
• Genze sörfőző (1873)

Felfedezték az alkoholos anyagok homológ sorozatát. Kísérletsorozatot végeztem a metanol, etilénglikol szintézisével kapcsolatban. A 20. század háború utáni éveinek fejlett tudományos kutatása hozzájárult a gyártott termékek minőségének javításához. Emelte a hazai alkoholipar színvonalát.

Elterjedés a természetben

A természetben az alkoholok szabad formában találhatók. Az anyagok az észterek alkotórészei is. A szénhidráttartalmú élelmiszerek természetes fermentációs folyamata etanolt, valamint butanol-1 izopropanolt hoz létre. Az alkoholok a sütőiparban, a sörfőzésben és a borkészítésben az erjesztési folyamatok használatához kapcsolódnak ezekben az iparágakban. A legtöbb rovarferomont alkoholok képviselik.

A szénhidrátok alkohol származékai a természetben:

• szorbit - berkenyebogyóban, cseresznyében található, édes ízű.

Sok növényi illatanyag terpénalkohol:

• fenhol - az édeskömény gyümölcseinek összetevője, a tűlevelű fák gyantái
• borneol - a borneokámforfa faanyagának alkotóeleme
• mentol - a muskátli és a menta összetételének összetevője

Az emberek, állatok epe többértékű epealkoholokat tartalmaz:

• mixinol
• kimerol
• bivaly
• kolesztanpentol

Káros hatás a szervezetre

Az alkoholok széles körben elterjedt használata a mezőgazdaságban, az iparban, a katonai ügyekben és a közlekedési ágazatban elérhetővé teszi azokat az egyszerű polgárok számára. Ez akut, beleértve a tömeges mérgezést és haláleseteket is okoz.

A metanol veszélye

A metanol veszélyes méreg. Mérgező a szívre és az idegrendszerre. 30 g metanol lenyelése halálhoz vezet. Kisebb mennyiségű anyag lenyelése visszafordíthatatlan következményekkel járó súlyos mérgezést (vakság) okoz.

Maximális megengedett koncentrációja a munkahelyi levegőben 5 mg/m³. A minimális mennyiségű metanolt tartalmazó folyadékok veszélyesek.

A mérgezés enyhe formáinál a tünetek jelentkeznek:

• hidegrázás
• általános gyengeség
• hányinger
• fejfájás

A metanolnak ugyanaz az íze és illata, mint az etanolnak. Ez a méreg téves felhasználását okozza benne. Hogyan lehet megkülönböztetni az etanolt a metanoltól otthon?

A rézhuzalt spirálba csavarják, és tűzön erősen felmelegítik. Amikor kölcsönhatásba lép az etanollal, a rothadt alma szaga érezhető. A metanollal való érintkezés elindítja az oxidációs reakciót. Formaldehid szabadul fel - kellemetlen szúrós szagú gáz.

Etanol toxicitás

Az etanol a dózistól, a szervezetbe jutás útjától, koncentrációjától és az expozíció időtartamától függően mérgező és kábító hatásúvá válik.

Az etanol a következőket okozhatja:

• a központi idegrendszer zavara
• nyelőcső-, gyomorrák
• gyomorhurut
• májzsugorodás
• szívbetegségek

4-12 g etanol 1 testtömegkilogrammonként halálos egyszeri adag. Rákkeltő, mutagén, mérgező anyag az acetaldehid - az etanol fő metabolitja. Megváltoztatja a sejtmembránokat, a vörösvértestek szerkezeti jellemzőit, és károsítja a DNS-t. Az izopropanol toxikus hatásában hasonló az etanolhoz.

A szeszes italok előállítását és forgalmát az állam szabályozza. Az etanolt jogilag nem ismerik el kábítószerként. De a szervezetre gyakorolt ​​mérgező hatása bizonyított.

Az agyra gyakorolt ​​hatás különösen rombolóvá válik. A térfogata csökken. Az agykéreg neuronjaiban szerves elváltozások következnek be, ezek károsodása, elhalása. Hajszálerek szakadásai vannak.

A gyomor, a máj, a belek normális működése megszakad. Az erős alkohol túlzott használatával éles fájdalmak, hasmenés jelentkeznek. A gyomor-bél traktus szerveinek nyálkahártyája sérült, az epe stagnál.

Belélegzés alkoholoknak való kitettség

Az alkoholok széles körben elterjedt használata számos iparágban az inhalációs expozíció veszélyét jelenti. A toxikus hatásokat patkányokon vizsgálták. A kapott eredményeket a táblázat tartalmazza.

élelmiszeripar

Az etanol az alkoholtartalmú italok alapja. Cukorrépából, burgonyából, szőlőből, gabonafélékből - rozsból, búzából, árpából és egyéb cukrot vagy keményítőt tartalmazó nyersanyagokból nyerik. A gyártási folyamat során modern technológiákat alkalmaznak a fúvóolajok tisztítására.

Ezek a következőkre oszlanak:

• erős, 31-70% etanol tartalommal (konyak, abszint, rum, vodka)
• közepes erősségű - 9-30% etanol (likőrök, borok, likőrök)
• alacsony alkoholtartalom - 1,5-8% (almabor, sör).

