Alkohol a alkohol sa stali celkom našou súčasťou každodenný život. Tento článok poskytne základné odporúčania, ako rozlíšiť metyl od. Uvedú sa aj ich vlastnosti a chemické vzorce.
História objavenia alkoholu
Alkoholový vzorec v tej či onej forme bol objavený takmer súčasne v mnohých regiónoch zemegule. V roku 1334 francúzsky alchymista Arnaud de Wilger pôvodne získal vínny destilát. V roku 1360 talianske a francúzske kláštory vyrábali látku nazývanú „voda života“. Janovskí obchodníci priniesli ducha do Moskvy v roku 1386, aby demonštrovali jeho kvality.
Definícia
Teraz poďme zistiť, čo je etyl a metylalkohol.
Pamätajte, že ak prekročíte limit, alkohol sa stane jedom, ktorý poškodí orgány a dokonca celé systémy vášho tela.
V skutočnosti tu môžeme ukončiť diskusiu o tom, ako rozlíšiť metyl od etylalkoholu.
Etylalkohol alebo vínny alkohol je rozšíreným predstaviteľom alkoholov. Je známych veľa látok, ktoré obsahujú kyslík spolu s uhlíkom a vodíkom. Spomedzi zlúčenín obsahujúcich kyslík ma zaujíma predovšetkým trieda alkoholov.
Etanol
Fyzikálne vlastnosti alkoholu . Etylalkohol C 2 H 6 O je bezfarebná kvapalina zvláštneho zápachu, ľahšia ako voda (špecifická hmotnosť 0,8), vrie pri teplote 78 °.3 a dobre rozpúšťa mnohé anorganické a organické látky. Rektifikovaný alkohol obsahuje 96% etylalkoholu a 4% vody.
Štruktúra molekuly alkoholu .Podľa valencie prvkov vzorec C2H6O zodpovedá dvom štruktúram:
Aby sme vyriešili otázku, ktorý zo vzorcov vlastne zodpovedá alkoholu, obráťme sa na skúsenosť.
Vložte kúsok sodíka do skúmavky s alkoholom. Okamžite sa spustí reakcia sprevádzaná uvoľňovaním plynu. Nie je ťažké určiť, že tento plyn je vodík.
Teraz pripravme experiment, aby sme mohli určiť, koľko atómov vodíka sa uvoľní počas reakcie z každej molekuly alkoholu. Na tento účel pridajte určité množstvo alkoholu, napríklad 0,1 gramu molekuly (4,6 gramu), po kvapkách z lievika do banky s malými kúskami sodíka (obr. 1). Vodík uvoľnený z alkoholu vytlačí vodu z dvojhrdlovej banky do odmerného valca. Objem vytlačenej vody vo valci zodpovedá objemu uvoľneného vodíka.
Obr.1. Kvantitatívne skúsenosti s výrobou vodíka z etylalkoholu.
Pretože sa na experiment použilo 0,1 gramu molekuly alkoholu, je možné získať asi 1,12 vodíka (v podmienkach normálnych podmienok) litrov To znamená, že sodík vytesňuje 11,2 z gram molekuly alkoholu litrov, t.j. pol gramu molekuly, inými slovami 1 gram atóm vodíka. V dôsledku toho sodík vytesňuje iba jeden atóm vodíka z každej molekuly alkoholu.
Je zrejmé, že v molekule alkoholu je tento atóm vodíka v špeciálnej pozícii v porovnaní s ostatnými piatimi atómami vodíka. Vzorec (1) túto skutočnosť nevysvetľuje. Podľa nej sú všetky atómy vodíka rovnako viazané na atómy uhlíka a ako vieme, nie sú vytesňované kovovým sodíkom (sodík je uložený v zmesi uhľovodíkov – v petroleji). Naopak, vzorec (2) odráža prítomnosť jedného atómu umiestneného v špeciálnej polohe: je spojený s uhlíkom cez atóm kyslíka. Môžeme dospieť k záveru, že je to tento atóm vodíka, ktorý je menej pevne viazaný na atóm kyslíka; ukazuje sa, že je mobilnejší a je nahradený sodíkom. teda štruktúrny vzorec etylalkohol:
Napriek väčšej pohyblivosti atómu vodíka hydroxylovej skupiny v porovnaní s inými atómami vodíka, etanol nie je elektrolyt a vodný roztok nedisociuje na ióny.
Aby sa zdôraznilo, že molekula alkoholu obsahuje hydroxylovú skupinu - OH, spojenú s uhľovodíkovým radikálom, molekulový vzorec etylalkoholu je napísaný takto:
Chemické vlastnosti alkoholu . Vyššie sme videli, že etylalkohol reaguje so sodíkom. Keď poznáme štruktúru alkoholu, môžeme túto reakciu vyjadriť rovnicou:
Produkt nahradenia vodíka v alkohole sodíkom sa nazýva etoxid sodný. Môže sa izolovať po reakcii (odparením prebytočného alkoholu) ako tuhá látka.
Keď sa alkohol zapáli na vzduchu, horí modrastým, sotva viditeľným plameňom, pričom uvoľňuje veľa tepla:
Ak zahrejete etylalkohol s kyselinou halogenovodíkovou, napríklad s HBr, v banke s chladničkou (alebo zmesou NaBr a H 2 SO 4, ktorá pri reakcii poskytuje bromovodík), oddestiluje sa olejovitá kvapalina - etylbromid C2H5Br:
Táto reakcia potvrdzuje prítomnosť hydroxylovej skupiny v molekule alkoholu.
Pri zahrievaní s koncentrovanou kyselinou sírovou ako katalyzátorom sa alkohol ľahko dehydratuje, to znamená, že oddeľuje vodu (predpona „de“ označuje oddelenie niečoho):
Táto reakcia sa používa na výrobu etylénu v laboratóriu. Keď sa alkohol zohreje slabšie s kyselinou sírovou (nie viac ako 140°), každá molekula vody sa odštiepi od dvoch molekúl alkoholu, čo vedie k vytvoreniu dietyléteru - prchavej, horľavej kvapaliny:
Dietyléter (niekedy nazývaný éter sírový) sa používa ako rozpúšťadlo (čistenie tkanív) a v medicíne na anestéziu. Patrí do triedy étery - organické látky, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch uhľovodíkových radikálov spojených cez atóm kyslíka: R - O - R1
Použitie etylalkoholu . Etylalkohol má veľký praktický význam. Na výrobu syntetického kaučuku metódou akademika S.V. Lebedeva sa spotrebuje veľa etylalkoholu. Prechodom pár etylalkoholu cez špeciálny katalyzátor sa získa divinyl:
ktorý potom môže polymerizovať na gumu.
Z alkoholu sa vyrábajú farbivá, dietyléter, rôzne „ovocné esencie“ a množstvo ďalších organických látok. Alkohol ako rozpúšťadlo sa používa na výrobu parfumov a mnohých liekov. Rozpúšťaním živíc v alkohole sa pripravujú rôzne laky. Vysoká výhrevnosť alkoholu určuje jeho použitie ako paliva (motorové palivo = etanol).
Získanie etylalkoholu . Svetová produkcia alkoholu sa meria v miliónoch ton ročne.
Bežným spôsobom výroby alkoholu je fermentácia cukrových látok v prítomnosti kvasiniek. Tieto nižšie rastlinné organizmy (huby) produkujú špeciálne látky – enzýmy, ktoré slúžia ako biologické katalyzátory fermentačnej reakcie.
Semená obilnín alebo zemiakové hľuzy bohaté na škrob sa používajú ako východiskové suroviny pri výrobe alkoholu. Škrob sa najskôr premení na cukor pomocou sladu obsahujúceho enzým diastázu, ktorý sa následne fermentuje na alkohol.
Vedci tvrdo pracovali na tom, aby potravinové suroviny na výrobu alkoholu nahradili lacnejšími nepotravinovými surovinami. Tieto vyhľadávania boli korunované úspechom.
IN V poslednej dobe vzhľadom na to, že pri krakovaní oleja vzniká veľa etylénu, ocele
Reakciou hydratácie etylénu (v prítomnosti kyseliny sírovej) sa zaoberali A. M. Butlerov a V. Goryainov (1873), ktorí predpovedali aj jeho priemyselný význam. Spôsob priamej hydratácie etylénu jeho prechodom v zmesi s vodnou parou cez tuhé katalyzátory bol tiež vyvinutý a zavedený do priemyslu. Výroba alkoholu z etylénu je veľmi ekonomická, pretože etylén je súčasťou krakovacích plynov ropy a iných priemyselných plynov, a preto je široko dostupnou surovinou.
Ďalší spôsob je založený na použití acetylénu ako východiskového produktu. Acetylén podlieha hydratácii podľa Kucherovovej reakcie a výsledný acetaldehyd sa katalyticky redukuje vodíkom v prítomnosti niklu na etylalkohol. Celý proces hydratácie acetylénu nasledovaný redukciou vodíkom na niklovom katalyzátore na etylalkohol môže byť znázornený diagramom.
