Tačka smrzavanja alkohola. Formula etilnog alkohola. Nepropadljiva formula alkohola. Moderna proizvodnja alkohola

Formula za stvaranje alkohola za piće se razlikuje od tehničke. Alkohol je glavna komponenta svakog alkoholnog pića, bez koje ne može proći ni jedna proslava. U svijetu postoje dvije glavne vrste koje ne treba brkati: metil čija je formula CH 3 OH i etil C 2 H 5 OH. Njihova glavna razlika je u tome što se prvi smatra tehničkim i neprikladnim za upotrebu, što se ne može reći o drugom. Oba tipa se ne razlikuju spoljni znaci, samo drugačija formula. Dakle, hajde da shvatimo koja je klasa alkohola i koje su razlike u njihovoj strukturi.

Malo o alkoholu

Poreklo alkohola seže u biblijska vremena, Noa, ne primetivši da se sok pokvario, fermentirao, popio ga i napio se. Tada počinje odbrojavanje kulture vinarstva i alkoholnih eksperimenata.

Osnova za stvaranje alkohola je proces destilacije, otuda i naziv, jer je nastali proizvod nazvan "spiritus vini".

U 14. stoljeću došlo je do naleta otkrića, kada je u svakoj tački zemlje proizvodnja ovog proizvoda postignuta raznim novim metodama.

Glavne faze razvoja i distribucije:

  1. Tridesetih godina 14. veka, alhemičar Willger je iz vina dobijao vinsko piće.
  2. Osamdesetih je trgovac donio etanol iz Italije u Moskvu.
  3. Dvadesetih godina 16. veka Paracelzus je otkrio glavno svojstvo etil - tableta za spavanje, sprovodeći eksperiment na pticama.
  4. Nakon 2 stoljeća, prvi pacijent je eutanaziran za operaciju.
  5. Do otprilike 1914. godine na teritoriji SSSR-a bilo je oko 2,5 hiljade proizvodnih pogona, a tokom rata se taj broj smanjio za skoro 90%.
  6. Godine 1948. prilagođava se proizvodnja, unapređuju se stare metode i razvijaju nove tehnologije.

Vrste:

  1. Tehnički ili metil - proizvodi se od drveta ili proizvoda na bazi nafte. Oni ga podvrgavaju kiseloj hidrolizi, što ga čini štetnim za ljudsko zdravlje.
  2. Proizvodnja prehrambenih, medicinskih ili etilnih proizvoda vrši se samo od proizvoda koji su dozvoljeni za potrošnju, tj. od prehrambenih sirovina. Uglavnom koriste krompir, pšenicu, proso, kukuruz itd. Vrlo rijetko koristite plodove drveća, te druge biljke bogate ugljikohidratima.

Kao što je već spomenuto, prilično je teško razlikovati tehnički pogled od onog za piće. Zato se sve više trovanja, pa i smrti, dešavaju zbog neznanja. Tehnički alkohol se koristi u industriji, u proizvodnji rastvarača, kućne hemije, ali ponekad se prodaje pod krinkom etil.


Glavne metode određivanja:

  1. Proizvođač. Piće biste trebali kupiti samo u onim trgovinama koje ulijevaju povjerenje, jer takve trgovine ne isporučuju krivotvorene proizvode, što se ne može reći za štandove ili podzemne trgovine. Pijte alkohol poznatih proizvođača pića ili, u ekstremnim slučajevima, medicinski alkohol, tada se nećete izložiti opasnosti.
  2. Zapalite piće. Većina lak način provjerite kvalitet. Boja je etil, pri paljenju - plava, metanol - zelena.
  3. Krtola krompira. Pre nego što popijete, bacite komad krompira u manju činiju i napunite ga alkoholom. Ako se boja nije promijenila, onda je pred vama čista infuzija i možete je bezbedno piti ako je dobila ružičastu nijansu - tehnički izgled.
  4. Testirajte bakarnom žicom. Zagreva se i stavlja u posudu sa tečnošću, ako ima oštar kiselkast miris - metanol, ne prepoznajete miris etil, nema ga.

Korisne karakteristike:

  1. Odličan antiseptik i rastvarač za lijekove;
  2. Koristi se kod prehlade, za trljanje radi snižavanja temperature.
  3. To je čist proizvod (hrana), koji ne sadrži nikakve nečistoće, poput vina ili piva.

Osim toga, koristi se za izradu ljekovitih tinktura od raznih biljaka:

  • Tinktura eukaliptusa za liječenje dišnog sustava;
  • Tinktura ruže za liječenje kardiovaskularnog sustava;
  • Tinktura mente za smirivanje živaca, ublažavanje stresa;
  • Uz neven će dati snagu i snagu;
  • Sužava labave vene oblog od tinkture kestena;

Negativan uticaj:

  1. Toksičan učinak na sve organe ljudskog tijela;
  2. Prekoračenje individualne norme može dovesti do teškog trovanja ili čak smrti. Ukupna smrtonosna doza je 10 grama po kilogramu tjelesne težine.
  3. Potiče nastanak gastritisa, čireva, raka, ciroze itd.
  4. To dovodi do smrti moždanih ćelija – neurona.
  5. Izaziva ovisnost, što dovodi do alkoholizma.
  6. Doprinosi gojaznosti, jer je veoma kalorično piće, a izaziva i apetit.
  7. Previsoka koncentracija etanola za osobu, prihvatljiva, čak i terapijska stopa dnevno od 30 ml.

Proces proizvodnje etil alkohola

Dobijanje etil se svodi na dva glavna načina:

  1. Alkoholna fermentacija;
  2. Proizvodnja u industrijskim uvjetima;
  3. Metodom predaka ili kod kuće.

Prva metoda uključuje korištenje bakterija, odnosno provođenje procesa fermentacije, koji se temelji na vitalnoj aktivnosti bakterija i kvasca. Najčešće se koristi grožđe, jer. sadrži ugljikohidrate i saharozu. Na isti način se obrađuju kukuruz, pšenica, ječam.

Nakon što je proces završen, hemijski sastav koncentracija alkohola je 15%. To je zbog činjenice da se kvasac ubija u stvorenom alkoholnom rastvoru. Sljedeći korak je destilacija i pročišćavanje.

Ako detaljnije opišete proces, onda sve počinje mljevenjem komponenti: zrna kukuruza, pšenice, raži, zatim proizvodnja prelazi na razgradnju škroba (proces fermentacije). Zatim, već opisani proces akumulacije alkohola fermentacijom i uništavanjem kvasca. A završna faza je rektifikacija ili prečišćavanje dobijenih sirovina. Tek nakon toga sadržaj etanola je oko 96%.

Druga metoda se zasniva na hidrolizi celuloze, tj. koristeći vodu, dobijete novi proizvod, formula je sljedeća:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

Ali postoji i značajan minus, tokom obrade u otopini se stvaraju različite nečistoće koje negativno utječu na ljudsko tijelo. Zato ga ne treba konzumirati u ovom obliku, već tek nakon čišćenja.

