Περιεχόμενο
Το "αλκοόλ" είναι μια λέξη που, όπως και πολλοί αγγλικοί όροι, έχει πιο συγκεκριμένη σημασία στην επιστήμη απ 'ό, τι στην καθημερινή χρήση. Η "αιθανόλη", εν τω μεταξύ, περιγράφει μια συγκεκριμένη χημική ουσία. ενώ η αιθανόλη είναι ένας τύπος αλκοόλ, έχει επίσης πολλαπλές εφαρμογές (μία βιομηχανική και μία σχετική με τρόφιμα και ποτά) που έχουν ελάχιστη επικάλυψη.
Τι είναι η αιθανόλη; Επίσης ονομάζεται αιθυλική αλκοόλη, είναι αυτή των απλούστερων αλκοολών και είναι σίγουρα το πιο διάσημο, για καλύτερα ή χειρότερα, στη δυτική κουλτούρα. Αυτό το ταπεινό μόριο δύο ανθράκων είναι το κέντρο της άφθονης ιστορικής διαμάχης και η χρήση του ως ουσίας που μεταβάλλει τη διάθεση είχε σημαντικές επιπτώσεις στις ανθρώπινες κοινωνίες σε όλη την ιστορία του πολιτισμού.
Τι είναι το αλκοόλ;
Πολλές χημικές ενώσεις είναι υδρογονάνθρακες, που αποτελούνται μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου. Η εισαγωγή ατόμων οξυγόνου σε υδρογονάνθρακες ανοίγει στην πόρτα σε μια ποικιλία νέων κατηγοριών χημικών με μια σειρά ιδιοτήτων.
Οι αλκοόλες είναι υδρογονάνθρακες στις οποίες μια -ΟΗ ομάδα ή υδροξυλομάδα έχει αντικατασταθεί από άτομο υδρογόνου. Το πιο απλό παράδειγμα είναι το μεθάνιο υδρογονανθράκων, το οποίο έχει τον τύπο CH4. Τα άτομα άνθρακα μπορούν να σχηματίσουν τέσσερις δεσμούς με άλλα άτομα και υδρογόνο μόνο ένα, έτσι το μεθάνιο είναι μια σταθερή ένωση. Το οξυγόνο, από την άλλη πλευρά, σχηματίζει συνολικά δύο δεσμούς. Έτσι, μια ομάδα υδροξυλίου, η οποία έχει ένα δεσμευμένο με υδρογόνο οξυγόνο, έχει ένα "σημείο" διαθέσιμο για σύνδεση. Αυτό σημαίνει ότι εάν οι συνθήκες είναι κατάλληλες, το μεθάνιο μπορεί να μετατραπεί σε μεθυλική αλκοόλη ή μεθανόλη. Ο τύπος για αυτό το μόριο είναι CH3(ΟΗ).
Ενώ η μεθανόλη έχει ένα άτομο άνθρακα, η αιθανόλη, η επόμενη μεγαλύτερη και προέρχεται από το καθαρό υδρογονανθρακικό αιθάνιο, έχει δύο. Ο χημικός τύπος για το αιθάνιο είναι CH3CH3 (επίσης γραπτή Γ2H6) · κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με τρία υδρογόνα και με τα άλλα άτομα άνθρακα. Ο τύπος για την αιθανόλη είναι συνεπώς CH3CH2(ΟΗ).
Η αιθανόλη ονομάζεται επίσης αιθυλική αλκοόλη.Αυτή η σύμβαση ονομασίας, όπως μπορεί να έχετε υποψιαστεί, ισχύει για όλες τις αλκοόλες. το επίθεμα "-ανολ" μπορεί να ανταλλαγεί με την πιο δυσκίνητη "-υλ αλκοόλη". Γνωρίζοντας ότι το προπάνιο είναι το όνομα ενός υδρογονάνθρακα τριών ανθράκων, μπορείτε να επεξεργαστείτε τη χημική του φόρμουλα, εκείνη του συνδυασμένου αλκοόλ και των δύο διαφορετικών ονομάτων για το αλκοόλ;
Άλλες αλκοόλες
Επειδή η μεθανόλη και η αιθανόλη είναι μονο- και δι-άνθρακες αλκοόλες αντίστοιχα, δεν υπάρχει ασάφεια όσον αφορά τον τύπο τους. Δηλαδή, δεδομένου ενός υδρογονάνθρακα ενός άνθρακα ή ενός άνθρακα με μία μόνο υδροξυλομάδα στη θέση ενός μόνο ατόμου υδρογόνου, υπάρχει μόνο μία πιθανή διαμόρφωση. Στην περίπτωση αιθανόλης, ο άνθρακας στον οποίο συνδέεται το -ΟΗ είναι άσχετος, επειδή το ίδιο το αιθάνιο είναι ένα συμμετρικό μόριο. δεν υπάρχει γεωμετρική διάκριση μεταξύ του πρώτου άνθρακα και του δεύτερου.