Homológna séria alkoholov
Okrem etylalkoholu sú známe aj iné alkoholy, ktoré sú mu podobné štruktúrou a vlastnosťami. Všetky z nich možno považovať za deriváty zodpovedajúcich nasýtených uhľovodíkov, v molekulách ktorých je jeden atóm vodíka nahradený hydroxylovou skupinou:
Tabuľka
|
Uhľovodíky |
Alkoholy |
Teplota varu alkoholov v °C |
| Metán CH 4 | Metyl CH30H | 64,7 |
| Etán C2H6 | Etyl C2H5OH alebo CH3-CH2-OH | 78,3 |
| Propán C3H8 | Propyl C4H7OH alebo CH3-CH2-CH2-OH | 97,8 |
| Bután C4H10 | Butyl C4H9OH alebo CH3-CH2-CH2-OH | 117 |
Tieto alkoholy, ktoré sú podobné v chemických vlastnostiach a líšia sa od seba v zložení molekúl skupinou atómov CH2, tvoria tieto alkoholy homologickú sériu. Porovnaním fyzikálnych vlastností alkoholov v tomto rade, ako aj v rade uhľovodíkov sledujeme prechod kvantitatívnych zmien na zmeny kvalitatívne. Všeobecný vzorec alkoholov v tejto sérii je R - OH (kde R je uhľovodíkový radikál).
Známe sú alkoholy, ktorých molekuly obsahujú niekoľko hydroxylových skupín, napr.
Skupiny atómov, z ktorých vzniká charakteristika Chemické vlastnosti zlúčeniny, teda ich chemická funkcia, sa nazývajú funkčné skupiny.
Alkoholy sú organické látky, ktorých molekuly obsahujú jednu alebo viac funkčných hydroxylových skupín spojených s uhľovodíkovým radikálom .
Alkoholy sa svojim zložením líšia od im zodpovedajúcich uhľovodíkov počtom atómov uhlíka prítomnosťou kyslíka (napríklad C2H6 a C2H60 alebo C2H5OH). Preto možno alkoholy považovať za produkty čiastočnej oxidácie uhľovodíkov.
Genetický vzťah medzi uhľovodíkmi a alkoholmi
Je dosť ťažké priamo oxidovať uhľovodíky na alkohol. V praxi je to jednoduchšie urobiť pomocou halogénového derivátu uhľovodíka. Napríklad, ak chcete získať etylalkohol vychádzajúci z etánu C2H6, môžete najskôr získať etylbromid reakciou:
a potom premeniť etylbromid na alkohol zahrievaním s vodou v prítomnosti zásady:
V tomto prípade je potrebná zásada na neutralizáciu vzniknutého bromovodíka a vylúčenie možnosti jeho reakcie s alkoholom, t.j. posuňte túto reverzibilnú reakciu doprava.
Podobným spôsobom je možné získať metylalkohol podľa nasledujúcej schémy:
Uhľovodíky, ich halogénderiváty a alkoholy sú teda vo vzájomnom genetickom spojení (vzťah podľa pôvodu).
Vzorec na vytvorenie pitného alkoholu sa líši od technického alkoholu. Alkohol je hlavnou zložkou každého alkoholického nápoja, bez ktorého sa nezaobíde žiadna oslava. Vo svete existujú dva ich hlavné typy, ktoré by sa nemali zamieňať: metyl, ktorého vzorec je CH 3 OH, a etyl C 2 H 5 OH. Ich hlavným rozdielom je, že prvý je považovaný za technický a nevhodný na použitie, čo sa nedá povedať o druhom. Oba typy sa v ničom nelíšia vonkajšie znaky, len iný vzorec. Poďme teda zistiť, aká je trieda alkoholov a aké sú rozdiely v ich štruktúre.
Trochu o alkohole
Počiatky alkoholu siahajú do biblických čias.Noe si nevšimol, že sa šťava pokazila, vykvasila, vypil a opil sa. Vtedy začína kultúra výroby vína a alkoholické zážitky.
Základom pre výrobu alkoholu je proces destilácie, odtiaľ názov, pretože výsledný produkt sa nazýval „spiritus vini“.
V 14. storočí došlo k prudkému nárastu objavov, keď sa na každom mieste zemegule vyrábal tento produkt pomocou rôznych nových techník.
Hlavné fázy vývoja a distribúcie:
- V 30. rokoch 14. storočia získaval alchymista Villger z vína vínny alkohol.
- V 80. rokoch priviezol obchodník etanol z Talianska do Moskvy.
- V 20. rokoch 16. storočia objavil Paracelsus experimentom na vtákoch hlavnú vlastnosť etylu – tabletku na spanie.
- Po 2 storočiach bol prvý pacient usmrtený na operáciu.
- Približne do roku 1914 bolo na území ZSSR asi 2,5 tisíc výrobných závodov a počas vojny sa tento počet znížil takmer o 90 %.
- V roku 1948 bola založená výroba, zdokonaľovali sa staré techniky a vyvíjali sa nové technológie.
Druhy:
- Technické alebo metylové - vyrába sa z dreva alebo produktov na báze ropy. Podlieha kyslej hydrolýze, čím je škodlivý pre ľudské zdravie.
- Výroba potravinárskej, lekárskej alebo etylovej sa realizuje len z produktov schválených na spotrebu, t.j. z potravinárskych surovín. Používajú najmä zemiaky, pšenicu, proso, kukuricu atď. Stromové plody a iné rastliny bohaté na sacharidy sa používajú veľmi zriedkavo.
Ako už bolo spomenuté, je dosť ťažké rozoznať technický typ od pitného. Preto v dôsledku nevedomosti čoraz častejšie dochádza k otravám, ba aj úmrtiam. Priemyselný alkohol sa používa v priemysle, pri výrobe rozpúšťadiel a chemikálií pre domácnosť, ale niekedy sa predáva pod rúškom etylalkoholu.
Základné metódy stanovenia:
- Výrobca. Nápoj by ste mali kupovať iba v dôveryhodných obchodoch, pretože takéto obchody nedodávajú falšované výrobky, čo sa nedá povedať o stánkoch alebo podzemných obchodoch. Pite alkohol z renomovaných páleníc alebo v krajnom prípade lieh na potieranie, vtedy sa nevystavíte nebezpečenstvu.
- Zapálte nápoj. Väčšina ľahká cesta skontrolujte kvalitu. Farba je etylová, pri zapálení - modrá, metanol - zelená.
- Zemiaková hľuza. Pred pitím nápoja vhoďte kúsok zemiaka do malej misky a naplňte ju alkoholom. Ak sa farba nezmenila, potom je to čistý nálev a môžete ho pokojne piť, ak získal ružovkastý odtieň - technický vzhľad.
- Test medeným drôtom. Zahreje sa a vloží sa do misky s tekutinou, ak je cítiť ostrý kyslý zápach - metanol, vôňu etylu nepoznáte, nie je tam.
Užitočné vlastnosti:
- Vynikajúce antiseptikum a rozpúšťadlo pre lieky;
- Používa prechladnutia, na trenie na zníženie teploty.
- Je to čistý produkt (potravina), ktorý neobsahuje žiadne nečistoty, ako víno alebo pivo.
Okrem toho sa používa na výrobu liečivých tinktúr z rôznych bylín:
- Eukalyptová tinktúra na liečbu dýchacieho systému;
- Ružová tinktúra na liečbu kardiovaskulárneho systému;
- Mätová tinktúra na upokojenie nervov a zmiernenie stresu;
- S nechtíkom vám dodá elán a silu;
- Obklad z gaštanovej tinktúry zužuje uvoľnené žily;
Negatívny vplyv:
- Toxické účinky na všetky orgány Ľudské telo;
- Prekročenie individuálnej normy môže viesť k ťažká otrava alebo dokonca na smrť. Celková smrteľná dávka je 10 gramov na kilogram hmotnosti.
- Podporuje rozvoj gastritídy, vredov, rakoviny, cirhózy atď.
- Vedie k smrti mozgových buniek - neurónov.
- Spôsobuje závislosť, ktorá vedie k alkoholizmu.
- Podporuje obezitu, pretože je to veľmi kalorický nápoj a tiež spôsobuje chuť do jedla.
- Koncentrácia etanolu je pre človeka príliš vysoká, prijateľná, dokonca aj terapeutická norma za deň je 30 ml.
Proces výroby etylalkoholu
Získanie etylu pozostáva z dvoch hlavných metód:
- Alkoholové kvasenie;
- Výroba v priemyselných podmienkach;
- Metóda predkov alebo doma.
Prvá metóda zahŕňa použitie baktérií alebo skôr implementáciu fermentačného procesu, ktorý je založený na životne dôležitej aktivite baktérií a kvasiniek. Hrozno sa najčastejšie používa, pretože... obsahuje sacharidy a sacharózu. Kukurica, pšenica a jačmeň sa spracovávajú rovnakým spôsobom.
Po dokončení procesu je koncentrácia alkoholu v chemickom zložení 15%. Je to spôsobené tým, že kvasinky vo vytvorenom alkoholovom roztoku odumierajú. Ďalším krokom je destilácia a čistenie.