Proces rektifikacije uključuje potpuno odlaganje fuzelnih ulja, ali očuvanje početnog sastava. U procesu čišćenja postaje transparentan, jer. isključene su sve nečistoće koje daju nijansu. Čišćenje se provodi nekoliko puta da bi se stvorio izgled pića.

Dakle, prijeđimo na posljednju metodu - dobivanje etil narodnom metodom. Sve iste komponente, ali tehnika je potpuno drugačija, nije automatizirana.

trebat će nam:

  1. Uređaji za destilaciju (mjesečina);
  2. Sirovina.


Dakle, glavni koraci su:

  1. Napravite slad;
  2. Odlučite se za kašu od kvasca;
  3. Rastaviti sirovine;
  4. Nabavite sladno mlijeko;
  5. Izvršiti gnječenje glavnog zagušenja;
  6. Prestignite kašu;
  7. proces čišćenja;
  8. Provjera kvaliteta.

Pa hajde da pogledamo svaki korak.

Prvo trebamo odabrati zrno. Odabiru se samo najbolja zrna, čiji period nije kraći od 2 mjeseca od datuma žetve (ali ne duže od godinu dana).

Glavni kriteriji odabira:

  1. Boja bi trebala biti svijetložuta;
  2. Jezgra je bijela, rastresita;
  3. Ljuska je zrela, tvrda, tanka.
  4. U zrnu ne smije biti nečistoća.

Sljedeći korak je čišćenje i odvajanje zrna. Za početak se prosije kako bi se riješili velikih komada krhotina. Zatim se procijedi kroz fino sito kako ne bi došlo do prodiranja sjemena trave i sitnih čestica stelje. Sve isperite pod vodom na 50°C kako biste izbjegli prašinu i druge nečistoće do kristalno čiste vode.

Zatim ulijte infuziranu sirovu vodu u emajliranu posudu, ulijte sirovine, u dijelovima. Nakon četiri sata može se riješiti plutajućeg zrna (lošeg su kvaliteta) i krhotina. Zatim morate ocijediti višak vode tako da maksimalna granica bude 25 cm iznad površine slada. Uzdignute žitarice treba s vremena na vrijeme uklanjati, a vodu mijenjati svakih 6-12 sati.

Ceo proces traje, negde, 4-5 dana, ali se treba osloniti na kriterijume:

  • Školjka se skida bez napora;
  • Zrno se savija, ne raspada se;
  • Posuda je pukla i iz nje se vidi klica;
  • Ako zgnječite voće, njime možete povući liniju.

Zrna stavljamo u prostoriju koja nije vlažna i ventilirana. Polažemo ih na lim za pečenje, slojem od 5 cm, na vrh položimo blago navlaženu krpu. Tokom dana, svakih 5 sati moraju se okretati. Gnojne bakterije treba izbjegavati praćenjem sobne temperature.

Ako su ovi znakovi prisutni, trebali biste prijeći na sljedeći korak:

  • Procesi su već dugi 1,5 cm.
  • Sve klice su upletene jedna u drugu.
  • Zrna su hrskava ako su slomljena ili izgrizena.
  • Boja je ista kao što je bila.
  • Ima prijatan miris, sličan aromi krastavca.
  • Prvo morate samljeti slad, ali ne u brašno, već u žitarice;
  • Dobijenu smjesu sipajte u šerpu i prelijte sa 15 litara vode (50°C). Miješamo do savršene konzistencije.
  • Smanjite vatru i kuvajte sat vremena, izbegavajući da zagore.
  • Sklonite sa vatre i stavite u posudu sa ledom ili ledenom vodom.
  • Kvasac se razrijedi prema uputama.
  • Toplu smjesu sipajte u flašu, dodajte kvasac i promiješajte.
  • Na vrat stavljamo vodeni pečat i stavljamo ga na toplo mjesto za fermentaciju.
  • Mešajte svaki dan nedelju dana.

Trebalo bi da dobijete laganu smesu, kiselog ukusa i mirisa alkohola.

Ponekad ne dodaju ni kvasac, dodaju samo toplu vodu i šećer. Ali povećajte vrijeme fermentacije na 10 dana.

Sada se dobivena otopina pročišćava do stanja kvalitetne tvari.

Upotreba etilnog alkohola

Jedna od glavnih primjena je u industriji goriva. Kod raketnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. IN hemijsko polje, komponenta je mnogih supstanci. Služi kao rastvarač u industriji boja i lakova. Uključeno u sastav antifriza, perača vjetrobrana, sredstava za čišćenje i deterdženata. U prehrambenoj industriji koristi se kao alkoholno piće. Takođe se nalazi u sirćetu.
U medicini je njegova upotreba jednostavno neopisiva. Ovo je najpopularnije područje primjene. Antiseptik je, jer je u stanju da uništi sve mikrobe i bakterije, doprinosi dezinfekciji rane i sprečava proces propadanja i raspadanja.

Prije nego što nastavite s postupcima, površina se podmazuje etilom, ruke se dezinficiraju i osuše. Takođe, tokom umjetna ventilacija pluća, etanol se koristi kao sredstvo protiv pene. Čak je uključen u sastav anestezije i anestezije.

Kao što je već spomenuto, odlično je sredstvo za zagrijavanje kod prehlade. Takođe, tokom vrućine možete se trljati rastvorom, to će vam pružiti hladnoću.

Ako ste otrovani industrijskim alkoholom, onda će etanol biti odličan "protuotrov".


Znakovi trovanja:

  1. Jaka glavobolja;
  2. Postaje teško disati;
  3. Osjećaj potpunog opuštanja;
  4. Oštar bol u abdomenu;
  5. Jako povraćanje.

Nesumnjivo, to su simptomi jednostavne intoksikacije alkoholom, ali ih je važno dati Posebna pažnja. Ako je vaša doza premašila 30 ml, ako se ne pruži medicinska pomoć, moguć je smrtni ishod. Ako se nakon prve čaše osjećate ozbiljno loše, pozovite bolnicu, bez nade da će sve proći samo od sebe.

Ne zaboravite na farmaceutske proizvode. Njegova upotreba se svodi na proizvodnju tinktura, ekstrakata, nekih antibiotika itd.

Parfimerija nije potpuna bez etil alkohola. Svaki proizvod ga ima u svom sastavu, pored vode i parfemskog koncentrata. Njegova formula mu omogućava da djeluje kao rastvarač.

Sumirajući, možemo zaključiti da je veoma važno razlikovati vrste ove tečnosti. Postoje čak i određene metode kontrole kvaliteta. Kada koristite minimalnu količinu metanola, dovodite svoje tijelo u opasnost, čak ni jetra ne može da se nosi sa toliko toksina. Bez sumnje, konzumacija etilnog alkohola također nije poželjna, ali ne uzrokuje takav udar groma u sve organe.

Važno je zapamtiti da se značajno razlikuje od metila, ali to je jedina razlika između vrsta. Kupujte piće samo u licenciranim i provjerenim trgovinama, tada ćete izbjeći grešku po cijenu života.

