ETHYL ALKOHOL: PORMULA, MGA KATANGIAN, PANGANIB AT PAGGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang ethyl alkohol , ethanol o alkohol, ay isang organikong klase ng kemikal na compound ng alkohol sa alak at ginawa ng lebadura o sa pamamagitan ng mga proseso ng petrochemical. Ito ay isang walang kulay, nasusunog na likido at bilang karagdagan sa pagiging isang psychoactive na sangkap, bilang isang disimpektante at antiseptiko, bilang isang mapagkukunan ng gasolina para sa malinis na pagkasunog, sa industriya ng pagmamanupaktura o bilang isang solong kemikal.

Ang formula ng kemikal ng Ethyl alkohol ay C ₂ H ₅ OH at ang pinahabang formula nito ay CH ₃ CH ₂ OH. Sinulat din ito bilang EtOH at ang pangalan ng IUPAC ay etanol. Samakatuwid, ang mga sangkap na kemikal nito ay carbon, hydrogyne at oxygen. Ang molekula ay binubuo ng isang two-carbon chain (ethane), kung saan ang isang H ay pinalitan ng isang hydroxyl group (-OH). Ang istrukturang kemikal nito ay ipinakita sa Larawan 1.

Larawan 1: istraktura ng etanol

Ito ang pangalawang pinakasimpleng alkohol. Ang lahat ng mga carbon at oxygen na atom ay sp3 na nagpapahintulot sa libreng pag-ikot ng mga hangganan ng molekula. (Formula ng alkohol na Ethyl, SF).

Ang Ethanol ay matatagpuan sa malawak na kalikasan sapagkat ito ay bahagi ng metabolic process ng lebadura tulad ng Saccharomyces cerevisiae, naroroon din ito sa hinog na prutas. Ginagawa din ito ng ilang mga halaman sa pamamagitan ng anerobiosis. Natagpuan din ito sa kalawakan.

Ang Ethanol ay maaaring magawa ng lebadura gamit ang pagbuburo ng mga asukal na matatagpuan sa mga butil tulad ng mais, sorghum, at barley, pati na rin ang mga balat ng patatas, bigas, tubo, asukal, at mga pag-aayos ng bakuran; o sa pamamagitan ng organikong synthesis.

Ang organikong synthesis ay isinasagawa sa pamamagitan ng hydration ng ethylene na nakuha sa industriya ng petrochemical at paggamit ng sulfuric o phosphoric acid bilang isang katalista sa 250-300 ºC:

CH ₂ = CH ₂ + H ₂ O → CH ₃ CH ₂ OH

Paggawa ng alkohol na Ethyl

Ang Ethanol mula sa pagbuburo ng mga asukal ay ang pangunahing proseso para sa paggawa ng mga inuming nakalalasing at biofuel. Ginagamit ito lalo na sa mga bansa tulad ng Brazil, kung saan ginagamit ang lebadura para sa biosynthesis ng ethanol mula sa tubo.

Ang mais ay pangunahing sangkap para sa gasolina ng ethanol sa Estados Unidos. Ito ay dahil sa kasaganaan at mababang presyo nito. Ang sugar at mga beets ay ang pinaka-karaniwang sangkap na ginagamit upang gumawa ng ethanol sa iba pang mga bahagi ng mundo.

Dahil ang alkohol ay nilikha sa pamamagitan ng pagbuburo ng asukal, ang mga pananim ng asukal ay ang pinakamadaling sangkap na mai-convert sa alkohol. Ang Brazil, ang pangalawang pinakamalaking prodyuser ng fuel ethanol, ay gumagawa ng karamihan sa ethanol nito mula sa tubo.

Karamihan sa mga kotse sa Brazil ay may kakayahang tumakbo sa purong ethanol o sa isang halo ng gasolina at etanol.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Ang Ethanol ay isang malinaw, walang kulay na likido na may katangian na amoy at nasusunog na panlasa (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ang molar mass ng ethyl alkohol ay 46.06 g / mol. Ang natutunaw na punto at punto ng kumukulo ay -114 ºC at 78 ºC, ayon sa pagkakabanggit. Ito ay isang pabagu-bago ng isip likido at ang density nito ay 0.789 g / ml. Ang Ethyl alkohol ay nasusunog din at gumagawa ng isang walang amoy asul na apoy.