Ak proces popíšeme podrobnejšie, tak to všetko začína mletím komponentov: kukurica, pšenica, ražné zrná, potom výroba pokračuje štiepením škrobu (proces fermentácie). Potom už popísaný proces akumulácie alkoholu fermentáciou a zničením kvasiniek. A konečnou fázou je rektifikácia alebo čistenie výsledných surovín. Až potom je obsah etanolu asi 96 %.
Druhý spôsob je založený na hydrolýze celulózy, t.j. pomocou vody sa získa nový produkt, vzorec je:
CH2=CH2+H20 -> C2H5OH
Existuje však aj významná nevýhoda: počas spracovania sa v roztoku vytvárajú rôzne nečistoty, ktoré negatívne ovplyvňujú ľudské telo. Preto sa nemôže konzumovať v tejto forme, ale až po vyčistení.
Proces rektifikácie zahŕňa úplné zbavenie sa fuselových olejov, ale zachovanie pôvodného zloženia. Počas procesu čistenia sa stáva transparentným, pretože Všetky nečistoty, ktoré dodávajú farbu, sú odstránené. Pre vytvorenie pitného vzhľadu sa čistenie vykonáva niekoľkokrát.
Prejdime teda k poslednej metóde – získavaniu etylu ľudová metóda. Všetky rovnaké komponenty, ale metodika je úplne iná, nie je automatizovaná.
Budeme potrebovať:
- Usmerňovacie prístroje (inštalácia mesačného svitu);
- Suroviny.
Takže hlavné kroky sú:
- Vytvorte slad;
- Rozhodnite sa pre kvasnicovú kašu;
- Demontujte suroviny;
- Získajte sladové mlieko;
- Rozdrvte hlavnú kašu;
- Destilujte kašu;
- Proces čistenia;
- Kontrola kvality.
Poďme sa teda pozrieť na každú fázu.
Najprv musíme vybrať zrno. Vyberajú sa len tie najlepšie zrná, ktoré sú minimálne 2 mesiace staré od dátumu zberu (nie však viac ako rok).
Hlavné kritériá výberu:
- Farba by mala byť svetlo žltá;
- Jadro je biele, voľné;
- Škrupina je zrelá, tvrdá, tenká.
- V zrne by nemali byť žiadne nečistoty.
Ďalším krokom je čistenie a oddelenie zŕn. Najprv sa preosieva, aby sa zbavil veľkých kúskov odpadu. Potom prejdite cez jemné sito, aby ste zabránili vniknutiu semien trávy a malých čiastočiek podstielky. Všetko opláchnite pod vodou pri 50°C, aby ste sa vyhli prachu a iným nečistotám, kým nebude voda krištáľovo čistá.
Potom nalejte vylúhovanú surovú vodu do smaltovanej misky a pridajte suroviny po častiach. Po štyroch hodinách sa dokáže zbaviť plávajúcich zŕn (oni Zlá kvalita) a odpadky. Ďalej je potrebné vypustiť prebytočnú vodu tak, aby maximálna hranica bola 25 cm nad povrchom sladu. Vyvýšené zrná musia byť z času na čas odstránené a voda sa musí meniť každých 6-12 hodín.
Celý proces trvá približne 4-5 dní, ale mali by ste sa spoliehať na nasledujúce kritériá:
- Škrupina sa dá bez námahy;
- Zrno sa ohýba a nerozpadá sa;
- Nádoba praskla a je z nej viditeľný výhonok;
- Ak ovocie rozdrvíte, môžete ho použiť na nakreslenie čiary.
Zrná umiestnime do miestnosti, ktorá nie je vlhká a vetraná. Položíme ich na plech na pečenie vo vrstve 5 cm a na vrch položíme mierne navlhčenú utierku. Počas dňa je potrebné ich prevrátiť každých 5 hodín. Hnilobným baktériám sa treba vyhnúť sledovaním izbovej teploty.
Ak sú prítomné tieto príznaky, mali by ste prejsť na ďalší krok:
- Výhonky sú už dlhé 1,5 cm.
- Všetky klíčky sa k sebe prilepili.
- Zrná pri lámaní alebo uhryznutí chrumkajú.
- Farba je rovnaká ako bola.
- Je tam príjemná vôňa, podobná vôni uhoriek.
- Najprv musíte rozdrviť slad, ale nie na múku, ale na obilniny;
- Výslednú zmes nalejte do hrnca a pridajte 15 litrov vody (50 °C). Miešajte do dokonalej konzistencie.
- Znížte teplotu a varte jednu hodinu, aby ste sa vyhli spáleniu.
- Odstráňte z tepla a vložte do misky s ľadom alebo ľadovou vodou.
- Podľa pokynov sa vyšľachtí kvások.
- Teplú zmes prelejeme do fľaše, pridáme droždie a premiešame.
- Na krk položíme vodný uzáver a umiestnime ho na teplé miesto na kvasenie.
- Každý deň týždeň miešajte.
Zmes by mala mať svetlú farbu, kyslú chuť a vôňu alkoholu.
Niekedy dokonca nepridávajú droždie, len pridávajú teplú vodu a cukor. Ale zvyšujú čas fermentácie na 10 dní.
Teraz je výsledný roztok prečistený do stavu vysoko kvalitnej látky.
Použitie etylalkoholu
Jedna z hlavných aplikácií je v palivovom priemysle. V raketových motoroch, vnútorné spaľovanie. V chemickej oblasti je súčasťou mnohých látok. Slúži ako rozpúšťadlo v priemysle farieb a lakov. Zahrnuté v nemrznúcej zmesi, ostrekovačoch čelného skla, čistiacich prostriedkoch a čistiacich prostriedkoch. V potravinárskom priemysle sa používa ako alkoholické nápoje. Nachádza sa aj v octe.
V medicíne je jeho využitie jednoducho neopísateľné. Toto je najobľúbenejšia oblasť použitia. Je antiseptikom, pretože je schopný ničiť všetky choroboplodné zárodky a baktérie, pomáha dezinfikovať ranu a zabraňuje procesu hnitia a rozkladu.
Pred začatím postupu sa povrch namaže etylom, ruky sa dezinfikujú a osušia. Tiež počas umelé vetranie pľúc, etanol sa používa ako odpeňovač. Je dokonca súčasťou anestézie a anestézie.
Ako už bolo spomenuté vyššie, je to výborný hrejivý prostriedok pri prechladnutí. Počas horúceho počasia sa tiež môžete potrieť roztokom, čo vás ochladí.
Ak ste otrávení priemyselným alkoholom, potom bude etanol vynikajúcim „protijedom“.
Príznaky otravy:
- Silná bolesť hlavy;
- Stáva sa ťažké dýchať;
- Pocit úplnej slabosti;
- Ostrá bolesť v bruchu;
- Ťažké vracanie.
Nepochybne ide o príznaky jednoduchej intoxikácie alkoholom, ale je dôležité venovať im pozornosť Osobitná pozornosť. Ak vaša dávka presiahne 30 ml, ak nie je poskytnutá lekárska starostlivosť, je možná smrť. Ak sa po prvom nápoji cítite náhle zle, zavolajte do nemocnice bez nádeje, že všetko zmizne samo.
Stojí za to nezabudnúť liečiv. Jeho použitie je obmedzené na výrobu tinktúr, extraktov, niektorých antibiotík atď.
Parfuméria nie je úplná bez etylalkoholu. Každý výrobok ho obsahuje vo svojom zložení okrem vody a koncentrátu parfumu. Jeho vzorec mu umožňuje pôsobiť ako rozpúšťadlo.
Aby sme to zhrnuli, môžeme konštatovať, že rozlišovanie medzi typmi tejto kvapaliny je veľmi dôležité. Dokonca existujú určité metódy kontroly kvality. Pri minimálnom množstve metanolu vystavujete svoje telo nebezpečenstvu, s toľkými toxínmi si neporadí ani pečeň. Neodporúča sa nepochybne ani konzumácia etylalkoholu, ktorý však nespôsobuje takú bleskovú ranu všetkým orgánom.
Je dôležité mať na pamäti, že sa výrazne líši od metylu, ale to je jediný rozdiel medzi druhmi. Kúpte si nápoj iba v licencovaných a dôveryhodných obchodoch, potom sa vyhnete chybám za cenu svojho života.
Etylalkohol je jednou z najstarších látok, ktorá sa objavila asi pred 4 tisíc rokmi v Babylone a Staroveký Egypt. Umelec Mark Keller hovoril o mnohých tvárach etanolu, keďže sa konzumuje ako potravina, používa sa v medicíne a ako tekuté palivo. A skutočne je. Preto stojí za to sa na to bližšie pozrieť chemická štruktúra túto látku a zvážiť jej vplyv na ľudský organizmus.
Historické fakty
Etanol bol prvým druhom alkoholu, ktorý ľudia objavili a začali ho používať v každodennom živote. Podľa legendy bol etylalkohol prvýkrát získaný z hroznovej šťavy v 11. storočí. Neskôr sa začali odhaľovať úžasné vlastnosti tejto látky, čo podnietilo vynálezcov nazvať ju „ušľachtilou látkou“. Etanol sa skutočne dlho používa v lieky ach a všetky druhy nápojov, používala sa pri náboženských obradoch.