Etanol - šta je ovo supstanca? Koja je njegova upotreba i kako se proizvodi? Etanol je svima poznatiji pod drugim imenom - alkohol. Naravno, ovo nije sasvim ispravna oznaka. Ali u međuvremenu, pod riječju "alkohol" mislimo na "etanol". Čak su i naši preci znali za njegovo postojanje. Dobili su ga procesom fermentacije. Korišteni su razni proizvodi od žitarica do bobičastog voća. Ali u nastaloj Bragi, kako su se u stara vremena zvala alkoholna pića, količina etanola nije prelazila 15 posto. Čisti alkohol se mogao izolovati tek nakon proučavanja procesa destilacije.

Etanol - šta je to?

Etanol je monohidrični alkohol. At normalnim uslovima to je isparljiva, bezbojna, zapaljiva tečnost specifičnog mirisa i ukusa. Etanol je našao široku primenu u industriji, medicini i svakodnevnom životu. Odlično je dezinfekciono sredstvo. Alkohol se koristi kao gorivo i kao rastvarač. Ali najviše od svega, formula etanola C2H5OH poznata je ljubiteljima alkoholnih pića. Upravo u ovom području ova supstanca je našla široku primjenu. Ali ne zaboravite da je alkohol kao aktivni sastojak u alkoholnim pićima jak depresiv. Ova psihoaktivna supstanca može deprimirati centralni nervni sistem i uzrokovati jaku ovisnost.

Danas je teško pronaći industriju u kojoj se etanol ne bi koristio. Teško je nabrojati sve za šta je alkohol toliko koristan. Ali najviše od svega, njegova svojstva su bila cijenjena u farmaceutskim proizvodima. Etanol je glavna komponenta gotovo svih lekovite tinkture. Mnogi "bakini recepti" za liječenje ljudskih tegoba temelje se na ovoj tvari. Sve korisne tvari crpi iz biljaka, akumulirajući ih. Ovo svojstvo alkohola našlo je primjenu u proizvodnji domaćih biljnih i bobičastih tinktura. I iako su ovo alkoholna pića, u umjerenim količinama donose zdravstvene prednosti.

Prednosti etanola

Formula etanola svima je poznata još od školskih časova hemije. Ali evo prednosti ove hemikalije, neće svi odmah odgovoriti. Zapravo, teško je zamisliti industriju u kojoj se alkohol ne bi koristio. Prije svega, etanol se u medicini koristi kao snažno dezinficijens. Tretiraju operativnu površinu i rane. Alkohol štetno djeluje na gotovo sve grupe mikroorganizama. Ali etanol se ne koristi samo u hirurgiji. Neophodan je za proizvodnju ljekovitih ekstrakata i tinktura.

U malim dozama alkohol je blagotvoran za ljudski organizam. Pomaže u razrjeđivanju krvi, poboljšanju cirkulacije krvi i širenju krvnih žila. Koristi se čak i za prevenciju kardiovaskularnih bolesti. Etanol pomaže u poboljšanju rada gastrointestinalnog trakta. Ali samo u zaista malim dozama.

U posebnim slučajevima, psihotropni efekat alkohola može se najviše ugušiti jak bol. Etanol je našao primenu u kozmetologiji. Zbog izraženih antiseptičkih svojstava uključen je u gotovo sve losione za čišćenje problematične i masne kože.

Šteta etanola

Etanol je alkohol proizveden fermentacijom. Prekomjernom upotrebom može izazvati teška toksikološka trovanja, pa čak i komu. Ova supstanca je dio alkoholnih pića. Alkohol izaziva najjaču psihičku i fizičku ovisnost. Alkoholizam se smatra bolešću. Šteta etanola odmah je povezana sa scenama divljeg pijanstva. Prekomjerna konzumacija pića koja sadrže alkohol dovodi ne samo do trovanje hranom. Sve je mnogo komplikovanije. Učestalim konzumiranjem alkohola zahvaćeni su gotovo svi sistemi organa. Od gladovanje kiseonikom, koji uzrokuje etanol, umire u velikom broju moždane ćelije. Pojavljuje se U ranim fazama, pamćenje slabi. Tada osoba razvije bolesti bubrega, jetre, crijeva, želuca, krvnih sudova i srca. Kod muškaraca dolazi do gubitka potencije. U posljednjim fazama alkoholičara otkriva se deformacija psihe.

Istorija alkohola

Etanol - šta je to supstanca i kako je dobijena? Ne znaju svi da se koristi još od praistorije. Bio je dio alkoholnih pića. Istina, njegova koncentracija je bila mala. Ali u međuvremenu, u Kini su pronađeni tragovi alkohola na grnčariji staroj 9.000 godina. Ovo jasno ukazuje da su ljudi u doba neolita pili pića koja su sadržavala alkohol.

Prvi slučaj zabilježen je u 12. vijeku u Salernu. Istina, bila je to mješavina vode i alkohola. Čisti etanol izolovao je Johann Tobias Lovitz 1796. godine. Koristio je metodu filtriranja aktivnog uglja. Dugo vremena je proizvodnja etanola ovom metodom ostala jedina metoda. Formulu za alkohol izračunao je Nicolo-Théodore de Saussure, a Antoine Lavoisier opisao je kao jedinjenje ugljika. U 19. i 20. veku, mnogi naučnici su proučavali etanol. Proučena su sva njegova svojstva. Trenutno je postao široko rasprostranjen i koristi se u gotovo svim sferama ljudske aktivnosti.

Dobivanje etanola alkoholnom fermentacijom

Možda je najpoznatiji način proizvodnje etanola alkoholna fermentacija. To je moguće samo kada se koriste organski proizvodi koji sadrže veliku količinu ugljikohidrata, kao što su grožđe, jabuke, bobičasto voće. Još jedna važna komponenta za aktivnu fermentaciju je prisustvo kvasca, enzima i bakterija. Prerada krompira, kukuruza, pirinča izgleda isto. Za dobijanje gorivog alkohola koristi se sirovi šećer koji se proizvodi od trske. Reakcija je prilično složena. Kao rezultat fermentacije, dobiva se otopina koja ne sadrži više od 16% etanola. Ne može se postići veća koncentracija. To je zbog činjenice da kvasac ne može preživjeti u zasićenijim otopinama. Dakle, nastali etanol mora biti podvrgnut procesima pročišćavanja i koncentriranja. Obično se koriste procesi destilacije.

Za dobivanje etanola koristite vrstu kvasca Saccharomyces cerevisiae različitih sojeva. U principu, svi oni mogu aktivirati ovaj proces. može se koristiti kao hranljivi supstrat piljevina ili alternativno, rješenje izvedeno iz njih.

Gorivo

Mnogi ljudi znaju za svojstva koja ima etanol. Da je u pitanju alkohol ili dezinfekciono sredstvo, takođe je opšte poznato. Ali alkohol je takođe gorivo. Koristi se u raketnim motorima. Dobro poznata činjenica - tokom Prvog svetskog rata 70% vodenog etanola je korišćeno kao gorivo za prvu nemačku balističku raketu na svetu - V-2.