Ito ay mali sa tubig at karamihan sa mga organikong solvent tulad ng acetic acid, acetone, benzene, carbon tetrachloride, chloroform at eter.

Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay ang etanol ay nagkakamali rin sa aliphatic solvents tulad ng pentane at hexane, ngunit ang kakayahang makumpleto nito ay nakasalalay sa temperatura (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID = 702, 2017).

Ang Ethanol ay ang pinakamahusay na kilalang kinatawan ng mga alkohol. Sa molekula na ito, ang pangkat ng hydroxyl ay nasa isang terminal na carbon, na nagreresulta sa mataas na polariseysyon ng molekula.

Samakatuwid, ang ethanol ay maaaring makabuo ng mga malakas na pakikipag-ugnayan, tulad ng hydrogen bonding at dipole-dipole interaction. Sa tubig, ang ethanol ay hindi nagagawa at ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang likido ay napakataas na nagbibigay sila ng isang halo na kilala bilang azeotrope, na may magkakaibang mga katangian sa dalawang sangkap.

Ang acetyl klorido at bromide ay marahas na reaksyon sa etanol o tubig. Ang mga halo ng alkohol na may puro sulpuriko acid at malakas na hydrogen peroxide ay maaaring maging sanhi ng pagsabog. Gayundin ang mga mixtures ng ethyl alkohol na may puro hydrogen peroxide ay bumubuo ng malakas na pagsabog.

Ang mga alkyl hypochlorites ay marahas na sumasabog. Madali silang makuha sa pamamagitan ng reaksyon ng hypochlorous acid at alcohols sa may tubig na solusyon o halo-halong mga solusyon ng may tubig na carbon tetrachloride.

Ang klorin kasama ang mga alkohol ay makakagawa din ng mga alkyl hypochlorites. Ang mga ito ay nabubulok sa sipon at sumabog kapag nakalantad sa sikat ng araw o init. Ang tersiyal na hypochlorites ay hindi gaanong matatag kaysa sa pangalawa o pangunahing hypochlorites.

Ang mga reaksyon ng mga isocyanates na may base na catalyzed na alkohol ay dapat na isinasagawa sa mga inert solvents. Ang ganitong mga reaksyon sa kawalan ng mga solvent ay madalas na nangyayari sa pagsabog na karahasan (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Reactivity at hazards

Ang Ethyl alkohol ay inuri bilang isang matatag, pabagu-bago ng isip, at lubos na nasusunog na tambalan. Madali itong mapapansin ng init, Sparks o siga. Ang mga vapors ay maaaring bumuo ng mga paputok na mixture na may hangin. Maaari itong maglakbay sa mapagkukunan ng pag-aapoy at mag-back off.

Karamihan sa mga singaw ay mas mabibigat kaysa sa hangin. Ikakalat ito sa lupa at makokolekta sa mga mababa o nakakulong na mga lugar (sewers, basement, tank). Mayroong isang singsing na pagsabog ng singaw sa loob ng bahay, sa labas, o sa mga sewer. Ang mga lalagyan ay maaaring sumabog kapag pinainit.

Ang Ethanol ay nakakalason kapag nasusunog sa maraming halaga o sa mga malalaking konsentrasyon. Ito ay kumikilos sa gitnang sistema ng nerbiyos bilang isang nalulumbay at diuretic. Nakakainis din sa mata at ilong.

Ito ay lubos na nasusunog at gumanti nang marahas sa mga peroxide, acetyl chloride, at acetyl bromide. Kapag nakikipag-ugnay sa ilang mga platinum catalysts maaari itong mag-apoy.

Ang mga sintomas sa kaso ng paglanghap ay ubo, sakit ng ulo, pagkapagod, pag-aantok. Maaari itong makagawa ng tuyong balat. Kung ang sangkap ay nakikipag-ugnay sa mga mata ay magdudulot ito ng pamumula, sakit o isang nasusunog na pandamdam. Kung ang inglis ito ay gumagawa ng isang nasusunog na pandamdam, sakit ng ulo, pagkalito, pagkahilo at walang malay (IPCS, SF).

Mga mata

Kung ang tambalan ay nakikipag-ugnay sa mga mata, ang mga lente ng contact ay dapat suriin at alisin. Ang mga mata ay dapat na agad na mapuspos ng maraming tubig nang hindi bababa sa 15 minuto na may malamig na tubig.

