itthon › Nőgyógyászat › etanolt vízzel. Milyen betegségeket okoz az etanol? Iható-e

etanolt vízzel. Milyen betegségeket okoz az etanol? Iható-e

alkoholok(vagy alkanolok) olyan szerves anyagok, amelyek molekulái egy vagy több hidroxilcsoportot (-OH csoport) tartalmaznak, amelyek egy szénhidrogén gyökhöz kapcsolódnak.

Az alkohol besorolása

A hidroxilcsoportok számának megfelelően Az (atomi) alkoholok a következőkre oszthatók:

monatomikus, például:

Kétatomos(glikolok), például:

Háromatomos, például:

A szénhidrogén gyök természeténél fogva a következő alkoholokat különböztetjük meg:

Határ csak telített szénhidrogén gyököket tartalmaznak a molekulában, például:

Korlátlan több (kettős és hármas) kötést tartalmaznak a molekula szénatomjai között, például:

aromás benzolgyűrűt és hidroxilcsoportot tartalmazó alkoholok a molekulában, amelyek nem közvetlenül, hanem szénatomokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz, pl.

A molekulában hidroxilcsoportokat tartalmazó szerves anyagok, amelyek közvetlenül kötődnek a benzolgyűrű szénatomjához, kémiai tulajdonságaikban jelentősen eltérnek az alkoholoktól, ezért kiemelkednek a szerves vegyületek független osztályából - fenolok.

Például:

Vannak többatomos (többértékű alkoholok) is, amelyek háromnál több hidroxilcsoportot tartalmaznak a molekulában. Például a legegyszerűbb hatatomos alkohol-hexaol (szorbit)

Az alkoholok nómenklatúrája és izomériája

Az alkoholok nevének kialakításakor az alkoholnak megfelelő szénhidrogén nevéhez a - (általános) utótag kerül. ol.

Az utótag utáni számok jelzik a hidroxilcsoport helyzetét a főláncban, és az előtagokat di-, tri-, tetra- stb. - számuk:

A szénatomok számozásánál a főláncban a hidroxilcsoport helyzete elsőbbséget élvez a többszörös kötések helyzetével szemben:

A homológ sorozat harmadik tagjától kezdve az alkoholok a funkciós csoport (propanol-1 és propanol-2), a negyediktől pedig a szénváz izomériája (butanol-1, 2-metil-propanol) rendelkeznek. -1). Az osztályok közötti izoméria is jellemzi őket - az alkoholok izomerek az éterekre:

Adjunk nevet az alkoholnak, amelynek képlete az alábbiakban található:

Építési sorrend megnevezése:

1. A szénláncot attól a végétől számozzuk, amelyhez az -OH csoport közelebb van.
2. A főlánc 7 szénatomot tartalmaz, így a megfelelő szénhidrogén a heptán.
3. Az -OH csoportok száma 2, az előtag "di".
4. A hidroxilcsoportok 2 és 3 szénatomosak, n = 2 és 4.

Az alkohol neve: heptándiol-2,4

Az alkoholok fizikai tulajdonságai

Az alkoholok hidrogénkötéseket képezhetnek mind az alkoholmolekulák, mind az alkohol- és vízmolekulák között. Hidrogénkötések az egyik alkoholmolekula részlegesen pozitív töltésű hidrogénatomjának és egy másik molekula részlegesen negatív töltésű oxigénatomjának kölcsönhatása során jönnek létre. A molekulák közötti hidrogénkötések miatt az alkoholok molekulatömegéhez képest abnormálisan magas forrásponttal rendelkeznek. A normál körülmények között 44 relatív molekulatömegű propán gáz, az alkoholok közül a legegyszerűbb a metanol, amelynek relatív molekulatömege 32, normál körülmények között folyadék.