V starovekom Egypte sa alkohol získaval spracovaním rôznych rastlinných potravín, ale týmto spôsobom bolo možné izolovať iba roztok etanolu. Na zvýšenie koncentrácie v Číne bolo vynájdené podrobiť roztok etylalkoholu destilácii, ktorá bola vynájdená asi pred 9 000 rokmi.
Po dlhú dobu bol etylalkohol súčasťou všetkých druhov liekov, tzv Latinský názov etanol bolo slovo, ktoré v preklade znamenalo " živá voda" A až v 18. storočí sa ruskému chemikovi Lovitzovi podarilo z roztoku izolovať čistý etylalkohol.Už v 19. storočí sa jednému švajčiarskemu vedcovi podarilo získať chemický vzorec látky a ďalší, o 50 rokov neskôr, odvodil chemikáliu štruktúra etanolu.
Chemické zloženie
Etylalkohol je chemický názov výslednej látky a etanol je jej latinské označenie. Vzorec etylalkoholu obsahuje tri molekuly - 2 atómy uhlíka, 5 atómov vodíka a hydroxylovú skupinu OH. Chemický vzorec etylalkoholu je nasledujúci - C2H5OH a jeho štruktúrny vzorec je CH3CH2OH, čo znamená nasýtenie etanolom. TO fyzické vlastnosti etylalkohol je bezfarebný, tekutá štruktúra, ľahká prchavosť, charakteristický zápach a pálivá chuť.
Medzi hlavné chemické vlastnosti látky patria:
- horľavosť s uvoľňovaním tepla;
- sfarbenie plameňa pri zapálení vonku v modrej farbe;
- reaguje s kyselinou sírovou, pričom dochádza k odštiepeniu molekúl vody;
- spolu s triedou karboxylové kyseliny tvorí estery;
- interaguje s alkalickými kovmi.
Medzi hlavné metódy výroby etylalkoholu v chémii patria:
- proces fermentácie organických produktov, v dôsledku čoho je možné získať až 15% čistého etanolu;
- priemyselná výroba využívajúca rastlinné suroviny dnes produkuje asi 95 % etylalkoholu;
- chemická reakcia zahŕňajúca celulózu (drevo) a vodu.
Oblasť použitia látky
Molekulový vzorec etylalkoholu je široko používaný v medicíne, palivovom a energetickom komplexe, priemysle, kozmeteológii a potravinárskom priemysle. Etylalkohol je výborným ničiteľom mnohých baktérií a infekcií, môže pôsobiť ako konzervačná látka a rozpúšťadlo. Palivo pre raketové motory vyrobené na základe vzorca etylalkoholu. V priemysle sa etanol používa všade, pridáva sa do väčšiny rozpúšťadiel, lakov, farieb a chemikálií pre domácnosť. V Brazílii, aby vyriešili problém emisií plynov, začali do automobilového paliva pridávať etanol získaný z cukrovej trstiny. Chemický vzorec etylalkoholu je prítomný v mnohých typoch kozmetiky, ako sú parfumy, kolínske vody, pleťové vody a tonery. V potravinárskom priemysle je hlavné miesto pre etanol alkoholické výrobky, používa sa však aj ako konzervačná látka pri výrobe väčšiny cukrárskych výrobkov.
Liek "Alcobarrier"
Vplyv na ľudské telo
Etylalkohol, ktorý vstupuje do ľudského tela, sa začína aktívne absorbovať a šíriť vo všetkých systémoch, čo negatívne ovplyvňuje zdravie. Toxická vlastnosť alkohol sa môže prejaviť vo forme nevoľnosti, závratov, straty pamäti, búšenia srdca, vracania a kocoviny.
Pri častom požívaní alkoholu dochádza k narušeniu metabolických procesov v tele, k narušeniu funkcie pečene, obličiek a kardiovaskulárneho systému. Najviac však trpí centrálny nervový systém, pretože pravidelná konzumácia alkoholických nápojov ho potláča a vedie k depresii sluchu, zraku, zhoršeniu nálady, dlhodobej depresii a zhoršenej koordinácii pohybov. Pri dlhodobom používaní môže etanol úplne zastaviť produkciu serotonínu, ktorý je zodpovedný za emocionálny stav človeka.
Chemický vzorec etanolu môže mať výrazný toxický účinok na ľudské pľúca. Pri pití alkoholu sa ochranné funkcie organizmu vytrácajú, čo má za následok poškodenie pľúc a pľúcnu infekciu. Táto infekcia môže viesť k zápalu pľúc, ktorý je často smrteľný.
Prvý, koho zasiahol etylalkohol a jeho toxické účinky sa vždy dostáva do tráviaceho traktu, kde je postihnutá sliznica žalúdka a dvanástnik. Pri častom a veľkom pití alkoholu trpí pečeň, vzniká cirhóza, ktorá môže byť aj smrteľná. Okrem toho, podľa početných lekárskych štúdií, zneužívanie alkoholické nápoje vedie k vzniku rakoviny.
Ak sú problémy s kardiovaskulárny systém Nápoje obsahujúce alkohol sú pre ľudí prísne kontraindikované. To je spojené s okamžitým zhoršením zdravia, výskytom infarktu a mŕtvice a dokonca aj smrti. Ale aj keď človek nemá problémy s krvnými cievami, zaťaženie etanolom na nich stále nie je malé. Dlhodobá konzumácia alkoholu vedie k nezvratným zmenám – zahusťovaniu cievne steny, je narušená výživa srdcového svalu.
Pre rýchlu a spoľahlivú úľavu od alkoholizmu naši čitatelia odporúčajú liek "Alcobarrier". Toto prírodný liek, ktorý blokuje túžbu po alkohole, čo spôsobuje pretrvávajúcu averziu k alkoholu. Okrem toho Alcobarrier spúšťa regeneračné procesy v orgánoch, ktoré alkohol začal ničiť. Produkt nemá žiadne kontraindikácie, účinnosť a bezpečnosť lieku bola preukázaná klinické štúdie vo Výskumnom ústave narkológie.
V globálnej výrobe sa etanol vyrába chemicky. Používa sa vo všetkých odvetviach národného hospodárstva, no debaty o tom, aký prospešný či škodlivý etylalkohol stále zúria. Táto látka môže byť v malých dávkach prospešná pre ľudské zdravie – rozširuje cievy, zlepšuje krvný obeh, pomáha pri rôznych ochoreniach vo forme liečivých tinktúr, avšak pri pravidelnom užívaní etanolu vzniká návyk a začne organizmus otravovať.
Zneužívanie alkoholu je v každom prípade škodlivé, bez ohľadu na to, či človek pije lacnú vodku alebo drahý koňak. Rýchle šírenie naprieč obehový systém pomáha etylalkoholu prenikať do všetkých kútov orgánov a narúša ich funkciu. Preto je veľmi dôležité vedieť správne vypočítať dávku alkoholických nápojov, ktorá nevedie k negatívnym následkom. Keďže alkohol je návykový, nie každý to dokáže. Etanol vo forme alkoholu je lepšie nepoužívať vôbec, ale použiť ho v tých oblastiach, kde by sa bez vynálezu tejto látky veľa vecí nepodarilo dosiahnuť.
etanol, vzorec etanolu
Prejsť na: navigácia, vyhľadávanie
| Systematický názov |
Etanol |
| Tradičné mená | Etanol |
| Chem. vzorec | С2H5OH |
| Potkan. vzorec | СH3СH2OH |
| Fyzikálne vlastnosti | |
|---|---|
| Štát | kvapalina |
| Molárna hmota | 46,069 g/mol |
| Hustota | 0,7893 g/cm³ |
| Povrchové napätie | 22,39 x 10-3 N/m pri 20 °C N/m |
| Tepelné vlastnosti | |
| T. plavák. | -114,3 °C |
| T. kip. | +78,4 °C |
| T. vsp. | 13 °C |
| T. svspl. | +363 °C |
| Atď. výbuch | 3,28 - 18,95 % |
| Trojitý bod | -114,3 °C, ? Pa |
| Kr. bodka | +241 °C, 63 bar |
| Mol. tepelná kapacita | 112,4 J/(mol K) |
| Entalpia tvorby | −234,8 kJ/mol |
| Chemické vlastnosti | |
| pKa | 15,9 |
| Rozpustnosť vo vode | nie je obmedzený |
| Optické vlastnosti | |
| Index lomu | 1,3611 |
| Štruktúra | |
| Dipólového momentu | (plyn) 1,69 D |
| Klasifikácia | |
| Reg. CAS číslo | 64-17-5 |
| PubChem | 702 |
| Reg. číslo EINECS | 200-578-6 |
| ÚSMEVY | CCO |
| Codex Alimentarius | E1510 |
| RTECS | 6300000 KQ |
| ChemSpider | 682 |
| Bezpečnosť | |
| LD50 | 10 300 mg/kg |
| Toxicita | metabolit, nízka toxicita |
| Uvedené údaje sú založené na štandardných podmienkach (25 °C, 100 kPa), pokiaľ nie je uvedené inak. | |
Etanol(etylalkohol, metylkarbinol, vínny alkohol alebo alkohol, často hovorovo jednoducho „alkohol“) - jednosýtny alkohol so vzorcom C2H5OH (empirický vzorec C2H6O), ďalšia možnosť: CH3-CH2-OH, druhý zástupca homologickej série jednosýtne alkoholy, za štandardných podmienok prchavá, horľavá, bezfarebná priehľadná kvapalina.