Στο επίπεδο των ενώσεων τριών ατόμων άνθρακα, όμως, τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα. Το προπάνιο έχει τον τύπο CH3CH2CH3 (επίσης γραμμένο ως C3H8). Εάν μια ομάδα υδροξυλίου συνδέεται με έναν από τους τερματικούς (τελικούς) άνθρακες, το αποτέλεσμα είναι η συνήθης προπυλική αλκοόλη ή η προπανόλη. Αλλά τι γίνεται αν η υδροξυλομάδα είναι τοποθετημένη στον μεσαίο άνθρακα;
Στην πραγματικότητα, μια σημαντική ένωση που ονομάζεται προπαν-2-όλη έχει ακριβώς μια τέτοια ρύθμιση. (Μπορείτε να δείτε αυτό που γράφτηκε ως 2-προπανόλη σε παλιότερες αναφορές, προσθέτοντας το "2" ως infix είναι μια σύμβαση που ξεκίνησε το 2013 όταν η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) ανέπτυξε νέους κανόνες ονοματολογίας. 2 "αναφέρεται στο γεγονός ότι η ομάδα υδροξυλίου συνδέεται με τον δεύτερο από τους τρεις άνθρακες του προπανίου και είναι συνεπώς στη μέση. Αυτή η ουσία έχει τρεις άνθρακες, οκτώ υδρογόνα και οξυγόνο, όπως και η κανονική προπανόλη. Ως εκ τούτου, είναι ισομερές προπανόλης και ονομάζεται ισοπροπυλική αλκοόλη. Το πιο λεγόμενο "αλκοόλ τρίψιμο" για αντισηπτική χρήση περιέχει ισοπροπυλική αλκοόλη.
Επίσης, τι γίνεται αν υπάρχουν περισσότερες από μία ομάδες υδροξυλίου; Είναι η εν λόγω ένωση ακόμα σε αλκοόλ; Στην πραγματικότητα, αυτό συμβαίνει επίσης. Όταν ένα δεύτερο -ΟΗ προστίθεται στην αιθανόλη στον άλλο άνθρακα, αυτό δημιουργεί ένα μόριο που ονομάζεται 1,2-αιθανοδιόλη. Η "διόλη" αποκαλύπτει ότι η ουσία είναι διπλή αλκοόλη με δύο υδροξύλια και το πρόθεμα "1,2-" υποδεικνύει ότι είναι συνδεδεμένα με διαφορετικούς άνθρακες. Αυτό το αλκοόλ ονομάζεται πιο συχνά αιθυλενογλυκόλη και είναι το κύριο συστατικό του αντιψυκτικού. Είναι πολύ τοξικό (όπως είναι η μεθανόλη).
Μια άλλη κοινή λεγόμενη πολυϋδροξυλική αλκοόλη πηγαίνει από την κοινή ονομασία γλυκερόλη ή γλυκερίνη. Αυτό είναι απλά προπάνιο με υδροξύλ ομάδα υποκατεστημένο για ένα άτομο υδρογόνου σε καθένα από τα τρία άτομα άνθρακα, όλα στην ίδια πλευρά του μορίου προπανίου. Η επίσημη ονομασία γι 'αυτή την ουσία είναι η 1,2,3-προπανοτριόλη και χρησιμεύει ως "σπονδυλική στήλη" για τα διατροφικά μόρια λίπους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα από τα κύτταρα για καύσιμα.
Σύνθεση αιθανόλης
Η αιθανόλη παρασκευάζεται από καλαμπόκι και άλλες φυτικές ύλες. Η αιθανόλη γενικότερα παρασκευάζεται από το μόριο γλυκόζης, το οποίο υπάρχει σε άμυλα όλων των ειδών και είναι η κύρια μορφή ενέργειας που χρησιμοποιείται από όλα τα ζωντανά κύτταρα. Ένα μόριο γλυκόζης μετατρέπεται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα υπό την επίδραση της ζύμης, η οποία δρα ως ένζυμο για να ενθαρρύνει την αντίδραση κατά μήκος:
ντο6H12Ο6 → 2C2H5ΟΗ + 2CO2
Αυτή η αντίδραση είναι γνωστή ως ζύμωση καθώς είναι μια μορφή αναερόβιας (χωρίς οξυγόνο) αναπνοής. Ένας άλλος τύπος αντίδρασης ζύμωσης είναι η ζύμωση με γαλακτικό οξύ, κάτι που υποφέρει το σώμα σας όταν ασκείτε πολύ έντονα για να επιτρέψετε την κατανάλωση οξυγόνου και την επεξεργασία ώστε να συμβαδίσει με τις ενεργειακές σας ανάγκες. Και τα δύο είδη ζύμωσης είναι εναλλακτικές λύσεις για την αερόβια αναπνοή, στην οποία η γλυκόζη υποβάλλεται σε επεξεργασία σε μιτοχόνδρια κυττάρων μέσω του κύκλου Krebs και της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων για να δώσει ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ ή τριφωσφορικής αδενοσίνης.