1-11 szénatomos limitáló egyértékű alkoholok sorozatának alsó és középső tagjai - folyékony Magasabb alkoholok (a C12H25OH) szilárd anyagok szobahőmérsékleten. Az alacsonyabb szénatomszámú alkoholok alkoholszagúak és égető ízűek, vízben jól oldódnak.A széngyök növekedésével az alkoholok vízoldhatósága csökken, az oktanol már nem elegyedik vízzel.

Az alkoholok kémiai tulajdonságai

A szerves anyagok tulajdonságait összetételük és szerkezetük határozza meg. Az alkoholok megerősítik Általános szabály. Molekuláik szénhidrogén- és hidroxilcsoportokat tartalmaznak, így az alkoholok kémiai tulajdonságait ezeknek a csoportoknak a kölcsönhatása határozza meg.

Az erre a vegyületcsoportra jellemző tulajdonságok a hidroxilcsoport jelenlétének köszönhetőek.

Alkoholok kölcsönhatása alkáli- és alkáliföldfémekkel. A szénhidrogéncsoport hidroxilcsoportra gyakorolt hatásának azonosításához össze kell hasonlítani egy hidroxilcsoportot és szénhidrogéncsoportot tartalmazó anyag tulajdonságait, valamint egy hidroxilcsoportot tartalmazó, de szénhidrogéncsoportot nem tartalmazó anyag tulajdonságait. , a másikon. Ilyen anyagok lehet például az etanol (vagy más alkohol) és a víz. Az alkoholmolekulák és a vízmolekulák hidroxilcsoportjának hidrogénje redukálható alkáli- és alkáliföldfémekkel (ezekkel helyettesítve)
Alkoholok kölcsönhatása hidrogén-halogenidekkel. A hidroxilcsoport halogén helyettesítése halogén-alkánok képződéséhez vezet. Például:
Ez a reakció visszafordítható.
Intermolekuláris dehidratációalkoholok- vízmolekula leválasztása két alkoholmolekuláról, ha vízeltávolító szerek jelenlétében hevítik:
Az alkoholok intermolekuláris dehidratációja következtében éterek. Tehát, ha az etil-alkoholt kénsavval 100-140 ° C-ra melegítjük, dietil-éter (kén) képződik.
Alkoholok kölcsönhatása szerves és szervetlen savakkal észterek képzése céljából (észterezési reakció)

Az észterezési reakciót erős szervetlen savak katalizálják. Például, amikor etil-alkohol és ecetsav reagál, etil-acetát képződik:
Az alkoholok intramolekuláris dehidratációja akkor fordul elő, amikor az alkoholokat dehidratáló szerek jelenlétében az intermolekuláris dehidratációs hőmérsékletnél magasabb hőmérsékletre hevítik. Ennek eredményeként alkének képződnek. Ezt a reakciót egy hidrogénatom és egy hidroxilcsoport jelenléte okozza a szomszédos szénatomokon. Példa erre az etén (etilén) előállításának reakciója etanol 140 °C fölé melegítésével tömény kénsav jelenlétében:
Alkohol oxidációja rendszerint erős oxidálószerekkel, például kálium-dikromáttal vagy kálium-permanganáttal, savas közegben végezzük. Ebben az esetben az oxidálószer hatása arra a szénatomra irányul, amely már kapcsolódik a hidroxilcsoporthoz. Az alkohol természetétől és a reakciókörülményektől függően különféle termékek képződhetnek. Tehát az elsődleges alkoholok először aldehidekké, majd karbonsavavá oxidálódnak:
Amikor a szekunder alkoholok oxidálódnak, ketonok képződnek:

A tercier alkoholok meglehetősen ellenállnak az oxidációnak. Azonban zord körülmények között (erős oxidálószer, hőség) tercier alkoholok oxidációja lehetséges, ami a hidroxilcsoporthoz legközelebb eső szén-szén kötések felszakadásával megy végbe.
Alkoholok dehidrogénezése. Ha az alkoholgőzt 200-300 °C-on fémkatalizátoron, például rézen, ezüstön vagy platinán vezetik át, a primer alkoholok aldehidekké, a szekunder alkoholok pedig ketonokká alakulnak:
Minőségi reakció többértékű alkoholokra.
A több hidroxilcsoport egyidejű jelenléte egy alkoholmolekulában meghatározza a többértékű alkoholok sajátos tulajdonságait, amelyek friss réz(II)-hidroxid csapadékkal kölcsönhatásba lépve képesek vízben oldható élénkkék komplex vegyületeket képezni. Az etilénglikol esetében a következőket írhatja:

Az egyértékű alkoholok nem tudnak belépni ebbe a reakcióba. Ezért minőségi reakció a többértékű alkoholokra.

Alkohol beszerzése:

Az alkoholok használata

metanol(metil-alkohol CH 3 OH) színtelen folyadék, jellegzetes szaggal és 64,7 ° C-os forrásponttal. Enyhén kékes lánggal ég. A metanol - faszesz történelmi nevét azzal magyarázzák, hogy a keményfák lepárlásával (görögül methy - bor, részeg; hule - anyag, fa) nyerhető.

A metanol gondos kezelést igényel, amikor vele dolgozik. Az alkohol-dehidrogenáz enzim hatására a szervezetben formaldehiddé és hangyasavvá alakul, amelyek károsítják a retinát, a látóideg pusztulását és teljes látásvesztést okoznak. Több mint 50 ml metanol lenyelése halált okoz.

etanol(etil-alkohol C 2 H 5 OH) színtelen folyadék, jellegzetes szaggal és 78,3 °C-os forrásponttal. éghető Bármilyen arányban keverhető vízzel. Az alkohol koncentrációját (erősségét) általában térfogatszázalékban fejezik ki. A "tiszta" (orvosi) alkohol élelmiszer-alapanyagokból nyert termék, amely 96 térfogatszázalék etanolt és 4 térfogatszázalék vizet tartalmaz. A vízmentes etanol - "abszolút alkohol" - előállításához ezt a terméket olyan anyagokkal kezelik, amelyek kémiailag megkötik a vizet (kalcium-oxid, vízmentes réz(II)-szulfát stb.).

Annak érdekében, hogy a műszaki célra használt alkoholt ivásra alkalmatlanná tegyék, kis mennyiségben nehezen elkülöníthető mérgező, rossz szagú és undorító ízű anyagokat adnak hozzá, színeznek. Az ilyen adalékokat tartalmazó alkoholt denaturált vagy metilalkoholnak nevezik.

Az etanolt széles körben használják az iparban szintetikus gumi, kábítószer, oldószerként használt, lakkok és festékek, parfümök előállítására. Az orvostudományban az etil-alkohol a legfontosabb fertőtlenítőszer. Főzéshez használt alkoholos italok.

Kis mennyiségű etil-alkohol lenyeléskor csökkenti a fájdalomérzékenységet és blokkolja a gátlási folyamatokat az agykéregben, mérgezési állapotot okozva. Az etanol hatásának ebben a szakaszában fokozódik a víz elválasztása a sejtekben, és ennek következtében felgyorsul a vizeletképződés, ami a szervezet kiszáradását eredményezi.

Ezenkívül az etanol az erek tágulását okozza. A bőr kapillárisaiban megnövekedett véráramlás a bőr kipirosodásához és melegségérzethez vezet.

Nagy mennyiségben az etanol gátolja az agy aktivitását (a gátlás szakasza), a mozgások koordinációjának megsértését okozza. Az etanol oxidációjának köztes terméke a szervezetben - az acetaldehid - rendkívül mérgező és súlyos mérgezést okoz.

Az etil-alkohol és az azt tartalmazó italok szisztematikus használata az agy termelékenységének tartós csökkenéséhez, a májsejtek pusztulásához és kötőszövettel való helyettesítéséhez - májcirrózishoz - vezet.