Aktívna zložka alkoholických nápojov, ktorá je depresívom - psychoaktívna látka, ktorá tlmí centrálny nervový systém osoba.
Etylalkohol sa tiež používa ako palivo, ako rozpúšťadlo, ako náplň do alkoholových teplomerov a ako dezinfekčný prostriedok(alebo ako jeho súčasť).
- 1 Potvrdenie
- 1.1 Fermentácia
- 1.1.1 Priemyselná produkcia alkohol z biologických surovín
- 1.1.2 Výroba hydrolýzy
- 1.2 Hydratácia etylénu
- 1.3 Čistenie etanolom
- 1.4 Absolútny alkohol
- 1.1 Fermentácia
- 2 Vlastnosti
- 2.1 Fyzikálne vlastnosti
- 2.2 Chemické vlastnosti
- 2.3 Požiarne vlastnosti
- 3 Aplikácia
- 3.1 Palivo
- 3.2 Chemický priemysel
- 3.3 Medicína
- 3.4 Parfumy a kozmetika
- 3.5 Potravinársky priemysel
- 3.6 Iné
- 4 Svetová produkcia etanolu
- 5 Použitie etanolu ako automobilového paliva
- 5.1 Vozový park na etanol
- 5.2 Nákladová efektívnosť
- 5.3 Environmentálne aspekty
- 6 Bezpečnosť a predpisy
- 7 Vplyv etanolu na ľudský organizmus
- 8 Typy a značky etanolu
- 9 Etymológia mien
- 9.1 Etymológia výrazu "etanol"
- 9.2 Etymológia názvu "alkohol"
- 9.3 Etymológia slova „alkohol“
- 10 poznámok
- 11 Pozri tiež
- 12 odkazov
Potvrdenie
Existujú 2 hlavné spôsoby výroby etanolu - mikrobiologické (alkoholová fermentácia) a syntetické (hydratácia etylénu):
Fermentácia
Pozri tiež: Bioetanol#FermentáciaSpôsob výroby etanolu, známy už od staroveku, je alkoholová fermentácia organických produktov obsahujúcich sacharidy (hrozno, ovocie atď.) pôsobením enzýmov kvasiniek a baktérií. Podobne vyzerá spracovanie škrobu, zemiakov, ryže, kukurice, zdrojom palivového liehu je surový cukor vyrobený z trstiny atď. Táto reakcia je pomerne zložitá, jej diagram možno vyjadriť rovnicou:
C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2C02.
Roztok získaný fermentáciou neobsahuje viac ako 15 % etanolu, pretože kvasinky nie sú životaschopné v koncentrovanejších roztokoch. Takto vyrobený etanol je potrebné čistiť a koncentrovať, zvyčajne destiláciou.
Na výrobu etanolu touto metódou sa najčastejšie používajú rôzne kmene kvasiniek druhu Saccharomyces cerevisiae, ako živná pôda sa používajú predupravené piliny a/alebo z nich získaný roztok.
Priemyselná výroba alkoholu z biologických surovín
Moderná priemyselná technológia výroby etylalkoholu z potravinárskych surovín zahŕňa tieto etapy:
- Príprava a mletie škrobových surovín - obilia (predovšetkým raž, pšenica), zemiaky, kukurica, jablká atď.
- Fermentácia. V tomto štádiu nastáva enzymatické štiepenie škrobu na skvasiteľné cukry. Na tieto účely sa používajú rekombinantné alfa-amylázové prípravky získané bioinžinierstvom – glukamyláza, amylosubtilín.
- Fermentácia. V dôsledku kvasenia cukrov kvasinkami sa v zápare hromadí alkohol.
- Bragorektifikácia. Vykonáva sa na urýchľovacích kolónach.
Fermentačný odpad je oxid uhličitý, výpalky, éter-aldehydová frakcia, pribudlinový alkohol a pribudlové oleje.
Alkohol pochádzajúci z rektifikačnej jednotky Bragon (BRU) nie je bezvodý, obsah etanolu v ňom je až 95,6 %. V závislosti od obsahu cudzích nečistôt v ňom sa delí do nasledujúcich kategórií:
- Alfa
- Extra
- základ
- najvyššie čistenie
- 1. stupeň
Produktivita moderného liehovaru je asi 30 000 – 100 000 litrov alkoholu denne.
Výroba hydrolýzy
Hlavné články: Hydrolýzny alkohol, Výroba hydrolýzyV priemyselnom meradle sa etylalkohol vyrába zo surovín obsahujúcich celulózu (drevo, slama), ktorá sa predbežne hydrolyzuje. Výsledná zmes pentóz a hexóz sa podrobí alkoholovej fermentácii. krajín západná Európa a Amerike táto technológia nebola rozšírená, ale v ZSSR (teraz v Rusku) bol rozvinutý priemysel kŕmnych hydrolytických kvasníc a hydrolytického etanolu.
Etylénová hydratácia
V priemysle sa spolu s prvým spôsobom používa hydratácia etylénu. Hydratáciu je možné vykonávať podľa dvoch schém:
- priama hydratácia pri teplote 300 °C, tlaku 7 MPa, ako katalyzátor sa používa kyselina ortofosforečná nanesená na silikagéli, Aktívne uhlie alebo azbest:
- hydratácia cez stupeň medziproduktového esteru kyseliny sírovej, po ktorej nasleduje jeho hydrolýza (pri teplote 80-90 °C a tlaku 3,5 MPa):
Táto reakcia je komplikovaná tvorbou dietyléteru.
Čistenie etanolom
Etanol, vyrobený hydratáciou etylénu alebo fermentáciou, je zmes vody a alkoholu obsahujúca nečistoty. Pre jeho priemyselné, potravinárske a liekopisné využitie je nevyhnutné čistenie. Frakčnou destiláciou sa získa etanol s koncentráciou asi 95,6 % (hmotn.); tento azeotrop, neoddeliteľný destiláciou, obsahuje 4,4 % hmotn. vody a má teplotu varu 78,15 °C.
Destilácia uvoľňuje etanol z prchavých aj ťažkých frakcií organickej hmoty(spodný zvyšok).
Absolútny alkohol
Absolútny alkohol je etylalkohol, ktorý neobsahuje prakticky žiadnu vodu. Vrie pri 78,39 °C, kým rektifikovaný lieh s obsahom vody najmenej 4,43 % vrie pri 78,15 °C. Získava sa destiláciou vodného alkoholu s obsahom benzénu a inými metódami, napríklad sa na alkohol pôsobí látkami, ktoré reagujú s vodou alebo vodu absorbujú, ako je nehasené vápno CaO alebo kalcinovaný síran meďnatý CuSO4.
Vlastnosti
Fyzikálne vlastnosti
Vzhľad: za normálnych podmienok je to bezfarebná prchavá kvapalina s charakteristickým zápachom a štipľavou chuťou. Etylalkohol je ľahší ako voda. Je dobrým rozpúšťadlom pre iné organické látky. Treba sa vyhnúť populárnej chybe: vlastnosti 95,57% alkoholu a absolutizovaného alkoholu sú často zmiešané. Ich vlastnosti sú takmer rovnaké, ale hodnoty sa začínajú líšiť od 3. do 4. platnej číslice.
| Molekulová hmotnosť | 46,069 a. jesť. |
| Teplota topenia | -114,15 °C |
| Teplota varu | 78,39 °C |
| Kritický bod | 241 °C (pri tlaku 6,3 MPa) |
| Rozpustnosť | miešateľný s benzénom, vodou, glycerínom, dietyléterom, acetónom, metanolom, kyselinou octovou, chloroformom |
| Index lomu | 1,3611
(teplotný koeficient indexu lomu 4,0 10−4, platný v rozsahu teplôt 10-30 °C) |
| Štandardná entalpia tvorby ΔH | -234,8 kJ/mol (g) (pri 298 K) |
| Štandardná entropia formácie S | 281,38 J/mol K (g) (pri 298 K) |
| Štandardná molárna tepelná kapacita Cp | 1,197 J/mol K (g) (pri 298 K) |
| Entalpia topenia ΔHpl | 4,81 kJ/mol |
| Entalpia varu ΔHvar | 839,3 kJ/mol |
Zmes 95,57 % etanolu + 4,43 % vody je azeotropická, to znamená, že sa počas destilácie neoddeľuje.
Chemické vlastnosti
Animácia 3D modelu molekuly etanoluTypický predstaviteľ jednosýtnych alkoholov.
Horľavý Veľmi horľavý. Pri dostatočnom prístupe vzduchu horí (kvôli kyslíku) ľahkým modrastým plameňom, pričom vznikajú koncové oxidačné produkty - oxid uhličitý a voda:
C2H5OH + 302 -> 2C02 + 3H20
Táto reakcia prebieha ešte intenzívnejšie v atmosfére čistého kyslíka.