Trenutno je alkohol postao sve rašireniji. Kao gorivo koristi se u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, za grejne uređaje. U laboratorijama se sipa u alkoholne lampe. Katalitička oksidacija etanola koristi se za proizvodnju jastučića za grijanje, vojnih i turističkih. Ograničeni alkohol se koristi u mješavini s tekućim naftnim gorivima zbog svoje higroskopnosti.

Etanol u hemijskoj industriji

Etanol se široko koristi u hemijskoj industriji. Služi kao sirovina za proizvodnju supstanci kao što su dietil eter, sirćetna kiselina, hloroform, etilen, acetaldehid, tetraetil olovo, etil acetat. U industriji boja i lakova, etanol se široko koristi kao otapalo. Alkohol je glavni sastojak perača vjetrobrana i antifriza. Alkohol se takođe koristi u kućnim hemikalijama. Koristi se u deterdžentima i sredstvima za čišćenje. Posebno je čest kao komponenta u tekućinama za njegu vodovoda i stakla.

Etilni alkohol u medicini

Etilni alkohol se može pripisati antisepticima. Štetno djeluje na gotovo sve grupe mikroorganizama. Uništava ćelije bakterija i mikroskopskih gljivica. Upotreba etanola u medicini je gotovo univerzalna. Ovo je odlično sredstvo za sušenje i dezinfekciju. Zbog svojstava štavljenja, alkohol (96%) se koristi za tretiranje operacionih stolova i ruku hirurga.

Etanol je rastvarač za lijekove. Široko se koristi za pravljenje tinktura i ekstrakata od lekovitog bilja i drugi biljni materijal. Minimalna koncentracija alkohola u takvim supstancama ne prelazi 18 posto. Etanol se često koristi kao konzervans.

Etil alkohol je takođe odličan za trljanje. Tokom groznice, proizvodi efekat hlađenja. Vrlo često se alkohol koristi za zagrijavanje obloga. Istovremeno je apsolutno siguran, nema crvenila i opekotina na koži. Osim toga, etanol se koristi kao sredstvo protiv pjene kada se kisik dovodi umjetno tokom ventilacije pluća. Alkohol je također sastavni dio opće anestezije, koji se može koristiti u slučaju nestašice lijekova.

Čudno, ali medicinski etanol se koristi kao protuotrov za trovanje otrovnim alkoholima, poput metanola ili etilen glikola. Njegovo djelovanje je zbog činjenice da u prisustvu nekoliko supstrata, enzim alkohol dehidrogenaza vrši samo kompetitivnu oksidaciju. Zbog toga se nakon neposrednog uzimanja etanola, nakon toksičnog metanola ili etilen glikola, uočava smanjenje trenutne koncentracije metabolita koji truju tijelo. Za metanol je to mravlja kiselina i formaldehid, a za etilen glikol oksalna kiselina.

prehrambena industrija

Dakle, kako doći do etanola bilo je poznato našim precima. Ali najviše se koristio tek u 19. i 20. vijeku. Uz vodu, etanol je osnova gotovo svih alkoholnih pića, prvenstveno votke, džina, ruma, konjaka, viskija i piva. U malim količinama, alkohol se nalazi i u pićima koja se dobijaju fermentacijom, na primjer, u kefiru, kumisu i kvasu. Ali nisu klasifikovani kao alkohol, jer je koncentracija alkohola u njima vrlo niska. Dakle, sadržaj etanola u svježem kefiru ne prelazi 0,12%. Ali ako se slegne, tada koncentracija može porasti do 1%. U kvasu ima nešto više etil alkohola (do 1,2%). Najviše alkohola se nalazi u kumisu. Sveže mlečni proizvod koncentracija mu je od 1 do 3%, au staloženom dostiže 4,5%.

Etil alkohol je dobar rastvarač. Ovo svojstvo omogućava da se koristi u prehrambenoj industriji. Etanol je rastvarač za mirise. Osim toga, može se koristiti kao konzervans za pekarski proizvodi. Registrovan je kao dodatak ishrani E1510. Etanol ima energetsku vrijednost od 7,1 kcal/g.

Uticaj etanola na ljudski organizam

Proizvodnja etanola je uspostavljena u cijelom svijetu. Ova vrijedna tvar se koristi u mnogim područjima ljudskog života. su medicina. Maramice impregnirane ovom supstancom koriste se kao dezinficijens. Ali kakav učinak etanol ima na naše tijelo kada ga progutamo? Da li je to korisno ili štetno? Ova pitanja zahtijevaju detaljnu studiju. Svi znaju da čovječanstvo vekovima konzumira alkoholna pića. Ali tek u prošlom vijeku problem alkoholizma je dobio velike dimenzije. Naši su preci pili kašu, medovinu, pa čak i sada tako popularno pivo, ali sva su ta pića sadržavala nizak procenat etanola. Stoga nisu mogli uzrokovati značajnu štetu zdravlju. Ali nakon što je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev razrijedio alkohol vodom u određenim omjerima, sve se promijenilo.

Trenutno je alkoholizam problem u gotovo svim zemljama svijeta. Jednom u tijelu, alkohol ima patološki učinak na gotovo sve organe bez izuzetka. Ovisno o koncentraciji, dozi, putu ulaska i trajanju izlaganja, etanol može ispoljiti toksično i narkotično djelovanje. Može poremetiti funkcionisanje kardiovaskularnog sistema, doprinosi nastanku bolesti probavni trakt, uključujući čir na želucu i dvanaestopalačnom crijevu. Pod narkotičkim dejstvom podrazumeva se sposobnost alkohola da izazove stupor, neosetljivost na bol i inhibiciju funkcija centralnog nervnog sistema. Osim toga, osoba ima alkoholno uzbuđenje, vrlo brzo postaje zavisna. U nekim slučajevima, prekomjerna konzumacija etanola može uzrokovati komu.

Šta se dešava u našem organizmu kada pijemo alkohol? Molekul etanola je sposoban da ošteti centralni nervni sistem. Pod uticajem alkohola dolazi do oslobađanja hormona endorfina u nucleus accumbens, a kod osoba sa izraženim alkoholizmom i u orbitofrontalnom korteksu. Ali, ipak, unatoč tome, etanol nije prepoznat kao narkotična tvar, iako pokazuje sve odgovarajuće radnje. Etilni alkohol nije uvršten na međunarodnu listu kontrolisanih supstanci. I to je kontroverzno pitanje, jer u određenim dozama, naime 12 grama supstance na 1 kilogram tjelesne težine, etanol prvo dovodi do akutno trovanje a zatim i smrt.

Koje bolesti uzrokuje etanol?

Sam rastvor etanola nije kancerogen. Ali njegov glavni metabolit, acetaldehid, je toksična i mutagena supstanca. Osim toga, ima i kancerogena svojstva i izaziva razvoj onkološke bolesti. Njegovi kvaliteti su proučavani u laboratorijskim uslovima na eksperimentalnim životinjama. Ovi naučni radovi doveli su do vrlo zanimljivih, ali istovremeno i alarmantnih rezultata. Ispostavilo se da acetaldehid nije samo kancerogen, on može oštetiti DNK.