Etándiol-1,2(etilénglikol) színtelen viszkózus folyadék. Mérgező. Vízben jól oldódik. Vizes oldatok nem kristályosodik ki jelentősen 0 ° C alatti hőmérsékleten, ami lehetővé teszi a nem fagyos hűtőfolyadékok összetevőjeként történő felhasználását - fagyálló belső égésű motorokhoz.

Prolaktriol-1,2,3(glicerin) - viszkózus szirupos folyadék, édes ízű. Vízben jól oldódik. Nem illékony Az észterek szerves részeként a zsírok és olajok része.

Széles körben használják a kozmetikában, gyógyszerészetben és élelmiszeripar. NÁL NÉL kozmetikumok A glicerin bőrpuhító és nyugtató hatású. Hozzáadják a fogkrémhez, nehogy kiszáradjon.

Az édesipari termékekhez glicerint adnak, hogy megakadályozzák azok kristályosodását. Dohányra permetezzük, ilyenkor nedvesítőszerként működik, megakadályozva a dohánylevelek kiszáradását és összeomlását a feldolgozás előtt. Hozzáadják a ragasztókhoz, nehogy túl gyorsan száradjanak ki, valamint a műanyagokhoz, különösen a celofánhoz. Ez utóbbi esetben a glicerin lágyítóként működik, kenőanyagként működik a polimer molekulák között, és így biztosítja a műanyagoknak a szükséges rugalmasságot és rugalmasságot.

Az etil-alkohol (etanol, C 2 H 5 OH) nyugtató-altató hatású. Szájon át bevéve az etanol, valamint a metanol, az etilénglikol és más alkoholok könnyen felszívódik a gyomorból (20%) és vékonybél(80%) alacsony molekulatömegének és lipidoldhatóságának köszönhetően. A felszívódás sebessége a koncentrációtól függ: például a gyomorban körülbelül 30%-os koncentrációnál a maximum. Az etanol gőz könnyen felszívódik a tüdőben. Az etanol éhgyomorra történő bevétele után a maximális koncentráció a vérben 30 perc múlva érhető el. A táplálék jelenléte a bélben késlelteti a felszívódást. Az etanol eloszlása a szervezet szöveteiben gyorsan és egyenletesen megy végbe. A bejövő etanol több mint 90%-a a májban oxidálódik, a többi a tüdőn és a vesén keresztül ürül (7-12 órán belül). Az egységnyi idő alatt oxidálódó alkohol mennyisége megközelítőleg arányos a test vagy a máj tömegével. Egy felnőtt ember óránként 7-10 g (0,15-0,22 mol) etanolt tud metabolizálni.

Az etanol metabolizmusa főként a májban zajlik két enzimrendszer részvételével: alkohol-dehidrogenáz és mikroszomális etanol-oxidáló rendszer (MEOS).

Az etanol metabolizmusának fő útja az alkohol-dehidrogenázhoz kapcsolódik, egy Zn^-tartalmú citoszol enzimhez, amely katalizálja az alkohol acetaldehiddé való átalakulását. Ez az enzim túlnyomórészt a májban található, de más szervekben (például az agyban és a gyomorban) is megtalálható. Férfiakban jelentős mennyiségű Az etanolt az alkohol-dehidrogenáz metabolizálja a gyomorban. A MEOS vegyes funkciójú oxidázokat tartalmaz. Az acetaldehid a MEOS-t érintő etanol-anyagcsere közbenső terméke is.

Úgy gondolják, hogy ha az alkohol koncentrációja a vérben 100 mg% (22 nmol / l) alatt van, akkor az oxidációját főként az alkohol-dehidrogenáz végzi, míg több helyen magas koncentrációk A MEOS egyre jelentősebb szerepet kezd játszani. Jelenleg nem bizonyított, hogy az alkohol-dehidrogenáz aktivitása nő a krónikus alkoholfogyasztással, de megbízhatóan megállapították, hogy ez növeli a MEOS aktivitását. Az etanolból képződő acetaldehid több mint 90%-a a májban acetáttá oxidálódik a mitokondriális aldehid-dehidrogenáz közreműködésével. Az etanol átalakítás mindkét reakciója NAD-függő. NAD-hiány fogyasztása miatt alkoholos mérgezés blokkolhatja az aerob anyagcserét és korlátozhatja a szénhidrátok és aminosavak glikolízisének végtermékének - a tejsavnak az átalakulását. A laktát felhalmozódik a vérben, ami metabolikus acidózist okoz.