Az etanol a természetes ecet alapanyaga. A terméket ecetsavbaktériumokkal végzett oxidációval nyerik. A levegőztetés (levegővel való kényszertelítés) a folyamat szükséges feltétele.

Az etanol nem az egyetlen alkohol az élelmiszeriparban. A glicerin - E422 élelmiszer-adalékanyag - nem elegyedő folyadékok összekapcsolását biztosítja. Édesség, tészta, pékáruk gyártásához használják. A glicerin a likőrök része, viszkozitást, édes ízt ad az italoknak.

A glicerin használata kedvezően befolyásolja a termékeket:

• a tészta ragadóssága csökken
• édességek, krémek állaga javul
• megakadályozza a kenyér gyors elhalását, a csokoládé süllyedését
• a termékeket keményítő ragadása nélkül sütik

Az alkoholok édesítőszerként való használata széles körben elterjedt. Erre alkalmas a mannit, a xilit, a szorbit.

Parfümök és kozmetikumok

A víz, alkohol, parfüm összetétel (koncentrátum) a parfümtermékek fő összetevői. Különböző arányban használják őket. A táblázat bemutatja a parfümök fajtáit, a főbb összetevők arányait.

Az illatszerek gyártása során a legmagasabb tisztaságú etanol az illatos anyagok oldószereként működik. Vízzel reagálva sók képződnek, amelyek kicsapódnak. Az oldat néhány napig leülepszik, és szűrjük.

Az illatszer- és kozmetikai iparban a 2-fenil-etanol helyettesíti a természetes rózsaolajat. A folyadék enyhe virágszagú. Tartalmazza a fantázia- és virágkompozíciókat, kozmetikai tejeket, krémeket, elixíreket, testápolókat.

Számos ápolószer fő alapja a glicerin. Képes magához vonzani a nedvességet, aktívan hidratálja a bőrt, rugalmassá teszi. A glicerines krémek, maszkok, szappanok száraz, vízhiányos bőrre hasznosak: nedvességmegtakarító filmréteget képez a felületen, puhán tartja a bőrt.

Van egy mítosz, hogy az alkohol kozmetikumokban való használata káros. Ezek a szerves vegyületek azonban szükségesek a stabilizátorok, hatóanyag-hordozók, emulgeálószerek előállításához.

Az alkoholok (főleg a zsírosak) krémessé varázsolják az ápolószereket, puhítják a bőrt és a hajat. A samponokban és balzsamokban található etanol hidratál, samponozás után gyorsan elpárolog, megkönnyíti a fésülést és a formázást.

A gyógyszer

Az etanolt az orvosi gyakorlatban antiszeptikumként használják. Elpusztítja a mikrobákat, megakadályozza a bomlást nyílt sebekben, késlelteti a fájdalmas vérváltozásokat.

Szárító, fertőtlenítő, barnító tulajdonságai miatt használják az egészségügyi dolgozók kezei kezelésére a pácienssel való munka előtt. A tüdő mesterséges lélegeztetése során az etanol habzásgátlóként nélkülözhetetlen. Gyógyszerhiány esetén az általános érzéstelenítés részévé válik.

Etilénglikollal, metanollal történő mérgezés esetén az etanol ellenszerré válik. Szedése után a mérgező anyagok koncentrációja csökken. Az etanolt melegítő borogatásban használják, dörzsölve hűtésre. Az anyag helyreállítja a szervezetet lázas hőséggel és hidegrázásokkal.

A gyógyszerekben található alkoholokat és azok emberre gyakorolt ​​hatását a farmakológia tudománya vizsgálja. Az etanolt oldószerként gyógynövényi anyagok (galagonya, bors, ginzeng, anyafű) kivonatainak, tinktúráinak előállításához használják.

Ezeket a folyékony gyógyszereket csak orvosi konzultáció után szedheti. Az orvos által előírt adagot szigorúan be kell tartani!

Üzemanyag

A metanol, butanol-1, etanol kereskedelmi elérhetősége indokolja ezek tüzelőanyagként való felhasználását. Dízel üzemanyaggal, benzinnel keverve, tiszta formájában üzemanyagként használják. A keverékek csökkenthetik a kipufogógázok toxicitását.

Az alkoholnak, mint alternatív üzemanyagforrásnak megvannak a maga hátrányai:

• Az anyagok a szénhidrogénekkel ellentétben fokozott korrozív tulajdonságokkal rendelkeznek
• ha nedvesség kerül az üzemanyagrendszerbe, az anyagok vízben való oldhatósága miatt a teljesítmény élesen csökken
• fennáll a párazáródás veszélye, a motor teljesítményének romlása az anyagok alacsony forráspontja miatt.

A gáz- és olajkészletek azonban kimerültek. Ezért az alkoholok használata a világgyakorlatban a hagyományos üzemanyagok használatának alternatívájává vált. Kialakul az ipari hulladékból (pép és papír, élelmiszer, fafeldolgozás) tömegtermelésük - ezzel párhuzamosan az újrahasznosítás problémája is megoldódik.