Za určitých podmienok (teplota, tlak, katalyzátory) riadená oxidácia (ako elementárnym kyslíkom, tak aj mnohými ďalšími oxidačnými činidlami) na acetaldehyd, kyselinu octovú, kyselina šťaveľová a niektoré ďalšie produkty, napr.
3C2H5OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3CHO + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O
Má mierny kyslé vlastnosti najmä ako kyseliny interaguje s alkalickými kovmi, ako aj s horčíkom, hliníkom a ich hydridmi, pričom uvoľňuje vodík a vytvára soľné etyláty, ktoré sú typickými predstaviteľmi alkoholátov:
2C2H5OH + 2K -> 2C2H5OK + H2. C2H5OH + NaH -> C2H5ONa + H2
Reverzibilne reaguje s karboxylovými a niektorými anorganickými kyselinami obsahujúcimi kyslík za vzniku esterov:
C2H5OH + RCOOH ⇄ RCOOC2H5 + H2O C2H5OH + HNO2 ⇄ C2H5ONO + H2O
S halogenovodíkmi (HCl, HBr, HI) vstupuje do reverzibilných nukleofilných substitučných reakcií:
C2H5OH + HX ⇄ C2H5X + H2O
Bez katalyzátorov je reakcia s HCl relatívne pomalá; oveľa rýchlejšie - v prítomnosti chloridu zinočnatého a niektorých ďalších Lewisových kyselín.
Namiesto halogenovodíkov, halogenidov fosforu a halogenidových oxidov sa na nahradenie hydroxylovej skupiny halogénom môže použiť tionylchlorid a niektoré ďalšie činidlá, napríklad:
3C2H5OH + PCl3 -> 3C2H5Cl + H3P03
Samotný etanol má tiež nukleofilné vlastnosti. Najmä sa pomerne ľahko pripája k aktivovaným viacnásobným väzbám, napríklad:
C2H5OH + CH2=CHCN → C2H5OCH2CH2CN,
reaguje s aldehydmi za vzniku poloacetálov a acetálov:
RCHO + C2H5OH → RCH(OH)OC2H5 RCH(OH)OC2H5 + C2H5OH → RCH(OC2H5)2 + H2O
Pri miernom zahriatí (nie nad 120 °C) s koncentrovanou kyselinou sírovou alebo inými kyslými vodu odstraňujúcimi činidlami vzniká dietyléter:
2С2Н5OH ⇄ С2Н5-O-С2Н5 + H2O
Pri silnejšom zahriatí kyselinou sírovou, ako aj pri prechode pár cez oxid hlinitý zahriaty na 350÷500 °C dochádza k hlbšej dehydratácii. Takto vzniká etylén:
CH3CH2OH ⇄ CH2=CH2 + H20
Pri použití katalyzátorov obsahujúcich spolu s oxidom hlinitým, vysoko dispergované striebro a ďalšie zložky je možné proces dehydratácie kombinovať s riadenou oxidáciou etylénu elementárnym kyslíkom, čím je možné realizovať jednostupňový proces pre výroba etylénoxidu s uspokojivým výťažkom:
2CH3CH2OH +02 -> 2C2H4O + 2H20
V prítomnosti katalyzátora obsahujúceho oxidy hliníka, kremíka, zinku a horčíka prechádza radom zložitých premien s tvorbou butadiénu ako hlavného produktu (Lebedevova reakcia):
2C2H5OH -> CH2=CH-CH=CH2 + H20 + H2
V roku 1932 sa na základe tejto reakcie zorganizovala v ZSSR prvá veľkovýroba syntetického kaučuku na svete.
V mierne zásaditom prostredí tvorí jodoform:
C2H5OH + 4I2 + 6NaHCO3 → CHI3 + HCOONa + 5NaI + 5H2O + 6CO2
Táto reakcia má určitý význam pre kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie etanolu v neprítomnosti iných látok, ktoré spôsobujú podobnú reakciu.
Požiarne vlastnosti
Veľmi horľavá bezfarebná kvapalina; tlak nasýtených pár, kPa: log p = 7,81158-1918,508/(252,125+t) pri teplotách od -31 do 78 °C; spaľovacie teplo - 1408 kJ/mol; formovacie teplo -239,4 kJ/mol; bod vzplanutia 13°C (v uzavretom tégliku), 16°C (v otvorenom tégliku); teplota vznietenia 18°C; teplota samovznietenia 400°C; koncentračné limity šírenia plameňa 3,6 - 17,7 % objemu; teplotné limity pre šírenie plameňa: spodná 11°C, horná 41°C; minimálna flegmatizačná koncentrácia, % objem: CO2 - 29,5, H2O - 35,7, N2 - 46; maximálny tlak výbuch 682 kPa; maximálna rýchlosť nárast tlaku 15,8 MPa/s; rýchlosť vyhorenia 0,037 kg/(m2 s); maximálne normálna rýchlosťšírenie plameňa - 0,556 m/s; minimálna energia vznietenia - 0,246 MJ; Minimálny obsah výbušného kyslíka je 11,1 % objemu.
Aplikácia
Palivo
Prvým, kto použil etanol ako motorové palivo, bol Henry Ford, ktorý v roku 1880 vytvoril prvé auto na etanol. Možnosť použitia alkoholov ako motorového paliva sa ukázala aj v roku 1902, kedy bolo na súťaži v Paríži vystavených viac ako 70 karburátorových motorov poháňaných etanolom a zmesou etanolu a benzínu.
Etanol môže byť použitý ako palivo, a to aj pre raketové motory (napríklad 70% vodný etanol bol použitý ako palivo v prvej sériovej balistickej rakete na svete - nemeckej V-2), spaľovacích motoroch, domácich, kempingových a laboratórnych vykurovacích zariadeniach ( takzvané „alkoholové lampy“), vyhrievacie podložky pre turistov a vojenský personál (katalytická autooxidácia na platinovom katalyzátore). V obmedzenej miere (pre svoju hygroskopickosť) sa používa v zmesi s klasickými ropnými kvapalnými palivami. Vyrába sa z neho vysokokvalitné palivo a benzínová zložka – etylterc-butyléter, ktorý je nezávislejší od fosílnych organických látok ako MTBE.
Chemický priemysel
- slúži ako surovina pre mnohých chemických látok ako je acetaldehyd, dietyléter, tetraetylolovo, kyselina octová, chloroform, etylacetát, etylén atď.;
- široko používané ako rozpúšťadlo (v priemysle farieb a lakov, pri výrobe chemikálií pre domácnosť a mnohých ďalších oblastiach);
- je súčasťou nemrznúcej zmesi a ostrekovačov čelného skla;
- V chemikáliách pre domácnosť sa etanol používa v čistiacich prostriedkoch a čistiacich prostriedkoch, najmä na starostlivosť o sklo a inštalatérske práce. Je to rozpúšťadlo pre repelenty.
Liek
V medicíne sa etylalkohol používa predovšetkým ako rozpúšťadlo, extraktant a antiseptikum. Pozri tiež: Lekársky antiseptický roztok- Z hľadiska účinku možno etylalkohol klasifikovať ako antiseptikum;
- ako dezinfekčný a sušiaci prostriedok, zvonka;
- sušiace a opaľovacie vlastnosti 96% etylalkoholu sa používajú na ošetrenie chirurgického poľa alebo v niektorých technikách na ošetrenie rúk chirurga;
- rozpúšťadlo na lieky, na prípravu tinktúr, extraktov z rastlinných materiálov atď.;
- konzervačná látka pre tinktúry a extrakty ( minimálna koncentrácia 18 %);
- odpeňovač pri dodávke kyslíka, umelé vetranie;
- v teplých obkladoch;
- na fyzické ochladzovanie počas horúčky (na trenie);
- komponent celková anestézia v situáciách nedostatku liekov;
- ako odpeňovacie činidlo na pľúcny edém vo forme inhalácie 33% roztoku;
- etanol je protijed na otravu určitými toxickými alkoholmi, ako je metanol a etylénglykol. Jeho účinok je spôsobený skutočnosťou, že enzým alkoholdehydrogenáza v prítomnosti niekoľkých substrátov (napríklad metanol a etanol) vykonáva iba kompetitívnu oxidáciu, vďaka ktorej po včasnej (takmer okamžitej, po metanole/etylénglykole) príjmom etanolu klesá súčasná koncentrácia toxických metabolitov (pre metanol - formaldehyd a kyselina mravčia, pre etylénglykol - kyselina šťaveľová).
Parfumy a kozmetika
Je univerzálnym rozpúšťadlom rôznych látok a hlavnou zložkou parfumov, kolínskej vody, aerosólov atď. Je súčasťou rôznych produktov, vrátane takých: zubné pasty, šampóny, sprchové prípravky atď.
Potravinársky priemysel
Spolu s vodou je hlavnou zložkou alkoholických nápojov (vodka, víno, gin, pivo atď.). V malom množstve sa nachádza aj v množstve nápojov získaných kvasením, ktoré však nie sú klasifikované ako alkoholické (kefír, kvas, kumiss, nealkoholické pivo atď.). Obsah etanolu v čerstvom kefíre je zanedbateľný (0,12%), ale ak dlho stojí, najmä na teplom mieste, môže dosiahnuť 1%. kumiss obsahuje 1-3% etanolu (v silnom etanole do 4,5%), kvas - od 0,5 do 1,2%.