Dugotrajna upotreba alkoholnih pića može uzrokovati bolesti kao što su gastritis, ciroza jetre, čir na dvanaestercu, rak želuca, jednjaka, malog i rektuma kod ljudi, kardiovaskularne bolesti. Redovno unošenje etanola u organizam može izazvati oksidativno oštećenje neurona mozga. Kao rezultat oštećenja, oni umiru. Zloupotreba pića koja sadrže alkohol dovodi do alkoholizma i kliničke smrti. Ljudi koji redovno piju alkohol imaju veći rizik od srčanog i moždanog udara.

Ali to nisu sva svojstva etanola. Ova supstanca je prirodni metabolit. U malim količinama može se sintetizirati u tkivima ljudskog tijela. Naziva se istinitim.Također nastaje kao rezultat razgradnje hrane koja sadrži ugljene hidrate gastrointestinalnog trakta. Takav etanol naziva se "uslovno endogeni alkohol". Može li običan alkotest odrediti alkohol koji se sintetizirao u tijelu? Teoretski, ovo je moguće. Njegova količina rijetko prelazi 0,18 ppm. Ova vrijednost je na donjoj granici najmodernijih mjernih instrumenata.

IN savremeni svet etil je na prvom mjestu među proizvodima organske sinteze. uspješno se koristi ne samo za proizvodnju alkoholnih pića, već je i nezamjenjiv u industrijama kao što su kozmetologija i medicina. U tom smislu spada u kategoriju ekonomski moćnih, što je od posebnog značaja pri izboru načina proizvodnje. Pošto je školska klupa svima poznata alkoholna formula- C2H5OH, ali kako se dobija?

Postoje 2 načina za proizvodnju alkohola - fermentacijom i sintetičkim metodom (hidratacija etilena).

Alkoholna fermentacija je metoda poznata od davnina. Organski proizvodi koji sadrže ugljikohidrate, kao što su grožđe, razno voće, fermentiraju se kvascem i bakterijama. Skrob, krompir, pirinač, kukuruz se obrađuju na sličan način. U otopini dobivenoj nakon fermentacije uočava se nizak sadržaj etanola - do 15%, jer kvasac umire u koncentriranijim otopinama. Stoga se etanol zatim pročišćava i koncentrira destilacijom.

Savremeni proizvodnja alkohola od prehrambenih sirovina ima nekoliko faza:
- sirovine koje sadrže škrob, a to su zrna raži, pšenice, krompira, kukuruza, podvrgnute su mljevenju;
- fermentacija - u ovoj fazi skrob se razlaže na šećere;
- fermentacija - uz pomoć kvasca fermentira se šećer, uslijed čega se alkohol nakuplja u kaši;


- rektifikacija - filtracija i prečišćavanje rezultirajućeg rastvora.
Nakon završetka svih faza proizvodnje, sadržaj etanola u rastvoru dostiže 95,6%.
Prema stepenu prečišćavanja od raznih nečistoća, etil alkohol se deli na kategorije: prvi razred, alkohol najviše čistoće, bazni, ekstra, lux i alfa (vidi).

U industriji se etilni alkohol dobiva od drveta, slame - odnosno sirovina koje sadrže celulozu. Celuloza se podvrgava procesu hidrolize, odnosno razlaganja sastojaka otopine uz pomoć vode s ciljem stvaranja novih. Takova alkoholna formula dobijeno hidratacijom: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Neposredno nakon prerade sirovina, etanol sadrži razne nečistoće. Za njegovu dalju industrijsku, prehrambenu i farmakološka upotreba potrebno je čišćenje. Etil alkohol je bistra tečnost bez stranih čestica. Svaka vrsta alkohola ima specifičan ukus i miris, u zavisnosti od koje je sirovine napravljen. Što je bolje pročišćavanje alkohola, to je njegova ocjena veća i, shodno tome, veća je tvrđava. Rektificirani alkohol, koji je prošao sve stupnjeve prečišćavanja, razrijeđen je omekšanom vodom, postižući jačinu od 95% - ovo rješenje je piće etilnog alkohola.

Etanol, ili kako ga još nazivaju, etil alkohol - ovaj proizvod se sastoji od jednog atoma i ima hemijska formula C2H5OH. Prema GOST-u, etanol je bezbojna tekućina s karakterističnim mirisom, štoviše, vrlo je zapaljiva. Također, ovaj proizvod je ključna komponenta u proizvodnji alkoholnih pića. Hemijska formula alkohola je sljedeća C2H5OH.

Prvi put se alkohol spominje u biblijskim hronikama. Tako se u to vrijeme oni smatraju službenim porijeklom proizvodnje raznih alkoholnih pića. U XIV veku postoje mnoga otkrića vezana za proizvodnju etanola.

Faze razvoja:

  • Sredinom XIV vijeka, evropski alhemičar Willger uspio je dobiti etanol iz vinskog pića.
  • Krajem istog veka sa sobom je poneo i alkoholna pića jedan italijanski trgovac koji je doveo ambasadore u Rusiju. Godine 1386. alkohol prvi put ulazi u Moskovsku kneževinu.
  • IN početkom XVI veka, francuski naučnik Paracelzus otkriva glavno svojstvo etanola - tablete za spavanje. Samo dva stoljeća nakon toga izvode se prvi eksperimenti uspavljivanja ljudi tokom operacija.
  • Za vrijeme Prvog svjetskog rata na t Rusko carstvo bilo je oko 2,5 hiljade fabrika za proizvodnju alkohola, ali se tokom rata i nakon revolucije njihov broj smanjio na dvije stotine. Međutim, do 1948. proizvodnja je ponovo prilagođena, a također je poboljšana.
  • Krajem 20. veka evropski naučnici su naučili kako da provere kvalitet alkohola u alkoholnim pićima.

Potvrda

Za proizvodnju etil i metil alkohola Koriste se dvije metode: mikrobiološka i sintetička, zovu se alkoholna fermentacija i hidratacija etilena.

Prva metoda je poznata od davnina. Fermentacija se odvija pod utjecajem različitih enzima kvasca i bakterija. Formula alkohola izgleda ovako: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Proizvod dobiven ovom metodom ima samo 15% etanola. Nakon prijema, potrebno je izvršiti pročišćavanje, obično se to radi destilacijom.

Industrijska proizvodnja alkohola

Za stvaranje etilnog proizvoda u proizvodnji potrebno je izvršiti sljedeće korake:

  • Pripremiti sirovine za proizvodnju.
  • Fermentirajte škrob do fermentabilnih šećera.
  • Nakon toga slijedi faza fermentacije.
  • Sada ostaje samo da se napravi bragorektifikacija.

Dobiveni proizvod će sadržavati do 95,6% etanola. Takođe, u zavisnosti od nečistoća prisutnih u proizvedenom proizvodu, postoji nekoliko kategorija:

  • Alpha
  • Extra
  • Osnova
  • Vrhunsko pročišćavanje
  • Prvi razred

Proizvodnja hidrolizom

U fabrikama alkohola u SSSR-u i u današnjoj Rusiji ova tehnologija je bila široko rasprostranjena. Sastojao se u hidrolizi sirovina od kojih se proizvodi alkoholni proizvod, nakon čega je podvrgnut fermentaciji.