A növényi nyersanyagok ipari feldolgozása lehetővé teszi környezetbarát bioüzemanyag - bioetanol - előállítását. Alapanyaga kukorica (USA), cukornád (Brazília).

A pozitív energiamérleg és a megújuló üzemanyag-források a bioetanol-termelést a világgazdaság népszerű trendjévé teszik.

Oldószerek, felületaktív anyagok

A kozmetikumok, parfümök, folyékony gyógyszerek, édességek gyártása mellett az alkoholok is jó oldószerek:

Alkohol mint oldószer:

• fémfelületek, elektronikai elemek, fotópapír, fotófilm gyártásánál
• természetes termékek tisztításánál: gyanták, olajok, viaszok, zsírok
• az extrakció folyamatában - egy anyag kivonása
• szintetikus polimer anyagok (ragasztó, lakk), festékek létrehozásakor
• orvosi, háztartási aeroszolok gyártásában.

Népszerű oldószerek az izopropanol, etanol, metanol. Többatomos és ciklikus anyagokat is használnak: glicerint, ciklohexanolt, etilénglikolt.

A felületaktív anyagokat magasabb zsíralkoholokból állítják elő. Autó, edények, lakás, ruhák teljes körű gondozása lehetséges a felületaktív anyagoknak köszönhetően. A tisztítószerek, mosószerek részét képezik, a gazdaság számos ágazatában használják (lásd a táblázatot).

Ipar	Felületaktív anyagok: funkciók, tulajdonságok
Mezőgazdaság	Emulziókban; növelje a tápanyagok növényekbe történő átvitelének folyamatának termelékenységét
Építkezés	Csökkentse a beton, cementkeverékek vízigényét; növeli a fagyállóságot, az anyagok sűrűségét
bőripar	Megakadályozza a ragadást, a termék sérülését
Textilipar	Távolítsa el a statikus elektromosságot
Kohászat	Csökkentse a súrlódást; képes ellenállni a magas hőmérsékletnek
papíripar	A papírhulladék újrahasznosítása során válassza el a főtt pépet a tintától
Festékipar	Elősegíti a festék teljes behatolását a felületen, beleértve a kis mélyedéseket is

Az alkoholok élelmiszeriparban, gyógyászatban, illatszer- és kozmetikai gyártásban való felhasználása, üzemanyagként, oldószerként, felületaktív anyagként történő felhasználása kedvezően befolyásolja az ország gazdaságának állapotát. Kényelmet hoz az emberi életbe, de az anyagok toxicitása miatt megköveteli a biztonsági előírások betartását.

Szerkezeti képlet

Igaz, empirikus vagy bruttó képlet: C2H6O

Az etanol kémiai összetétele

Molekulatömeg: 46,069

etanol(metil-alkohol, faalkohol, karbinol, metil-hidrát, metil-hidroxid) - CH 3 OH, a legegyszerűbb egyértékű alkohol, színtelen, mérgező folyadék. Az etanol az egyértékű alkoholok homológ sorozatának első képviselője.
egyértékű alkohol, amelynek képlete C 2 H 5 OH (empirikus képlet C 2 H 6 O), másik lehetőség: CH 3 -CH 2 -OH, az egyértékű alkoholok homológ sorozatának második képviselője, standard körülmények között, illékony, gyúlékony , színtelen átlátszó folyadék.
Az alkoholtartalmú italok aktív összetevője, amely depresszáns - pszichoaktív anyag, amely lenyomja az emberi központi idegrendszert.
Az etil-alkoholt tüzelőanyagként, oldószerként, alkoholos hőmérők töltőanyagaként, valamint fertőtlenítőszerként (vagy annak összetevőjeként) is használják.

Nyugta

Az etanol előállításának két fő módja van: mikrobiológiai (alkoholos fermentáció) és szintetikus (etilén-hidratálás):

Erjesztés

Az etanol előállításának ősidők óta ismert módszere a szénhidrátot tartalmazó biotermékek (szőlő, gyümölcs stb.) alkoholos erjesztése élesztő és baktérium enzimek hatására. Hasonlóan néz ki a keményítő, burgonya, rizs, kukorica feldolgozása, az üzemanyag-alkohol forrása a nádból előállított nyerscukor stb. Ez a reakció meglehetősen bonyolult, sémája a következő egyenlettel fejezhető ki: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2.
A fermentáció eredményeként kapott oldat legfeljebb 15% etanolt tartalmaz, mivel az élesztő nem életképes töményebb oldatokban. Az így kapott etanolt meg kell tisztítani és betöményíteni, általában desztillációval.
Az etanol ezzel a módszerrel történő előállításához leggyakrabban Saccharomyces cerevisiae élesztőfajtákat használnak tápközegként, előkezelt fűrészport és/vagy azokból nyert oldatot.
Alkohol ipari előállítása biológiai alapanyagokból
Az etil-alkohol élelmiszer-alapanyagokból történő előállítására szolgáló modern ipari technológia a következő szakaszokat tartalmazza:

• Keményítőtartalmú alapanyagok - gabona (elsősorban rozs, búza), burgonya, kukorica, alma stb. - előkészítése, őrlése.
• Erjesztés. Ebben a szakaszban megtörténik a keményítő enzimatikus lebontása fermentálható cukrokká. Ebből a célból biomérnöki úton előállított rekombináns alfa-amiláz készítményeket használnak - glükomilázt, amilosubtilint.
• Erjesztés. A cukrok élesztő általi erjesztése miatt az alkohol felhalmozódik a cefreben.
• Bragorectification. Gyorsuló oszlopokon hajtják végre.