Az alkohol központi idegrendszerre kifejtett hatásmechanizmusa nem ismert. Ugyanakkor azt találták, hogy az etanol nem fiziológiás koncentrációja gátolja az elektromos idegimpulzusok generálásáért felelős ionpumpákat. Ennek eredményeként az alkohol elnyomja a központi idegrendszer funkcióit, mint más érzéstelenítők. Alkoholmérgezés esetén a nyugtató-hipnotikus szer túladagolásának tipikus hatásai szív- és érrendszeri hatásokkal (vazodilatáció, tachycardia) és a gyomor-bél traktus irritációjával együtt alakulnak ki. A vér etanol koncentrációja és a klinikai megnyilvánulásai a mérgezést a táblázat tartalmazza. Halálos dózis

Az etanol egyszeri adagban 4-12 g / 1 kg testtömeg (átlagosan 300 ml 96% -os etanol, ha nincs tolerancia). Alkoholos kóma akkor alakul ki, ha a vérben az etanol koncentrációja 500 mg% felett van, a halálozás pedig 2000 mg% feletti.

táblázat A vér és a vizelet etanol-koncentrációja és a mérgezés klinikai megnyilvánulásai közötti összefüggés

A bizonytalan járás, az elmosódott beszéd és az egyszerű feladatok végrehajtásának nehézségei nyilvánvalóvá válnak körülbelül 80 mg%-os plazmaetanol-koncentrációnál. E tekintetben számos országban ez az érték a vezetési tilalom határaként szolgál. Alacsonyabb etanolkoncentráció esetén is csökken a vezető képessége. ábrán a közlekedési balesetek relatív valószínűségét mutatja a vér etanol koncentrációjától függően [Graham-Smith DG, Aronson JK, 2000].

A vérszérumban az etanol koncentrációjának meghatározásakor figyelembe kell venni, hogy az 10-35%-kal magasabb, mint a vérben. Az alkohol-dehidrogenáz-etanol módszer alkalmazásakor más alkoholok (például izopropanol) szubsztrátként szolgálhatnak, és interferenciát okozhatnak, ami hamis pozitív eredményeket eredményezhet.

A mérgezés mértéke három tényezőtől függ: a vér etanol-koncentrációjától, az alkoholszint emelkedésének ütemétől és attól, hogy mennyi ideig tart. emelt szint etanol a vérben. A fogyasztás jellege, a gyomor-bél traktus nyálkahártyájának állapota és a kábítószerek szervezetben való jelenléte is befolyásolja a mérgezés mértékét.

A vér etanolszintjének értékeléséhez szükséges használni szabályokat követve.

Az alkohol csúcskoncentrációja a vérben az utolsó adag bevétele után 0,5-3 órával érhető el.

Minden 30 g vodka, egy pohár bor vagy 330 ml sör 15-25 mg%-kal növeli az etanol koncentrációját a vérben.

Etanol koncentráció, mg%

Rizs. A közlekedési baleset relatív valószínűsége a vérben lévő etanol koncentrációjától függően

A nők gyorsabban metabolizálják az alkoholt, mint a férfiak, és koncentrációja a vérben 35-45%-kal magasabb; a premenstruációs időszakban gyorsabban és nagyobb mértékben emelkedik a vér etanol koncentrációja.

Az orális fogamzásgátlók szedése növeli az etanol koncentrációját a vérben és növeli a mérgezés időtartamát.