Rozpúšťadlo na dochucovadlá potravín. Môže byť použitý ako konzervačný prostriedok pre pekárenské výrobky, ako aj v cukrárskom priemysle.
Registrovaný ako prídavné látky v potravinách E1510.
Energetická hodnota etanolu je 7,1 kcal/g.
Iné
Používa sa na fixáciu a konzerváciu biologických prípravkov.
Svetová produkcia etanolu
Výroba etanolu podľa krajiny, milióny litrov. Údaje z etanolrfa.org.
| Krajina | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| USA | 13 362 | 16 117 | 19 946 | 24 565 | 34 776 | 40 068 | 45 360 |
| Brazília | 15 078 | 15 978 | 16 977 | 18 972,58 | 24 464,9 | ||
| Európska únia | - | - | - | 2 155,73 | 2 773 | ||
| Čína | 3 643 | 3 795 | 3 845 | 1 837,08 | 1 897,18 | ||
| India | 1 746 | 1 697 | 1 897 | 199,58 | 249,48 | ||
| Francúzsko | 827 | 907 | 948 | - | - | ||
| Nemecko | 268 | 430 | 764 | - | - | ||
| Rusko | 760 | 860 | 608 | 609 | 536 | 517 | 700 |
| južná Afrika | 415 | 389 | 387 | - | - | ||
| Veľká Británia | 400 | 351 | 279 | - | - | ||
| Španielsko | 298 | 298 | 463 | - | - | ||
| Thajsko | 279 | 298 | 352 | 299,37 | 339,4 | ||
| Kolumbia | - | - | 279 | 283,12 | 299,37 | ||
| Celý svet: | 40 710 | 45 927 | 50 989 | 49 524,42 | 65 527,05 |
Použitie etanolu ako automobilového paliva
Hlavný článok: BioetanolPalivový etanol sa delí na bioetanol a etanol získaný inými metódami (z plastového odpadu, syntetizovaný z plynu a pod.).
Bioetanol je kvapalné palivo s obsahom etanolu vyrábané špeciálnymi závodmi zo škrobu, celulózy alebo surovín obsahujúcich cukor pomocou systému krátkej destilácie (umožňuje nám získať kvalitu dostatočnú na použitie ako palivo). Obsahuje metanol a fuselové oleje, vďaka čomu je úplne nepitný. Používa sa v čistej forme (presnejšie ako 96,6% azeotrop) a častejšie v zmesi s benzínom (tzv. gasohol) alebo motorovou naftou. Výroba a používanie bioetanolu sa vo väčšine krajín sveta zvyšuje ako ekologickejšia a obnoviteľnejšia alternatíva k rope.
Iba autá s vhodným motorom alebo s univerzálnym Flex-Fuel (schopným spotrebovať zmesi benzín/etanol v akomkoľvek pomere) sú schopné plne využívať bioetanol. Benzínový motor je schopný spotrebovať benzín s prídavkom etanolu maximálne 30 %, je možné prerobiť aj bežný benzínový motor, ale to nie je ekonomicky realizovateľné.
Problémom je nedostatočná miešateľnosť benzínu a motorovej nafty s etanolom, preto sa tento často odlupuje (s nízke teploty Vždy). Tento problém je obzvlášť dôležitý pre Rusko. V súčasnosti nebolo nájdené žiadne riešenie tohto problému.
Výhodou zmesí etanolu s inými typmi palív oproti „čistému“ etanolu je lepšia zápalnosť vďaka nízkemu obsahu vlhkosti, zatiaľ čo „čistý“ etanol (trieda E100, s praktickým obsahom C2H5OH 96,6 %) je azeotrop, ktorý sa nedá oddeliť. destiláciou. Delenie iným spôsobom je nerentabilné. Keď sa do benzínu alebo nafty pridá etanol, voda sa oddelí.
V rôznych krajinách platí nasledovné: vládne programy používanie etanolu a zmesí, ktoré ho obsahujú, v doprave so spaľovacími motormi:
| Krajina | Požiadavky |
|---|---|
| Brazília | 22-25% etanolu v benzíne, 2% v motorovej nafte, k dispozícii sú vysokoetanolové stupne (E85, E100), ich podiel na trhu sa postupne zvyšuje. Hlavným zdrojom je cukrová trstina. Asi 45 % svetovej produkcie. |
| USA | Spojené štáty americké predstavujú 44,7 % celosvetovej produkcie palivového alkoholu. Zavádzajú sa značky zmesí etanolu a benzínu (E85, E10). Očakáva sa, že do roku 2020 zavedie 20 %. |
| Venezuela | 10% etanol v benzíne. |
| Európska únia | Pridáva sa až ~6 %. povinné, zavádzajú sa etanol triedy E10 a vyššie. |
| Čína | Produkovať 3 milióny ton ročne do roku 2010/ |
| Argentína | Pri všetkých značkách benzínu sa vyžaduje pridanie 5 % etanolu, zavádzajú sa značky s vyšším obsahom. |
| Thajsko | 5% etanolu je minimálny povolený obsah v benzíne. |
| Ukrajina | Obsah etanolu v benzíne je legálne stanovený od roku 2013 a 7 % od roku 2014. Na čerpacích staniciach sa bežne predáva palivo s obsahom bioetanolu v rozmedzí od 30 do 37,2 %. |
| Kolumbia | 10% zmes v veľké mestá do septembra 2005/ |
| Kanada | 5% zmes od septembra 2010 |
| Japonsko | Povolený je obsah etanolu v benzíne 3 % alebo menej. |
| India | 20 % biopalív do roku 2017. Teraz je to 5 %. Vyrába sa zo širokej škály surovín, najmä z drevnej štiepky. |
| Austrália | Etanol v benzíne nie je viac ako 10%, stupeň E10. |
| Indonézia | 10% alkoholu v benzíne/ |
| Filipíny | E10 sa postupne zavádza. |
| Írsko | Triedy E5-E10 sú pomerne široko používané a budú sa aj naďalej zavádzať. |
| Dánsko | Podobne ako v Írsku. |
| Čile | 2% obsah etanolu v automobilovom palive je povolený. |
| Mexiko | 3,2 % biopalív v automobilových palivách je povinných do roku 2012. Amerika je krajina, ktorá sa najviac zdráha zavádzať biopalivá. |
V Spojených štátoch energetický zákon, podpísaný prezidentom Bushom v auguste 2005, stanovuje do roku 2012 ročnú produkciu 30 miliárd litrov etanolu z obilia a 3,8 miliardy litrov z celulózy (steblá kukurice, ryžová slama, lesný odpad).
Zavedenie výroby biopalív je nákladný proces, ktorý však neskôr prináša výhody pre hospodárstvo. Napríklad výstavba závodu na výrobu etanolu s kapacitou 40 miliónov galónov dáva ekonomike (na príklade USA):
- investícia 142 miliónov USD počas výstavby;
- 41 pracovisko v závode plus 694 pracovných miest v celom hospodárstve;
- Zvyšuje miestne ceny obilia o 5 až 10 centov za bušl;
- Zvyšuje príjem miestnych domácností o 19,6 milióna dolárov ročne;
- Vygeneruje v priemere dane vo výške 1,2 milióna USD;
- Návratnosť investície 13,3 % ročne.
V roku 2006 etanolový priemysel prispel k ekonomike USA:
- 160 231 nových pracovných miest vo všetkých odvetviach vrátane 20 000 pracovných miest v stavebníctve;
- Zvýšený príjem domácností o 6,7 miliardy USD;
- Vygenerovalo 2,7 miliardy dolárov na federálnych daniach a 2,3 miliardy dolárov na miestnych daniach.
V roku 2006 sa v USA spracovalo 2,15 miliardy bušlov kukurice na etanol, čo predstavuje 20,5 % ročnej produkcie kukurice. Etanol sa stal po hospodárskych zvieratách a exporte tretím najväčším spotrebiteľom kukurice. 15 % úrody ciroku v USA sa spracováva na etanol.
Výroba výpalkov v etanolovom priemysle v USA, metrické tony suchej hmotnosti.
Výpalky sú druhotnou kŕmnou surovinou a možno ich použiť aj na výrobu bioplynu.
Vozový park na etanol
Zmes etanolu a benzínu sa označuje písmenom E. Číslo vedľa písmena E označuje percento etanolu. E85 znamená zmes 85 % etanolu a 15 % benzínu.
Zmesi do 20% etanolu je možné použiť na akomkoľvek vozidle. Niektorí výrobcovia automobilov však obmedzujú záruku pri použití zmesí obsahujúcich viac ako 10 % etanolu. Zmesi obsahujúce viac ako 20 % etanolu v mnohých prípadoch vyžadujú úpravy zapaľovacieho systému vozidla.