Az erjedés során keletkező hulladékok a szén-dioxid, a forradalom, az éter-aldehid frakció, a fusel-alkohol és a fuselolajok.
A lepárlóüzemből (BRU) érkező alkohol nem vízmentes, etanoltartalma akár 95,6%. A benne lévő idegen szennyeződések mennyiségétől függően a következő kategóriákra osztható:

• Alpha
• Külön
• alapján
• a legmagasabb szintű tisztítás
• 1 évfolyam

Egy modern szeszfőzde termelékenysége körülbelül 30 000-100 000 liter alkohol naponta.

hidrolízis termelés

Ipari méretekben az etil-alkoholt cellulózt tartalmazó nyersanyagokból (fa, szalma) nyerik, amelyet előhidrolizálnak. A kapott pentózok és hexózok keverékét alkoholos erjesztésnek vetik alá. Nyugat-Európa és Amerika országaiban ez a technológia nem volt elterjedt, de a Szovjetunióban (ma Oroszországban) fejlett takarmány-hidrolízis-élesztő és hidrolízis-etanol ipar volt.

Etilén hidratálás

Az iparban az első módszerrel együtt etilén-hidratálást alkalmaznak. A hidratálást kétféleképpen lehet végrehajtani:

• közvetlen hidratálást 300 ° C hőmérsékleten, 7 MPa nyomáson, katalizátorként szilikagélen hordozó foszforsavat, aktív szenet vagy azbesztet használnak: CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → C 2 H 5 OH.
• hidratálás egy közbenső kénsav-észter szakaszán, majd hidrolízise (80-90 °C hőmérsékleten és 3,5 MPa nyomáson): CH 2 \u003d CH 2 + H 2 SO 4 → CH 3 -CH 2 -OSO 2OH (etil-kénsav).
  CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH + H 2 O → C 2 H 5 OH + H 2 SO 4.

Ezt a reakciót bonyolítja a dietil-éter képződése.

Etanolos tisztítás

Az etilén hidratálásával vagy fermentálásával nyert etanol víz-alkohol keverék, amely szennyeződéseket tartalmaz. A tisztítás ipari, élelmiszeripari és gyógyszerkönyvi alkalmazásaihoz szükséges. A frakcionált desztilláció körülbelül 95,6 tömeg% etanol előállítását teszi lehetővé; ez az elválaszthatatlan desztillációs azeotróp 4,4 tömeg% vizet tartalmaz, forráspontja 78,15 °C. A desztilláció megszabadítja az etanolt a szerves anyagok illékony és nehéz frakcióitól (desztillációs maradék).

Abszolút alkohol

Az abszolút alkohol az etil-alkohol, amely gyakorlatilag nem tartalmaz vizet. 78,39°C-on forr, míg a legalább 4,43% vizet tartalmazó rektifikált alkohol 78,15°C-on forr. A benzolt tartalmazó vizes alkohol desztillációjával és más módszerekkel nyerik, például az alkoholt vízzel reagáló vagy vizet abszorbeáló anyagokkal kezelik, mint például égetett mész CaO vagy kalcinált kék vitriol CuSO 4 .

Tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

Megjelenés: normál körülmények között színtelen illékony, jellegzetes szagú, égető ízű folyadék. Az etil-alkohol könnyebb, mint a víz. Jó oldószer más szerves anyagok számára. El kell kerülni egy népszerű hibát: a 95,57%-os alkohol és az abszolút alkohol tulajdonságai gyakran keverednek. Tulajdonságaik közel azonosak, de az értékek a 3-4. szignifikáns számtól kezdődően kezdenek eltérni. A 95,57% etanol + 4,43% víz keveréke azeotróp, azaz a desztilláció során nem válik ki.