Αιθυλική αλκοόλη ως καύσιμο
Η αιθανόλη, γνωστή και ως ενεργό συστατικό σε αλκοολούχα ποτά, έρχεται επίσης σε ολοένα και συχνότερη χρήση ως εναλλακτικό καύσιμο, πράγμα που σημαίνει ότι αποτελεί εναλλακτική λύση για τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα ή πετρελαϊκά καύσιμα όπως βενζίνη και φυσικό αέριο . Σήμερα, πάνω από το 98% της βενζίνης που πωλείται στις Η.Π.Α. περιέχει κάποια ποσότητα αιθανόλης. Ο πιο κοινός λόγος είναι η βενζίνη 90 τοις εκατό (άλλος υδρογονάνθρακας, αν έχετε διαβάθμιση) σε 10 τοις εκατό αιθανόλη. Ορισμένα οχήματα έχουν μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά τις ιδιότητες των κινητήρων καύσης των κινητήρων τους και αυτά μπορούν να λειτουργούν με καύσιμα που αποτελούνται από αιθανόλη άνω του 50% και σε ορισμένες περιπτώσεις περισσότερο από 80%.
Η αιθανόλη είναι δημοφιλής στις Η.Π.Α. ως καύσιμο επειδή οι εκπομπές της είναι λιγότερο τοξικές από εκείνες της βενζίνης και επειδή μειώνουν την εξάρτηση από το ξένο πετρέλαιο σημαντικό. Επί του παρόντος, όμως, τα καύσιμα αιθανόλης δεν μπορούν να παρέχουν την ίδια οικονομία καυσίμου με τα οχήματα που λειτουργούν με βενζίνη, προσφέροντας μόνο περίπου τα τρία τέταρτα της αποδοτικότητας καυσίμου των τυποποιημένων αυτοκινήτων.
Κατάχρηση αιθανόλης
Η αιθανόλη χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή αλκοόλης που προορίζεται για κατανάλωση αλκοόλ. Οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει την αιθανόλη στις επεξεργασμένες μορφές κατανάλωσης αλκοόλ, όπως η μπύρα, για αιώνες για να αλλάξουν τον τρόπο που αισθάνονται. Σε μικρότερες ποσότητες, μπορεί να χαλαρώσει το μυαλό και να επιτρέψει σε ορισμένα άτομα να συμμετάσχουν ευκολότερα σε αλλιώς αγχωτικές κοινωνικές καταστάσεις.
Ωστόσο, αναμφισβήτητα, επειδή είναι τόσο εύκολα κακοποιημένη και τόσο ευρέως διαθέσιμη, η κατανάλωση αλκοόλ αποτελεί σημαντικό κίνδυνο για τη δημόσια υγεία. Κατά το έτος 2010, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των Η.Π.Α., η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ κόστισε στην αμερικανική οικονομία ένα τέταρτο των τρισεκατομμυρίων δολαρίων ως αποτέλεσμα ατυχημάτων, απώλειας παραγωγικότητας, προβλημάτων υγείας, εγκλημάτων και άλλων ζητημάτων. Περίπου 88.000 θανάτους ετησίως οφείλονται άμεσα στις επιπτώσεις της υπερβολικής κατανάλωσης οινοπνεύματος. Μερικοί άνθρωποι έχουν πολύ μεγαλύτερη τάση από άλλους να γίνουν σωματικά ή ψυχολογικά εξαρτώμενα από ποτά που περιέχουν αλκοόλ, με μεγάλο μέρος αυτού να πιστεύεται ότι είναι γενετικό. Οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι δεν υπάρχει πραγματικά ασφαλές όριο όσον αφορά την εκμετάλλευση ενός αυτοκινήτου υπό την επήρεια, αλλά τα αλκοολούχα συντρίμμια αυτοκινήτων παραμένουν μια τεράστια πηγή πρόληψης θανάτου και αδυναμίας σε εθνικό επίπεδο.