Balat

Sa kaso ng pakikipag-ugnay sa balat, ang apektadong lugar ay dapat na hugasan agad na may maraming tubig nang hindi bababa sa 15 minuto habang inaalis ang kontaminadong damit at sapatos.

Takpan ang inis na balat na may emollient. Hugasan ang damit at sapatos bago muling gamitin. Kung ang contact ay malubhang, hugasan ng isang disinfectant sabon at takpan ang kontaminadong balat na may isang antibacterial cream.

Paglanghap

Sa kaso ng paglanghap, ang biktima ay dapat ilipat sa isang cool na lugar. Kung hindi paghinga, ibinibigay ang artipisyal na paghinga. Kung mahirap ang paghinga, bigyan ang oxygen.

Ingestion

Kung ang tambalan ay ingested, ang pagsusuka ay hindi dapat ma-impluwensyahan maliban kung sa direksyon ng mga medikal na tauhan. Pagwaksi ng masikip na damit tulad ng kwelyo ng shirt, sinturon, o kurbatang.

Sa lahat ng mga kaso, ang medikal na atensyon ay dapat makuha agad (Material Safety Data Sheet Ethyl alkohol 200 Proof, 2013).

Aplikasyon

Medisina

Ang Ethanol ay ginagamit sa gamot bilang isang antiseptiko. Pinapatay ng Ethanol ang mga organismo sa pamamagitan ng pag-denate ng kanilang mga protina at pagtunaw ng kanilang mga lipid at epektibo laban sa karamihan sa mga bakterya, fungi, at maraming mga virus. Gayunpaman, ang ethanol ay hindi epektibo laban sa mga spora ng bakterya.

Ang Ethanol ay maaaring ibigay bilang isang antidote sa pagkalason sa methanol at ethylene glycol. Ito ay dahil sa mapagkumpitensyang pagsugpo ng enzyme na bumabagsak sa kanila na tinatawag na alkohol dehydrogenase.

Libangan

Bilang isang central nervous system depressant, ang ethanol ay isa sa mga pinaka-malawak na ginagamit na gamot na psychoactive.

Ang dami ng ethanol sa katawan ay karaniwang nai-rate ng nilalaman ng alkohol sa dugo, na kinuha dito bilang bigat ng ethanol bawat yunit ng dami ng dugo.

Ang mga maliliit na dosis ng etanol sa pangkalahatan ay gumagawa ng euphoria at pagpapahinga. Ang mga taong nakakaranas ng mga sintomas na ito ay may posibilidad na maging madaldal at hindi gaanong pipigil, at maaaring magpakita ng hindi magandang paghuhusga.

Sa mas mataas na dosis, ang ethanol ay kumikilos bilang isang depressant ng gitnang sistema ng nerbiyos, na gumagawa ng unti-unting mas mataas na dosis, may kapansanan sa pandamdam at pag-andar ng motor, nabawasan ang pag-unawa, pagkabulok, walang malay, at posibleng kamatayan.

Ang Ethanol ay karaniwang ginagamit bilang isang gamot sa libangan, lalo na habang nakikihalubilo. Maaari mo ring makita kung ano ang mga palatandaan at sintomas ng alkoholismo?

Fuel

Ang pangunahing gamit ni Ethanol ay bilang isang motor fuel at additive ng gasolina. Ang paggamit ng ethanol ay maaaring mabawasan ang pag-asa sa langis at mabawasan ang paglabas ng greenhouse gas (EGI).

Ang paggamit ng gasolina ng ethanol sa Estados Unidos ay tumaas nang malaki, mula sa mga 1.7 bilyon na galon noong 2001 hanggang sa 13,9 bilyon noong 2015 (departamento ng enerhiya ng US, SF).

Ang E10 at E15 ay pinaghalong etanol at gasolina. Ang bilang pagkatapos ng "E" ay nagpapahiwatig ng porsyento ng ethanol sa pamamagitan ng dami.

Karamihan sa mga gasolina na ibinebenta sa Estados Unidos ay naglalaman ng hanggang sa 10% ethanol, ang halaga ay nag-iiba ayon sa lugar. Ang lahat ng mga tagagawa ng kotse ay inaprubahan ang pinagsama hanggang sa E10 sa kanilang mga gasolinahan.