Kémiai tulajdonságok

Az egyértékű alkoholok tipikus képviselője. éghető Könnyen meggyullad. Megfelelő levegő hozzáférés esetén (oxigénjének köszönhetően) világos kékes lánggal ég, végső oxidációs termékek - szén-dioxid és víz - képződnek:
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Ez a reakció még erőteljesebben megy végbe tiszta oxigén atmoszférában.
Bizonyos körülmények között (hőmérséklet, nyomás, katalizátorok) szabályozott oxidáció is lehetséges (elemi oxigénnel és sok más oxidálószerrel egyaránt) acetaldehiddé, ecetsavvá, oxálsavvá és néhány más termékké, pl.
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
Enyhén kifejezett savas tulajdonságokkal rendelkezik, különösen hasonló kölcsönhatásba lép az alkálifémekkel, valamint magnéziummal, alumíniummal és ezek hidridjeivel, hidrogént szabadítva fel és sószerű etilátokat képezve, amelyek az alkoholátok tipikus képviselői:
2C 2H 5OH + 2K → 2C 2H 5 OK + H 2.
C 2 H 5 OH + NaH → C 2 H 5 ONa + H 2
Reverzibilisen reagál és néhány szervetlen oxigéntartalmú vegyülettel észtereket képez:
C 2 H 5 OH + RCOOH → RCOOC 2 H 5 + H 2 O
C 2 H 5 OH + HNO2 → C 2 H 5 ONO + H 2 O
Hidrogén-halogenidekkel (HCl, HBr, HI) reverzibilis nukleofil szubsztitúciós reakciókba lép:
C 2 H 5 OH + HX → C 2 H 5 X + H 2 O
Katalizátorok nélkül a sósavval való reakció viszonylag lassú; sokkal gyorsabban - cink-klorid és néhány más Lewis-sav jelenlétében.
Hidrogén-halogenidek, foszfor-halogenidek és halogén-oxidok helyett tionil-klorid és néhány más reagens is használható a hidroxilcsoport halogénnel való helyettesítésére, például:
3C 2 H 5 OH + PCl 3 → 3 C 2 H 5 Cl + H 3 PO 3
Maga az etanol is nukleofil tulajdonságokkal rendelkezik. Különösen viszonylag könnyen rögzíthető aktivált többszörös kötéseknél, például:
C 2 H 5 OH + CH 2 \u003d CHCN → C 2 H 5 OCH 2 CH 2 CN,
reagál aldehidekkel, félacetálokat és acetálokat képezve:
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
Mérsékelt (120 °C-nál nem magasabb) tömény kénsavval vagy más savas vízeltávolító szerrel hevítve dietil-étert képez:
2C 2 H 5OH → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O
Erősebb kénsavval történő hevítéskor, valamint a gőzök 350 ÷ 500 ° C-ra melegített alumínium-oxidon való átengedésekor mélyebb kiszáradás következik be. Ebben az esetben etilén képződik:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
Alumínium-oxiddal, finoman diszpergált ezüsttel és egyéb komponensekkel együtt tartalmazó katalizátorok alkalmazásakor a dehidratálási folyamat kombinálható az etilén elemi oxigénnel történő szabályozott oxidációjával, aminek eredményeként kielégítő kitermeléssel megvalósítható egy egylépcsős eljárás etilén-oxid előállítására:
2CH 3 CH 2 OH + O 2 → 2 C 2 H 4 O + 2 H 2 O
Alumínium-, szilícium-, cink- és magnézium-oxidokat tartalmazó katalizátor jelenlétében egy sor komplex átalakuláson megy keresztül, amelynek során fő termékként butadién képződik (Lebedev-reakció):
2C 2H 5OH → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2
1932-ben e reakció alapján a Szovjetunióban megszervezték a világ első nagyüzemi szintetikus gumigyártását.
Gyengén lúgos közegben jodoformot képez:
C 2 H 5 OH + 4I 2 + 6NaHCO 3 → CHI 3 + HCOONa + 5NaI + 5H 2 O + 6CO 2
Ez a reakció bizonyos jelentőséggel bír az etanol minőségi és mennyiségi meghatározásához hasonló reakciót adó egyéb anyagok hiányában.

Tűz tulajdonságai

Gyúlékony színtelen folyadék; telített gőznyomás, kPa: lg p = 7,81158-1918,508/(252,125+t) –31 és 78°С közötti hőmérsékleten; égéshő - 1408 kJ/mol; képződéshő -239,4 kJ/mol; lobbanáspont 13°C (zárt tégely), 16°C (nyitott csésze); lobbanáspont 18°C; öngyulladási hőmérséklet 400°C; a lángterjedés koncentrációs határai a térfogat 3,6-17,7%-a; a láng terjedésének hőmérsékleti határai: alsó 11°С, felső 41°С; minimális flegmatizáló koncentráció, térfogatszázalék: CO 2 - 29,5, H 2 O - 35,7, N 2 - 46; maximális robbanási nyomás 682 kPa; maximális nyomásemelkedési sebesség 15,8 MPa/s; kiégési arány 0,037 kg/(m2 s); maximális normál lángterjedési sebesség - 0,556 m/s; minimális gyújtási energia - 0,246 MJ; minimális robbanásveszélyes oxigéntartalom 11,1 térfogatszázalék.