Hidratacija etilena

Ovaj način proizvodnje je također dobro rasprostranjen. Hidratacija se proizvodi na dva načina:

Prvi je u hidrataciji na temperaturi od skoro 300 stepeni Celzijusa i pritisku od 7 MPa, za katalizator se koristi fosforna kiselina. Formula proizvodnje je sljedeća: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Drugi način sastoji se od hidratacije kroz ester sumporne kiseline i njegove dalje hidrolize na temperaturi od oko 85 stepeni Celzijusa i pritisku od 3,5 MPa. Formula za etil alkohol je sljedeća: CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH.

CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4.

Alkohol bez sadržaja vode

Ovaj proizvod se naziva apsolutni alkohol. U stvari, gotovo da ne sadrži vodu. Njegova tačka ključanja je 78 stepeni Celzijusa. Za njegovu proizvodnju koristim destilaciju konvencionalnog vodenog etanola koji sadrži benzol.

Kako razlikovati metil alkohol od etilnog

Kako odrediti metil alkohol u alkoholu? Izuzetno je teško to učiniti kod kuće, jer su gotovo sto posto isti, međutim, postoji nekoliko načina:

  • Za ovu metodu trebat će vam bakarna žica. Morate ga uvrnuti u spiralni oblik, a zatim ga zagrijati u bijelo. Sada morate spustiti već zagrijanu žicu u metil alkohol i ukloniti je nakon nekoliko sekundi. Nakon toga će iz njega izlaziti razna isparenja sa mirisima. Metanol će postati oštar smrad, a miris jabuke će doći iz etil.
  • Drugi način je testiranje tečnosti. Da biste to učinili, ulijte testnu tekućinu u bilo koju metalnu posudu i zagrijte je. Čim primijetite da tekućina počinje ključati, spustite termometar u nju i saznajte očitanja. Metanol ima tačku ključanja od 65 stepeni, a etil 78 stepeni.
  • IN ovu metodu morat ćete zapaliti alkohol i po boji plamena odrediti da li pripada metanolu ili etilu. Metanol će gorjeti zelenkastim plamenom, dok će etanol gorjeti svijetlim plavkastim plamenom.
  • Takođe prilično jednostavno, ali efikasan metod provjerite tečnost - to je krompir. Da biste to učinili, potrebno je uzeti dio oguljenog voća i spustiti ga nekoliko sati u ispitani alkohol. Ako krompir promeni boju u ružičastu, onda je to metanol, a ako se boja ne promeni onda je etil alkohol.

Formula metil alkohola je sljedeća - CH3OH.

Hemijska formula etil alkohola je C2H5OH.

Kako provjeriti antifriz kod kuće

U cilju provjere kvaliteta kupljene tečnosti antifriza, postoji nekoliko načina:

Medicinski alkohol

Ova vrsta alkohola je jedna od vrsta etanola. Najčistiji je među alkoholnim proizvodima, ne sadrži nikakve nečistoće, a sastav alkohola u njemu je oko 96,5%. Ovaj proizvod se uglavnom koristi u medicini, ali se, za razliku od tehničkog alkohola, široko koristi u prehrambenoj industriji. Dakle, kod kuće se razblaži i dobije se alkoholno piće sa 40% alkohola. Technical se koristi samo za dodavanje raznim proizvodima koji se ne mogu piti.

Za njegovu proizvodnju koriste se sirovine samo od prehrambenih proizvoda: pšenice, žitarica, krompira, repe. Ponekad koristim čak i bobičasto voće ili grožđe.

Pažnja, samo DANAS!

(etilni alkohol, vinski alkohol) - organsko jedinjenje, predstavnik serije monohidroksilnih alkohola sastav C 2 H 5 OH (skraćeno EtOH). At normalnim uslovima je bezbojna, zapaljiva tečnost. Prema nacionalnom standardu Ukrajine DSTU 4221: 2003 Etanol je toksična supstanca sa narkotičkim dejstvom, po stepenu uticaja na ljudski organizam spada u četvrtu klasu opasnih materija. Ima kancerogena svojstva.

Etanol je glavni aktivni sastojak u alkoholnim pićima, koja se obično proizvode fermentacijom ugljikohidrata. Za industrijske potrebe, etilni alkohol se često sintetizira iz sirovine nafte i plina katalitičkom hidratacijom etilena. Osim u proizvodnji prehrambenih proizvoda, etanol se u velikim količinama koristi kao gorivo, rastvarač, antiseptik, te kao sirovina za proizvodnju drugih industrijski važnih supstanci.

Priča

Etanol je čovječanstvo koristilo od davnina. Igrao je ulogu sastavnog dijela pića, lijekova, kao sedativ i afrodizijak, a učestvovao je i u vjerskim obredima.

U starom Egiptu dobivao se fermentacijom biljnog materijala. Na ovaj način se dobija samo razblažen rastvor alkohola. Kako bi se povećala koncentracija u Kini, izumljena je metoda destilacije. Prema slikama na kineskoj keramici, pića napravljena od fermentisane mešavine pirinča, voća i meda napravljena su pre 9.000 godina. Otprilike u isto vrijeme, na Bliskom istoku, alkohol se dobijao iz grožđa i ječma, o čemu svjedoče zapisi na glinenim pločama u Mezopotamiji.

U srednjem vijeku etilni alkohol je igrao ulogu osnove za pripremu brojnih lijekova i tinktura. Alhemičari su oduvijek koristili etanol u svom radu, dajući mu naziv lat. aquavitae, to je živa voda.

Čisti etanol je prvi put nabavio 1796. godine rusko-njemački hemičar Tovy Yegorovich Lovits. Prema opisu vodećeg naučnika tog vremena Antoinea Laurenta Lavoisiera, spoj koji se proučava sastojao se od hemijski elementi ugljenik, vodonik i kiseonik. Godine 1808. švicarski biohemičar Nicolas Theodore de Saussure uspostavio je hemijsku formulu za etanol, a pedeset godina kasnije, škotski hemičar Archibald Scott Cooper predložio je njenu strukturu.

Prvu sintetičku metodu za proizvodnju etilena samostalno su razvili engleski hemičar Henry Gennel i francuski farmaceut Georges-Simon Seryulla 1826. godine. A 1828. godine, engleski fizičar i hemičar Michael Faraday dobio je etanol katalitičkom hidratacijom etena, nusproizvoda prerade nafte i plina. Ova metoda je bila osnova mnogih metoda koje se do danas koriste u proizvodnji etanola.

struktura

Oba atoma ugljika u molekuli etanola, uključujući atom koji je povezan sa hidroksilnom grupom, su u stanju sp 3 hibridizacije. C-C udaljenost je 1,512 angstroma.

U zavisnosti od položaja hidroksilne grupe u odnosu na drugi deo molekula, postoje bože- (fr. gauche) I trans forme.trans form karakteriše pozicija O-H veze hidroksilnu grupu u istoj ravni sa C-C vezom i jednom od C-H veza. IN bože-formiraju atom vodonika u hidroksilnoj grupi okrenut u stranu. dipolni moment za bože forme je 1,68 D, i za trans forme- 1.44D.