Automobilky vyrábajú autá, ktoré môžu jazdiť na benzín aj E85. Takéto autá sa nazývajú „Flex-Fuel“. V Brazílii sa takéto autá nazývajú „hybridné“. V ruštine nie je žiadne meno. Väčšina moderných automobilov buď natívne podporuje používanie takéhoto paliva, alebo voliteľne na požiadanie.
V roku 2005 malo viac ako 5 miliónov áut v Spojených štátoch hybridné motory. Na konci roka 2006 sa v Spojených štátoch používalo 6 miliónov áut s takýmito motormi. Celkový vozový park predstavuje 230 miliónov vozidiel.
1200 čerpacích staníc predáva E85 (máj 2007). Celkovo asi 170 000 čerpacích staníc predáva automobilové palivo v Spojených štátoch.
Ekonomický
Náklady na brazílsky etanol (približne 0,19 USD za liter v roku 2006) robia jeho používanie ekonomicky životaschopné.
Environmentálne aspekty
Bioetanol ako palivo sa často označuje ako „neutrálny“ ako zdroj skleníkových plynov. Má nulovú bilanciu oxidu uhličitého, pretože pri jeho výrobe fermentáciou a následným spaľovaním sa uvoľňuje rovnaké množstvo CO2, aké predtým z atmosféry odoberali rastliny používané na jeho výrobu. Rektifikácia etanolu si však vyžaduje dodatočnú spotrebu energie generovanej jednou z „tradičných“ metód (vrátane spaľovania fosílnych palív).
V roku 2006 používanie etanolu v Spojených štátoch znížilo emisie o približne 8 miliónov ton skleníkových plynov (ekvivalent CO2), čo sa približne rovná ročným emisiám 1,21 milióna áut.
Bezpečnosť a regulácia
Denaturovaný alkohol- Etanol je horľavá látka, zmes jeho pár a vzduchu je výbušná.
- V zozname je zaradený syntetický etylalkohol, technický a potravinársky, nevhodný na výrobu alkoholických nápojov toxické látky na účely článku 234 a ďalších článkov Trestného zákona Ruskej federácie.
- Od roku 2005 maloobchod alkohol je v Rusku zakázaný (s výnimkou Ďalekého severu).
Vplyv etanolu na ľudské telo
Hlavné články: Toxikológia etanolu, AlkoholizmusEtanol v alkoholických nápojoch je karcinogén s preukázanou schopnosťou spôsobovať rakovinu. v závislosti od dávky, koncentrácie, cesty vstupu do tela a trvania expozície môže mať etanol aj narkotické a toxický účinok. Narkotický účinok sa vzťahuje na jeho schopnosť spôsobiť kómu, strnulosť, necitlivosť na bolesť, útlm funkcií centrálneho nervového systému, alkoholové vzrušenie, závislosť, ako aj jeho anestetický účinok. Pod vplyvom etanolu sa endorfíny uvoľňujú v nucleus accumbens (Nucleus accumbens) a u alkoholikov aj v orbitofrontálnom kortexe (pole 10). Z právneho hľadiska však etylalkohol nie je uznávaný ako droga, keďže táto látka nie je zahrnutá v medzinárodnom zozname kontrolovaných látok dohovoru OSN z roku 1988. určité dávky na telesnú hmotnosť a koncentrácie vedú k akútnej otravy a smrť (smrteľná jednorazová dávka - 4-12 gramov etanolu na kilogram telesnej hmotnosti).
Hlavný metabolit etanolu, acetaldehyd, je toxický, mutagénny a karcinogénny. Existujú dôkazy o karcinogenite acetaldehydu pri pokusoch na zvieratách; Navyše acetaldehyd poškodzuje DNA.
Dlhodobá konzumácia etanolu môže spôsobiť ochorenia ako cirhóza pečene, gastritída, žalúdočné vredy, rakovina žalúdka a pažeráka a kardiovaskulárne ochorenia.
Konzumácia etanolu môže spôsobiť oxidačné poškodenie mozgových neurónov, ako aj ich smrť v dôsledku poškodenia hematoencefalickej bariéry.
Zneužívanie alkoholu môže viesť k klinická depresia a alkoholizmus.
Etanol je prirodzený metabolit ľudského tela a môže byť syntetizovaný v malých množstvách v telesných tkanivách (pravý endogénny alkohol) alebo v gastrointestinálny trakt v dôsledku fermentačných procesov sacharidových potravín (podmienený endogénny alkohol). Množstvo endogénneho alkoholu málokedy prekročí 0,18 ppm, čo je na hranici citlivosti najmodernejších prístrojov. Bežný alkohol tester takéto množstvá nedokáže určiť.
Druhy a značky etanolu
- Rektifikovaný alkohol (presnejšie rektifikovaný alkohol) je etylalkohol čistený rektifikáciou, obsahuje 95,57 %, chemický vzorec C2H5OH. Môže byť vyrobený v súlade s GOST 18300-72 (Gosstandart ZSSR, rektifikovaný etylalkohol, technické podmienky) a GOST 5964-82; GOST 5964-93. V závislosti od stupňa čistenia sa rektifikovaný technický etylalkohol vyrába v triede „Extra“ a v dvoch stupňoch: prémiový a prvý
- Absolútny etylalkohol - obsah alkoholu >99,9%.
- Lieh lekársky - obsah alkoholu 96,4-96,7%.
Etymológia mien
Na označenie tejto látky sa používa niekoľko názvov. Technicky najsprávnejší výraz je etanol alebo etylalkohol. Názvy alkohol, vínny destilát alebo jednoducho alkohol sa však rozšírili, hoci alkoholy alebo alkoholy sú širšou triedou látok.
Etymológia výrazu "etanol"
Názvy etanol a etylalkohol naznačujú, že táto zlúčenina obsahuje etyl, etánový radikál. Navyše slovo alkohol (prípona -ol) v názve označuje obsah hydroxylovej skupiny (-OH), charakteristickej pre alkoholy.
Etymológia názvu "alkohol"
Názov alkohol pochádza z arabčiny. الكحل al-kuhul, čo znamená jemný prášok získaný sublimáciou, práškový antimón, prášok na tónovanie očných viečok.
Slovo „alkohol“ sa do ruštiny dostalo prostredníctvom nemeckého variantu. alkohol. V ruskom jazyku sa však zachoval vo forme archaizmu, zjavne ako homonymum slova „alkohol“ vo význame „jemný prášok“.
Etymológia slova "alkohol"
Názov etanol vínny alkohol pochádza z lat. spiritus vini (duch vína). Ruské slovo „alkohol“ prešlo cez anglickú verziu. ducha.
IN anglický jazyk slovo „alkohol“ sa v tomto význame používalo už v polovici 13. storočia a až od roku 1610 začali alchymisti slovo „alkohol“ používať na označenie prchavých látok, čo zodpovedá základnému významu slova „ spiritus“ (vyparovanie) v latinčina. V 70. rokoch 17. storočia sa význam slova zúžil na „kvapaliny s vysokým percentom alkoholu“ a prchavé kvapaliny sa nazývali étery.
Pozri tiež Etymológiu názvu v článku „Alkoholy“.
Poznámky
- Európsky informačný systém o chemických látkach získaný 8. decembra 2013.
- Chastain G (2006). "Alkohol, neurotransmiterové systémy a správanie." Časopis všeobecnej psychológie 133 (4). DOI:10.3200/GENP.133.4.329-335. PMID 17128954.
- Článok „Absolútny alkohol“ v TSB.
- Príprava absolútneho alkoholu
- Etylalkohol: chemické a fyzikálne vlastnosti
- V.G. Kozin, N.L. Solodova, N.Yu Bashkirtseva, A.I. Abdullin. Moderné technológie výroba komponentov motorových palív. Návod. - Kazaň: KSTU, 2009. - 327 s.
- Lieky ovplyvňujúce centrálny nervový systém
- Flomenbaum, Goldfrank a kol. Goldfrank's Toxicologic Emergencies. 8. vydanie. - McGraw Hill, 2006. - S. 1465. - 2170 s. - ISBN 0071437630.
- Federálna agentúra pre technickú reguláciu a metrológiu. GOST R 52409-2005 (úplné znenie)
- Russell, Nicholas J. Potravinové konzervačné látky. - New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2003. - S. 198. - ISBN 0-306-47736-X.
- E1510 - etylalkohol
- Výroba etanolu v roku 2008 presahuje 9 miliárd galónov
- Svetová štatistika produkcie etanolu
- Národný program.rf - Alternatívne palivá
- 1 2 Bioetanol: prehľad svetového a ruského trhu. Cleandex.
- Informačná a analytická agentúra "INFOBIO"
- ECOTOC
- 1 2 Rusko a Amerika v 21. storočí
- Európska únia opúšťa tradičný benzín od 1.12.16.2010
- bioetanol, biobenzín, alternatívne palivo INOVATÍVNY E 95 problém použitia aplikácia
- Ottawa bude napriek obavám pretláčať etanol (od 23.05.2013 (793 dní) - neprístupný odkaz - história, kópia)
- Interfax West
- India si stanovila cieľ 20 % biopalív do roku 2017
- Ivan Castano Zdá sa, že mexické biopalivá spĺňajú 3 % cieľ miešania v roku 2012 2. mája 2011
- Národná asociácia biopalív