Alkalmazás

Üzemanyag

Az első, aki etanolt használt üzemanyagként, Henry Ford volt, aki 1880-ban megalkotta az első etanollal hajtott autót. Az alkoholok motorüzemanyagként való felhasználásának lehetősége 1902-ben is megmutatkozott, amikor egy párizsi versenyen több mint 70 etanollal és etanol és benzin keverékével működő karburátoros motort mutattak be. Az etanol üzemanyagként használható, beleértve a rakétahajtóműveket is (például 75%-os vizes etanolt használtak üzemanyagként a világ első sorozatgyártású ballisztikus rakétájában - a német V-2-ben és a Koroljev által tervezett korai szovjet rakétákban - az R-1-ből R-5-ig), belső égésű motorok, háztartási, kemping- és laboratóriumi fűtőtestek (úgynevezett "alkohollámpák"), turisták és katonai személyzet fűtőbetétei (katalitikus önoxidáció platina katalizátoron). Korlátozottan (higroszkópossága miatt) klasszikus kőolaj-folyékony tüzelőanyagokkal keverve használják. Kiváló minőségű üzemanyag- és benzinkomponens - etil-terc-butil-éter - előállítására használják, amely jobban független a fosszilis szerves anyagoktól, mint az MTBE.

Vegyipar

• nyersanyagként szolgál számos vegyi anyag, például acetaldehid, dietil-éter, tetraetil-ólom, ecetsav, kloroform, etil-acetát, etilén stb. előállításához;
• széles körben használják oldószerként (a festék- és lakkiparban, a háztartási vegyszerek gyártásában és sok más területen);
• fagyálló folyadékok és szélvédőmosók összetevője;
• A háztartási vegyszerekben az etanolt tisztító- és mosószerekben használják, különösen üveg- és vízvezeték-ápoláshoz. Oldószer a riasztószerek számára.

A gyógyszer

• hatásában az etil-alkohol az antiszeptikumoknak tulajdonítható;
• fertőtlenítő és szárítószerként, külsőleg;
• A 96%-os etil-alkohol szárító és barnító tulajdonságait használják a sebészeti terület kezelésére vagy a sebész kezei kezelésének egyes módszereiben;
• oldószer gyógyszerekhez, tinktúrák készítéséhez, növényi anyagokból kivonatok stb.;
• tartósítószer tinktúrákhoz és kivonatokhoz (minimális koncentráció 18%);
• habzásgátló oxigénellátás esetén, a tüdő mesterséges szellőztetése;
• meleg borogatásban;
• láz alatti fizikai hűtésre (dörzsölésre);
• az általános érzéstelenítés összetevője gyógyszerhiány esetén;
• tüdőödéma habzásgátlójaként 33% -os oldat belélegzése formájában;
• Az etanol bizonyos mérgező alkoholok, például metanol és etilénglikol ellenszere. Hatása annak köszönhető, hogy az alkohol-dehidrogenáz enzim több szubsztrát (például metanol és etanol) jelenlétében csak kompetitív oxidációt hajt végre, aminek köszönhetően időben (szinte azonnali metanol/etilénglikol) bevitel után Az etanolból a toxikus metabolitok jelenlegi koncentrációja csökken (metanolnál - formaldehid és hangyasav, etilénglikolnál - oxálsav).

Parfümök és kozmetikumok

Univerzális oldószer különféle anyagokhoz, valamint parfümök, kölnivizek, aeroszolok stb. fő összetevője. Számos termékben megtalálható, beleértve a fogkrémeket, samponokat, tusolószereket stb.

élelmiszeripar

A vízzel együtt az alkoholtartalmú italok (vodka, bor, gin, sör stb.) fő összetevője. Kis mennyiségben számos erjesztéssel nyert, de alkoholosnak nem minősített ital (kefir, kvas, kumisz, alkoholmentes sör stb.) is megtalálható. A friss kefir etanoltartalma elenyésző (0,12%), de hosszan tartó állásban, főleg meleg helyen, elérheti az 1%-ot is. A koumiss 1-3% etanolt tartalmaz (erősben akár 4,5%), a kvass - 0,5-1,2%.
Oldószer élelmiszer-aromákhoz. Használható pékáruk tartósítószereként, valamint a cukrásziparban.
E1510 élelmiszer-adalékanyagként regisztrálva.
Az etanol energiaértéke 7,1 kcal / g.