Rasprostranjenost u prirodi

Etanol je otpadni proizvod nekih gljivica. Među njima su glavne vrste Saccharomyces, Schizosaccharomyces, i Kluyveromyces. Jedan od mnogih poznatih predstavnika ovih klasa je pogled Saccharomyces cerevisiae, koji ima trivijalni naziv pivski kvasac. Druge uobičajene vrste uključuju Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilis sviđa. Neke bakterije također stvaraju etanol, npr. Zymomonas mobilis.

Godine 1975. astronomi su izvijestili da su pronašli značajne akumulacije etanola u oblaku plina i prašine Sagittarius B2. Prema naučnicima, broj tamo dostupnih molekula etanola znatno premašuje količinu alkohola dobijenog u čitavoj istoriji čovečanstva. Pronađen etanol trans form molekula, a 1996. zabilježen je u bože-forma.

Među mogućim načinima stvaranja etanola u međuzvjezdanom mediju, posebno je navedena njegova sinteza iz metana i metil kationa pod djelovanjem zračenja:

Drugi potencijalni način je reakcija metilnog kationa s formaldehidom, što je također uobičajeno u svemiru:

fizička svojstva

Etanol je bezbojna tečnost sa blagim "alkoholnim" mirisom. Isparljiv je i zapaljiv. Može se mešati u bilo kojoj proporciji sa vodom, etrima, acetonom, benzenom. Etil alkohol je dobar rastvarač za mnoge organske i neorganske supstance.

Formira azeotropnu mešavinu sa vodom: 95,6% alkohola i 4,4% vode. Bezvodni etanol je blago higroskopan: da bi postigao stabilnost, u stanju je apsorbirati 0,3-0,4% vode.

primanje

hidratacija etilena

Postoje dva glavna načina za dobijanje etanola iz etilena. Istorijski gledano, metod indirektne hidratacije izumio je 1930. godine Union Carbide. Drugi, razvijen 1970-ih, dizajniran je kao metoda bez kiseline (bez upotrebe sumporne kiseline).

indirektna hidratacija

Proizvodnja etanola iz etilena upotrebom sumporne kiseline odvija se u tri faze. Prvo, etilen se apsorbira koncentriranom kiselinom, formirajući estere etil sulfata ili dietil sulfata:

Apsorpcija se vrši 95-98% rastvorom kiseline na temperaturi od 80°C i pritisku od 1,3-1,5 MPa. Ova interakcija je egzotermna, tako da se zidovi reaktora moraju hladiti. Prisustvo etil sulfata u kiseloj otopini omogućava značajno povećanje brzine apsorpcije, jer je topljivost etilena u etil sulfatu mnogo veća nego u čistoj kiselini.

U drugoj fazi, nastali produkti reakcije prolaze kroz hidrolizu i razlažu se sa stvaranjem alkohola i kiseline. Međutim, isključena je interakcija dva osnovna estera, što dovodi do stvaranja trećeg, dietila:

Nakon tretmana sumporne kiseline sa apsorbovanim etil i dietil sulfatom u dovoljnoj količini vode, rastvor dobija koncentraciju od oko 50-60%. Produkti hidrolize se šalju u kolone za odvajanje: razrijeđena kiselina ostaje na dnu spremnika, a plinovita mješavina alkohola i Eterna je na vrhu. Željena smjesa se ispere vodom ili razrijeđenim rastvorom natrijum hidroksida, a zatim se prečisti destilacijom.

Posljednji korak je vraćanje koncentracije razrijeđene kiseline. Ovaj korak je jedan od najskupljih u cjelokupnoj sintezi. Sa sistemom isparivača kiseline moguće je povećati koncentraciju kiseline do 90%. Povećanje ovog pokazatelja na potrebnih 98% vrši se miješanjem sa oleumom (koncentracija 103%).

Ozbiljan problem za metodu indirektne hidratacije je stvaranje ugljičnih supstanci u kiselini, koje značajno utiču na njenu koncentraciju. Korištenje koncentrirane kiseline također uzrokuje koroziju na opremi, pa su neki dijelovi opreme izrađeni od silicija, legura tantala, olova itd.

direktna hidratacija

Sinteza prema shemi direktne hidratacije provodi se pomoću katalizatora. Ovdje postoje dva oblika interakcije:

  • gasoviti reaktanti dolaze u kontakt sa čvrstim ili tečnim katalizatorom (proces gasne faze)
  • i tečni i gasoviti reaktanti su u kontaktu sa čvrstim ili tečnim katalizatorom (mišanofazni proces).

Etanol se uglavnom sintetiše nakon procesa u gasnoj fazi. Izlazni etilen i voda prolaze preko ugljičnog katalizatora zasićenog fosfornom kiselinom:

Na uobičajenim temperaturama samo mala količina etanola može biti u plinovitoj fazi, a povećanje temperature će dovesti do smanjenja njegove koncentracije. Moguće je izjednačiti ravnotežu reakcije primjenom Le Chatelier-Brown principa – povećanjem pritiska u reakcionoj smjesi i smanjenjem broja molekula u sistemu. Optimalni uslovi za interakciju je temperatura od 250-300°C i pritisak od 6,1-7,1 MPa.

Produkt reakcije može biti podvrgnut intermolekularnoj dehidraciji, što dovodi do stvaranja dietil etera:

Ako ugljikohidratna sirovina sadrži primjesu acetilena, ona se hidratizira u etanol:

Prisustvo etanola je nepoželjno, jer se iz njega stvara krotonaldehid, što negativno utječe na kvalitetu etanola, čak iu količini dijelova na milijun:

dobijanje fermentacijom

Ekstrakcija etanola fermentacijom (fermentacijom) šećernih supstanci je najstarija. Za njegovu proizvodnju može se koristiti bilo koji proizvod koji sadrži šećer ili tvari iz kojih se može dobiti (na primjer, škrob). Kao proizvodi koji sadrže šećer koriste se voćni i šećer od šećerne trske, šećerna repa, melasa, a škrobni proizvodi su krompir, žitarice pšenice, raži i kukuruza. Celuloza se takođe koristi kao sirovina (iz otpada Poljoprivreda, industrija celuloze i papira itd.).

Ekstrakti škroba i šećera

Za pretvaranje škroba u slatke tvari, prvo se podvrgava hidrolizi. U tu svrhu pripremaju se sirovine (pire krompir ili brašno). vruća voda za ubrzavanje bubrenja skroba. Sirovini se dodaje i enzim, pod čijim se uticajem skrob kondenzuje, odnosno pretvara u glukozu.

Kao enzim koristi se dijastaza sadržana u proklijalim žitaricama ili drugim amilazama gljivičnog porijekla.

Druga faza, koja je slična dobivanju alkohola iz šećera, je anaerobna fermentacija, odnosno pretvaranje u alkohol i ugljični dioksid:

Ovdje se reakcija odvija pod djelovanjem mikroorganizama: gljivica (kvasca) ili bakterija.