Az etanol koncentrációja a vizeletben nem korrelál jól a vérben lévő szintjével, ezért nem használható a mérgezés mértékének felmérésére.

Időseknél a mérgezés gyorsabban alakul ki, mint a fiataloknál.

Az alkoholtartalom meghatározására jelenleg használt leheletvizsgálatoknak megvannak a sajátosságai és korlátai. Az etanol koncentrációja a kilélegzett levegőben a vérkoncentráció körülbelül 0,05%-a, azaz 80 mg%-os (800 mg/l) vérkoncentrációnál 0,04 mg% (0,04 mg/l), ami elegendő a vérben lévő koncentrációhoz. észlelő légzési tesztek.

táblázatban. hozzávetőleges adatokat adnak meg az etanol kilélegzett levegőben történő kimutatásának időpontjáról, a bevitt alkohol adagjától függően.

Táblázat Az etanol kimutatási ideje kilégzési tesztekkel

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 elnyomja a központi idegrendszer személy.
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 hidratálást is alkalmaznak. etilén. A hidratálást kétféleképpen lehet végrehajtani:

közvetlen hidratálás 300 °C hőmérsékleten, 7 MPa nyomáson, katalizátorként szilikagél hordozós foszforsavat használnak, Aktív szén vagy azbeszt: CH 2 \u003d CH 2 + H2O→ C 2 H 5OH.
hidratálás közbenső észter lépésen keresztül kénsav, majd hidrolízise következik (80-90 ° C hőmérsékleten és 3,5 MPa nyomáson): CH 2 \u003d CH 2 + H2SO4→ CH 3 -CH 2 -OSO 2 OH (etil-kénsav).
CH3-CH2-OSO2OH+ H2O→C2H5OH+ H2SO4.

dietil-éter

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 keverék 4,4% víz(tömeg), forráspontja 78,15 °C. A desztilláció megszabadítja az etanolt a szerves anyagok illékony és nehéz frakcióitól (desztillációs maradék).

Abszolút alkohol

Abszolút alkohol - etil-alkohol, gyakorlatilag nem tartalmaz víz. 78,39°C-on forr, míg a legalább 4,43% vizet tartalmazó rektifikált alkohol 78,15°C-on forr. benzolt tartalmazó vizes alkohol desztillálásával és más módszerekkel nyerik, például az alkoholt olyan anyagokkal kezelik, amelyek reagálnak víz vagy felszívódó víz, például égetett mész CaO vagy kalcinált kék vitriol CuSO4.

Tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

Megjelenés: normál körülmények között színtelen illékony, jellegzetes szagú, égető ízű folyadék. Az etil-alkohol könnyebb 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. Elegendő levegőhöz jutása esetén (oxigénjének köszönhetően) világos kékes lánggal ég, végső oxidációs termékek képződnek - szén-dioxidés víz :
C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3 H2O
Ez a reakció még erőteljesebben megy végbe tiszta oxigén atmoszférában.
Bizonyos körülmények között (hőmérséklet, nyomás, katalizátorok) lehetséges a szabályozott oxidáció (elemi oxigén és sok más oxidálószer által egyaránt) acetaldehiddé, ecetsav oxálsav és néhány más termék, például:
3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H2SO4→ 3CH 2 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7 H2O
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 + H2O
Katalizátor nélkül reakcióba lép HCl viszonylag lassan megy; 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 + H2O
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 + H2O
Magasabb fűtésnél kénsav, valamint amikor a gőzöket 350 ÷ 500 ° C-ra melegített alumínium-oxidon vezetik át, mélyebb kiszáradás következik be. Ebben az esetben etilén képződik:
CH 3 CH 2 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H2O
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 → 2C 2 H 4 O + 2 H2O
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 + 2 H2O+H2
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 + 5 H2O + 6CO2
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 előállításához, mint például acetaldehid, dietil-éter, tetraetil-ólom, ecetsav kloroform, etil-acetát, etilén stb.;
széles körben használják oldószerként (a festék- és lakkiparban, árugyártásban háztartási vegyszerekés sok más területen)
fagyálló folyadékok és szélvédőmosók összetevője;
a háztartási vegyszerekben az etanolt a tisztításhoz és tisztítószerek, különösen az üvegek és szaniterek ápolására. 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 számára gyógyszerek, tinktúrák, kivonatok készítéséhez a növényi alapanyagok satöbbi.;
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