Az etanol felhasználása járművek üzemanyagaként

Az üzemanyag-etanolt bioetanolra és más módszerekkel (műanyaghulladékból, gázból szintetizált stb.) nyert etanolra osztják.
A bioetanol egy folyékony etanol tartalmú tüzelőanyag, amelyet speciális üzemek keményítő-, cellulóz- vagy cukortartalmú nyersanyagokból, rövid desztillációs rendszerrel állítanak elő (lehetővé teszi az üzemanyagként való használatra megfelelő minőség elérését). Metanolt és fusel olajokat tartalmaz, így teljesen ihatatlan. Tiszta formájában (pontosabban 96,6%-os azeotróp formájában), és gyakrabban benzinnel (ún. gasohol) vagy dízel üzemanyaggal keverve használják. A világ legtöbb országában növekszik a bioetanol előállítása és felhasználása az olaj zöldebb és megújulóbb alternatívájaként.
Csak a megfelelő motorral vagy univerzális Flex-Fuellel (bármilyen arányú benzin/etanol keverék fogyasztására alkalmas) autók képesek teljes mértékben felhasználni a bioetanolt. Egy benzinmotor legfeljebb 30%-os etanol hozzáadásával képes benzint fogyasztani, a hagyományos benzinmotort is fel lehet szerelni, de ez gazdaságosan nem kivitelezhető.
A probléma a benzin és a gázolaj etanollal való elégtelen keverhetősége, ami miatt az utóbbi gyakran réteges (mindig alacsony hőmérsékleten). Ez a probléma különösen fontos Oroszország számára. Erre a problémára egyelőre nem sikerült megoldást találni.
Az etanol és más tüzelőanyag-keverékek előnye a „tiszta” etanollal szemben a jobb gyúlékonyság alacsony nedvességtartalma miatt, míg a „tiszta” etanol (E100, praktikus C 2 H 5 OH tartalommal 96,6%) olyan azeotróp, desztillációval nem választható el. Az egyéb módon történő elválasztás veszteséges. Ha etanolt adunk a benzinhez vagy a gázolajhoz, víz távozik. Az USA-ban a Bush elnök által 2005 augusztusában aláírt energiatörvény előírja, hogy 2012-ig 30 milliárd liter etanolt állítanak elő gabonából és 3,8 milliárd liter cellulózt (kukoricaszár, rizsszalma, erdőipari hulladék) 2012-ig. .
A bioüzemanyag-gyártás bevezetése költséges folyamat, de a későbbiekben előnyökkel jár a gazdaság számára. Így például egy 40 millió gallon kapacitású etanol üzem építése gazdaságot ad (az Egyesült Államok példájával):

• 142 millió dolláros beruházás az építkezés során;
• 41 gyári állás, plusz 694 gazdasági szintű munkahely;
• Növeli a helyi gabona árát 5-10 centtel vékaként;
• Évente 19,6 millió dollárral növeli a helyi háztartások jövedelmét;
• Átlagosan 1,2 millió dollár adót termel;
• A befektetés megtérülése évi 13,3%.

2006-ban az etanolipar a következőket nyújtotta az Egyesült Államok gazdaságának:

• 160 231 új munkahely minden ágazatban, ezen belül 20 000 munkahely az építőiparban;
• A háztartások jövedelme 6,7 milliárd dollárral nőtt;
• 2,7 milliárd dollár szövetségi adót és 2,3 milliárd dollár helyi adót hozott.
2006-ban 2,15 milliárd köböl kukoricát dolgoztak fel etanollá az Egyesült Államokban, ami az éves kukoricatermelés 20,5%-át teszi ki. Az etanol a harmadik legnagyobb kukoricafogyasztó az állatállomány és az export után. Az USA ciroktermésének 15%-a etanollá alakul.

Etanollal működő parkoló

Az etanol és benzin keverékét E betű jelöli. Az E betű melletti szám az etanol százalékos arányát jelzi. Az E85 85% etanol és 15% benzin keverékét jelenti. Akár 20%-os etanolt tartalmazó keverékek bármilyen járműben használhatók. Egyes autógyártók azonban korlátozzák a garanciát, ha 10%-nál több etanolt tartalmazó keveréket használnak. A 20% feletti etanolt tartalmazó keverékek esetén sok esetben módosítani kell a jármű gyújtásrendszerét. Az autógyártók olyan autókat gyártanak, amelyek benzinnel és E85-tel is működnek. Az ilyen autókat "Flex-Fuel"-nek hívják. Brazíliában az ilyen autókat "hibridnek" nevezik. Oroszul nincs név. A legtöbb modern jármű vagy natívan támogatja az ilyen üzemanyagok használatát, vagy opcionálisan kérésre. 2005-ben az Egyesült Államokban több mint 5 millió járműben volt hibrid motor. 2006 végén 6 millió ilyen motorral rendelkező jármű működött az Egyesült Államokban. A teljes járműpark 230 millió jármű. 1200 benzinkút árulja az E85-öt (2007. május). Összesen mintegy 170 000 benzinkút árul autóüzemanyagot az Egyesült Államokban. Brazíliában körülbelül 29 000 töltőállomáson árulnak etanolt.

Gazdaság

A brazil etanol ára (kb. 0,19 USD literenként 2006-ban) gazdaságilag életképessé teszi a használatát.

Környezeti szempontok

A bioetanolt mint üzemanyagot gyakran "semlegesnek" nevezik, mint az üvegházhatású gázok forrását. Nulla szén-dioxid-mérleggel rendelkezik, mivel fermentációval és azt követő égetéssel történő előállítása annyi CO 2 -t bocsát ki, amennyit korábban az előállításhoz használt növények elvettek a légkörből. Az etanol rektifikálása azonban további energiaköltséget igényel, amelyet az egyik „hagyományos” módszer (beleértve a fosszilis tüzelőanyagok elégetését is) generál. 2006-ban az etanol használata az Egyesült Államokban körülbelül 8 millió tonnával csökkentette az üvegházhatású gázok kibocsátását (CO 2 -egyenértékben), ami megközelítőleg megegyezik 1,21 millió autó éves kibocsátásával.