Noong 1908, dinisenyo ni Henry Ford ang kanyang Model T, isang matandang sasakyan, na tumakbo sa isang halo ng gasolina at alkohol. Tinawag ni Ford ang halo na ito ng gasolina ng hinaharap.

Noong 1919, ipinagbawal ang ethanol dahil ito ay itinuturing na isang inuming nakalalasing. Maaari lamang itong ibenta kapag halo-halong may langis. Ang Ethanol ay ginamit bilang gasolina muli matapos ang Pagbabawal na natapos noong 1933 (US information information administration, SF).

Iba pang mga gamit

Ang Ethanol ay isang mahalagang sangkap na pang-industriya. Malawakang gamit ito bilang paunang-una sa iba pang mga organikong compound tulad ng etil halides, etil esters, diethyl eter, acetic acid, at etil amines.

Ang Ethanol ay hindi nagagawa ng tubig at isang mahusay na solvent na pangkalahatang-layunin. Ito ay matatagpuan sa mga pintura, mantsa, marker, at mga produkto ng personal na pangangalaga tulad ng mga hugasan ng bibig, pabango, at deodorant.

Gayunpaman, ang polysaccharides ay umuusbong mula sa may tubig na solusyon sa pagkakaroon ng alkohol, at ang pag-ulan ng ethanol ay ginagamit para sa kadahilanang ito sa paglilinis ng DNA at RNA.

Dahil sa mababang temperatura ng pagtunaw (-114.14 ° C) at mababang pagkakalason, ang ethanol ay minsan ginagamit sa mga laboratoryo (na may dry ice o iba pang mga nagpapalamig) bilang isang paglamig na panatilihin upang mapanatili ang mga lalagyan sa temperatura sa ibaba ng punto ng pagyeyelo ng tubig Para sa parehong dahilan, ginagamit din ito bilang isang aktibong likido sa mga thermometers ng alkohol.

Biochemistry

Ang oksihenasyon ng ethanol sa katawan ay gumagawa ng isang dami ng enerhiya ng 7 kcal / mol, intermediate sa pagitan ng mga karbohidrat at fatty acid. Ang Ethanol ay gumagawa ng mga walang laman na calorie, na nangangahulugang hindi ito nagbibigay ng anumang uri ng nutrient.

Pagkatapos ng oral administration, ang ethanol ay mabilis na nasisipsip sa daloy ng dugo mula sa tiyan at maliit na bituka at ipinamahagi sa kabuuang tubig ng katawan.

Dahil ang pagsipsip ay nangyayari nang mas mabilis mula sa maliit na bituka kaysa sa tiyan, ang pagkaantala sa gastric na walang laman ay naantala ang pagsipsip ng ethanol. Samakatuwid ang konsepto ng hindi pag-inom sa isang walang laman na tiyan.

Higit sa 90% ng ethanol na pumapasok sa katawan ay ganap na na-oxidized sa acetaldehyde. Ang natitirang bahagi ng ethanol ay excreted sa pamamagitan ng pawis, ihi, at sa pamamagitan ng paghinga (paghinga).

Mayroong tatlong mga paraan kung saan ang katawan ay nakaka-metabolize ng alkohol. Ang pangunahing landas ay sa pamamagitan ng enzyme alkohol dehydrogenase (ADH). Matatagpuan ang ADH sa cytoplasm ng mga cell. Matatagpuan ito lalo na sa atay, bagaman matatagpuan din ito sa gastrointestinal tract, bato, ilong mucosa, testes, at matris.

Ang enzyme na ito ay nakasalalay sa oxidized coenzyme NAD. Ito ang pinakamahalaga sa oksihenasyon ng ethanol, dahil metabolize ito sa pagitan ng 80 at 100% ng ingested ethanol sa atay. Ang pagpapaandar nito ay ang pag-oxidize ng alkohol sa acetaldehyde ayon sa reaksyon:

CH ₃ CH ₂ OH + NAD ⁺ → CH ₃ CHO + NADH + H ⁺

Ang isa pang paraan upang ma-metabolize ang alkohol ay sa pamamagitan ng catalase ng enzyme, na gumagamit ng hydrogen peroxide upang i-oxidize ang alkohol sa acetaldehyde sa paraan:

CH ₃ CH ₂ OH + H ₂ O ₂ → CH ₃ CHO + 2H ₂ O

Ang landas na ito ay limitado sa pamamagitan ng mababang mga rate ng H ₂ O ₂ henerasyon na ginawa sa ilalim ng mga kondisyon ng cellular ng mga enzymes na xanthine oxidase o NADPH-oxidase.