Együtt víz, 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.
Regisztrálva mint élelmiszer-adalék E1510.
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 hámlik (amikor alacsony hőmérsékletek mindig). Ez a probléma különösen fontos Oroszország számára. Megoldások erre a problémára a Ebben a pillanatban nem található.
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 munkahely a gyárban, plusz 694 munkahely a gazdaságban;
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.

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 testtömeghez és a koncentrációkhoz vezet akut mérgezésés a halál (halandó 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 lumenben gyomor-bél traktus a szénhidráttartalmú élelmiszerek mikroorganizmusok általi fermentációs folyamatainak 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

Kijelölni adott anyag többféle név használatos. 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. NÁL NÉL angol nyelv az "alkohol" szót ebben az értelemben már a XIII. század közepén használták, és csak 1610-től kezdték használni az alkimisták az "alkohol" szót az illékony anyagok jelölésére, ami megfelel a szó alapvető jelentésének. spiritus" (párolgás) in latin. Az 1670-es évekre a szó jelentése "nagy alkoholtartalmú folyadékokra" szűkült, és az illékony folyadékokat étereknek nevezték.

Az etil-alkoholt (a nemzetközi kémiai osztályozás szerint "etanol") széles körben használják az orvostudományban, mint fertőtlenítő, valamint az ipar egyes területein oldószerként, üzemanyagként, fagyálló komponensként. Ezenkívül az etanol a fő hatóanyag alkoholos italok.

Miért nem elég pontos az etanol szerkezeti képlete?

Bármilyen képlet kémiai információkat kell tartalmaznia arról, hogy milyen atomokat tartalmaz. Az etil-alkohol három elemből áll: szén (C), hidrogén (H) és oxigén (O). Ezenkívül minden etanolmolekula 2 szénatomot, 6 hidrogénatomot és 1 oxigénatomot tartalmaz. Ezért ennek a kémiai vegyületnek az empirikus (legegyszerűbb) értéke a következő: C2H6O. Úgy tűnik, ez bőven elég.

Azonban egyetlen empirikus képlet használata hibához vezet. A helyzet az, hogy pontosan ugyanaz a C2H6O képlet vonatkozik egy másik anyagra - a dimetil-éterre, amely általában gáz halmazállapotú, és nem folyékony halmazállapotú, mint például az etanol. És természetesen ennek az anyagnak a kémiai tulajdonságai is különböznek az etil-alkohol tulajdonságaitól.

Ezért lehetetlen csak egy empirikus képletet használni az etil-alkohol leírására.

Mi az etanol szerkezeti képlete?

Ilyenkor pontosabb szerkezeti képletek jönnek segítségül, amelyek nemcsak a molekulában lévő elemek atomjainak számáról és típusáról, hanem elhelyezkedésükről, kölcsönös kötésekről is tartalmaznak információkat. Az etanol szerkezeti képlete: C2H5OH, vagy még pontosabban CH3-CH2-OH. Ez a képlet azt jelzi, hogy az etanol molekula két fő részből áll: a C2H5 etilcsoportból és a hidroxilcsoportból (ezt hidroxilcsoportnak nevezik) OH.

A szerkezeti képlet segítségével arra a következtetésre juthatunk kémiai tulajdonságokösszetételében egy nagyon aktív hidroxil-anyag jelenléte miatt, amely felé az oxigénatom miatt a második elektronegativitású (fluor után) elem, a molekula elektronsűrűsége eltolódik.