Biztonság és szabályozás

• Az etanol éghető anyag, gőzeinek levegővel való keveréke robbanásveszélyes.
• Az alkoholtartalmú termékek előállítására alkalmatlan szintetikus, műszaki és élelmiszer-etil-alkohol szerepel a mérgező anyagok listáján az Orosz Föderáció Büntető Törvénykönyvének 234. cikke és egyéb cikkei értelmében.
• 2005 óta tilos az alkohol kiskereskedelmi értékesítése Oroszországban (a távol-északi régiók kivételével).

Az etanol hatása az emberi szervezetre

A dózistól, koncentrációtól, a szervezetbe jutás útjától és az expozíció időtartamától függően az etanol narkotikus és mérgező hatású is lehet. Narkotikus hatása alá tartozik az a képessége, hogy kómát, kábulatot, fájdalomérzékenységet, központi idegrendszeri depressziót, alkoholos izgalmat, függőséget okoz, valamint érzéstelenítő hatása. Etanol hatására endorfin szabadul fel a nucleus accumbensben (Nucleus accumbens), az alkoholizmusban szenvedőknél az orbitofrontalis kéregben is (10. mező). Jogi szempontból azonban az etil-alkoholt nem ismerik el kábítószerként, mivel ez az anyag nem szerepel az 1988-as ENSZ-egyezmény szabályozott anyagok nemzetközi listáján. Bizonyos dózisokban a testsúly és a koncentráció akut mérgezést és halált okoz (halálos egyszeri adag - 4-12 gramm etanol testtömeg-kilogrammonként). Az etanol fő metabolitja, az acetaldehid, mérgező, mutagén és rákkeltő. Állatkísérletek során bizonyíték van az acetaldehid rákkeltő hatására; ráadásul az acetaldehid károsítja a DNS-t. Az etanol hosszú távú használata olyan betegségeket okozhat, mint a májzsugor, gyomorhurut, gyomorfekély, gyomorrák és nyelőcsőrák, i.e. rákkeltő, szív- és érrendszeri betegség. Az etanol használata oxidatív károsodást okozhat az agyi neuronokban, valamint a vér-agy gát károsodása miatt halálukat. Az alkohollal való visszaélés klinikai depresszióhoz és alkoholizmushoz vezethet. Az etanol kis mennyiségben szintetizálható a gyomor-bél traktus lumenében a szénhidráttartalmú élelmiszerek mikroorganizmusok általi fermentációs folyamatai eredményeként (feltételes endogén alkohol). Az emberi test szöveteiben az etanol (valódi endogén alkohol) szintézisével történő biokémiai reakciók létezését lehetségesnek tartják, de a mai napig nem bizonyították. Az endogén alkohol mennyisége ritkán haladja meg a 0,18 ppm-et, ami a legmodernebb készülékek érzékenységi határán van. Egy közönséges alkoholszonda nem képes ilyen mennyiséget meghatározni.

Az etanol típusai és márkái

• A rektifikált (pontosabban rektifikált alkohol) rektifikálással tisztított etil-alkohol, 95,57%, kémiai képlete C 2 H 5 OH. A GOST 18300-72 (a Szovjetunió Gosstandartja, rektifikált etil-alkohol műszaki előírások) és a GOST 5964-82 szerint gyártható; GOST 5964-93. A tisztítás mértékétől függően a műszakilag finomított etil-alkoholt az Extra márka és két fokozat: a legmagasabb és az első.
• Abszolút etil-alkohol - alkoholtartalom> 99,9%.
• Orvosi alkohol - alkoholtartalom 96,4-96,7%.

A nevek etimológiája

Számos elnevezést használnak erre az anyagra. Technikailag a leghelyesebb kifejezés az etanol vagy az etil-alkohol. Az alkohol, borpárlat vagy egyszerűen alkohol elnevezések azonban elterjedtek, bár az alkoholok, vagy alkoholok az anyagok szélesebb osztályát jelentik.

Az "etanol" kifejezés etimológiája

Az etanol és etilalkohol elnevezések azt jelzik, hogy ez a vegyület az etán etilcsoportján alapul. Ugyanakkor a névben szereplő alkohol szó (-ol utótag) az alkoholokra jellemző hidroxilcsoport (-OH) tartalmát jelzi.

Az "alkohol" név etimológiája

Az alkohol elnevezés az arabból származik. الكحل‎ al-kuhul, azaz szublimációval nyert finom por, porított antimon, por a szemhéj színezésére. Az "alkohol" szó német változata révén került az orosz nyelvbe. alkohol. Az orosz nyelvben azonban az "alkohol" szó homonimája "finom por" jelentésében archaizmus formájában megmaradt.

Az "alkohol" szó etimológiája

Az etanolos boralkohol neve lat. spiritus vini (bor szelleme). Az "alkohol" szó angol változata révén került az orosz nyelvbe. szellem. Az angolban az "alcohol" szót ebben az értelemben már a XIII. század közepén használták, és csak 1610-től kezdték az alkimisták használni az "alkohol" szót az illékony anyagok jelölésére, ami megfelel az alkohol fő jelentésének. "spiritus" (párolgás) szó latinul. Az 1670-es évekre a szó jelentése "nagy alkoholtartalmú folyadékokra" szűkült, és az illékony folyadékokat étereknek nevezték.