Ang pangatlong paraan ng pag-metabolize ng alkohol ay sa pamamagitan ng microsomal ethanol oxidation system (SMOE). Ito ay isang sistema para sa pag-aalis ng mga nakakalason na sangkap mula sa organismo na matatagpuan sa atay, na binubuo ng mga oxidase enzymes ng halo-halong pag-andar ng cytochrome P450.

Ang mga Oxidations ay nagbabago ng mga gamot at dayuhang compound (xenobiotics) sa pamamagitan ng hydroxylation, na ginagawa silang hindi nakakalason. Sa tiyak na kaso ng ethanol ang reaksyon ay:

CH ₃ CH ₂ OH + NADPH + H ⁺ + O ₂ → CH ₃ CHO + NADP ⁺ + 2H ₂ O

Kapag ang ethanol ay nai-convert sa acetaldehyde sa pamamagitan ng tatlong mga enzim na ito, ito ay na-oxidized upang mag-acetate sa pamamagitan ng pagkilos ng enzyme aldehyde dehydrogenase (ALDH). Ang enzyme na ito ay nakasalalay sa oxidized coenzyme NAD at ang reaksyon ay:

CH ₃ CHO + NAD + + H ₂ O → CH ₃ COOH + NADH + H ⁺

Aktibo ang Acetate na may coenzyme A upang makagawa ng acetyl CoA. Pumasok ito sa Krebs cycle para sa paggawa ng enerhiya (US National Library of Medicine, 2012).

Ang kahalagahan ng pangkat ng hydroxyl sa mga alkohol

Ang pangkat na hydroxyl ay isang molekula na binubuo ng isang oxygen na oxygen at isang hydrogen atom.

Nagreresulta ito sa isang molekula na tulad ng tubig na may net negatibong singil na nagbubuklod sa chain ng carbon.

Ginagawa ng molekulang ito ang chain ng carbon bilang isang alkohol. Bukod dito, nagbibigay ito ng ilang mga pangkalahatang katangian sa nagresultang molekula.

Salungat sa mga alkanes, na mga molekulang nonpolar dahil sa kanilang mga carbon at hydrogen chain, kapag ang isang pangkat na hydroxyl ay sumunod sa kadena, nakakakuha ito ng kakayahang matunaw sa tubig, dahil sa pagkakahawig ng molekulang OH sa tubig.

Gayunpaman, ang pag-aari na ito ay nag-iiba depende sa laki ng molekula at posisyon ng pangkat ng hydroxyl sa chain ng carbon.

Nagbabago ang mga katangian ng Physicochemical depende sa laki ng molekula at pamamahagi ng pangkat ng hydroxyl, ngunit sa pangkalahatang mga alkohol ay karaniwang likido na may katangian na amoy.

Mga Sanggunian

1. DENATURED ALCOHOL. (2016). Nabawi mula sa cameochemicals.noaa.gov.
2. Formula ng alkohol na Ethyl. (SF). Nabawi mula sa softschools.com.
3. (SF). ETHANOL (ANHYDROUS). Nabawi mula sa inchem.org.
4. Sheet ng Data ng Data sa Kaligtasan ng Ethyl alkohol 200 Katunayan. (2013, Mayo 21). Nabawi mula sa sciencelab.com.
5. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. PubChem Compound Database; CID = 702. (2017, Marso 18). PubChem Compound Database; CID = 702. Nabawi mula sa pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Royal Society of Chemistry. (2015). Ethanol. Nabawi mula sa chemspider.com
7. S. kagawaran ng enerhiya. (SF). Ethanol. Nabawi mula sa fueleconomy.gov.
8. S. pangangasiwa ng impormasyon ng enerhiya. (SF). Ethanol. Nabawi mula sa Eo.gov.
9. S. National Library of Medicine. (2012, Disyembre 20). HSDB: ETHANOL. Nabawi mula sa toxnet.nlm.nih.gov.