Među kvascima koji se koriste u procesu, aktivno mjesto zauzimaju Saccharomyces cerevisiae(tzv. pivski kvasac). Prilikom njihove upotrebe važni su kiselost okoline i temperatura - utiču na rast kvasca, prinos etanola, stvaranje nusproizvoda i kontaminaciju bakterijama. Obično se takva fermentacija u industrijskoj proizvodnji provodi pri pH 4-6. Pri pH vrijednosti manjoj od 5, rast bakterija u mediju je snažno potisnut; za rast kvasca Saccharomyces cerevisiae kiselost treba održavati u rasponu od 2,4-8,6 sa optimalnom vrijednošću od 4,5, a proces fermentacije ima veći intenzitet u rasponu od 3,5-6.

Većina kvasaca koji se koriste u proizvodnji etanola imaju optimalnu temperaturu rasta od oko 39-40°C, a maksimum se vidi u umu Kluyveromyces marxianus- 49°C. Budući da je proces fermentacije egzoterman (586 J toplote se oslobađa iz 1 g apsorbovane glukoze), upotreba kvasca sa najvišom optimalnom temperaturom rasta štedi novac na hlađenju reakcionog sistema. Važna tačka je opskrba malim količinama kisika za sintezu nezasićenih masnih kiselina i ergosterola kvascem, koji doprinose njihovom rastu i dobroj propusnosti stanica. U nedostatku kisika, nedostatak kiselina i sterola dovest će do promjena u fiziologiji kvasca za samo nekoliko generacija.

Bakterije se također koriste u sintezi etanola, posebno uobičajenog tipa Zymomonas mobilis, koji imaju visoku stopu rasta, visok prinos finalnog proizvoda i ne zavise od opskrbe kisikom.

Ekstrakti iz celuloze

I celuloza i škrob su polisaharidi, polimeri ugljikohidrata, ali je sinteza etanola iz celuloze mnogo teža zbog njegove niske sklonosti hidrolizi. Njegova struktura je sličnija kristalnoj, što otežava razbijanje veza unutar polimera, a u biljkama je zaštićen od hidrolitičke razgradnje slojem lignina (samo 15% ukupne mase hidrolizira se nakon tretmana celuloze kiselinom). Otpad sirovine takođe sadrži hemicelulozu, koja se sastoji uglavnom od pentoza.

Preoperativna obrada uključuje mljevenje, natapanje sirovina za bubrenje. Zatim se zagreva u autoklavu sa 0,3-0,5% kiseline pod pritiskom od 7-10 atm. Kao kiselina se najčešće koristi sumporna kiselina, rjeđe hlorovodonična kiselina. Na kraju procesa, kiselina se koncentriše u poseban rezervoar i vraća u proizvodnju, a lignin se filtrira i pročišćava ispiranjem.

Ovako dobijen etil alkohol tzv hidroliza. Koristi se samo u tehničke svrhe, jer sadrži niz štetnih nečistoća, uključujući metil alkohol, aceton itd.

Također, za razliku od kisele hidrolize, koristi se enzimski metoda. Ovdje dolazi do hidrolize pod djelovanjem gljiva poput Trichoderma viride. Predtretman uključuje uklanjanje ligninske ljuske djelovanjem otapala kadoxena (rastvor sa 5-7% kadmijum oksida i 28% etilendiamina) i tretman tečnim amonijakom pod visokog pritiska, koji pokreće vlakna u celulozi, olakšavajući prodiranje enzima. U nekim slučajevima moguće je postići stopostotnu preradu celuloze.

druge metode

Hidroliza halogeniranih ugljovodonika

Etanol nastaje hidrolizom halogeniranog etana. Izvodi se u vodi ili u vodenom rastvoru alkalija. U prvom slučaju reakcija je obrnuta, au drugom može doći do eliminacije (cijepanja) halogenovodonika:

Konverzija singasa

Ekstrakcija etanola iz sintetskog gasa je slična metodi za dobijanje metanola Fischer-Tropsch postupkom:

Reakcija se odvija na temperaturi od 125-175°C i pritisku od 1,42 MPa koristeći katalizator tipa gvožđa u prahu.

Obnavljanje organskih jedinjenja

Redukcija aldehida i kiselina je prilično uobičajena metoda za dobivanje alkohola, uključujući etanol:

Katalitička redukcija se vrši preko Raney nikla, platine; u laboratorijskim uslovima, litijum aluminijum hidrid i natrijum borohidrid stagniraju.

prečišćavanje etanola

Sintetizirani etanol je obično mješavina vode i alkohola. Njegovo pročišćavanje i dehidracija počinje destilacijom (rektifikacijom), koja može dostići koncentraciju od 95,6% vol. Dobivena smjesa je azeotropna i ne može se pročistiti naknadnom destilacijom. Za dodatnu dehidraciju koristite benzen, cikloheksan ili heptan. Njihovo prisustvo stvara nove azeotropne mješavine s niskom tačkom ključanja, što omogućava dobivanje bezvodnog etanola.

U industrijskim razmjerima, za dehidraciju se mogu koristiti molekularna sita, čije su pore propusne za molekule vode, ali ne i za etanol. Takva sita mogu biti umjetni ili prirodni zeoliti (npr. klinoptilolit). 75% adsorbovanih molekula je voda, preostalih 25% je etanol, koji se zatim ponovo vraća u destilacioni sistem.

Koristi se i membranska metoda koja se sastoji u odvajanju mješavine vode i alkohola zagrijane na 60 ° C polupropusnom membranom koja ne propušta etanol. Ova operacija se izvodi pod pritiskom manjim od 1 kPa. Kao rezultat odvajanja nastaje etanol sa koncentracijom od 99,85% i rastvor koji je prošao kroz membranu sa koncentracijom od 23%. Kondenzirana otopina membrane može se ponovo rektirati.

Klasifikacija etanola

Dobiveni alkohol se konvencionalno dijeli u četiri klase prema svom sastavu:

  • industrijski etanol (96,5% vol.) - proizvod za industrijsku i tehničku upotrebu: kao otapalo, gorivo itd. Da bi se spriječila njegova upotreba, obično mu se dodaju tvari neugodnog mirisa, na primjer, piridin u količini od 0,5 -1% (izvršiti denaturacija). Takođe može imati slabu metilljubičastu boju radi lakše identifikacije;
  • denaturirani alkohol je tehnički proizvod sa koncentracijom etanola od 88% vol., koji ima značajnu količinu nečistoća. Shodno tome denaturira i mrlje. Koristi se u rasvjeti i grijanju;
  • visokokvalitetni alkohol (96,0-96,5% vol.) - prečišćeni etanol, koji se koristi za potrebe farmaceutskih proizvoda, u proizvodnji kozmetika za potrošnju hrane;
  • apsolutni etanol (99,7-99,8% vol.) - vrlo čist etanol, koristi se u farmaceutskim proizvodima, aerosolima.

U Ukrajini, ocjene dobivenog rektificiranog etanola regulirane su standardom DSTU 4221: 2003 "Rektificirani etil alkohol". U zavisnosti od stepena prečišćavanja razlikuju se četiri varijante: "Pšenična suza", "Lux", "Extra" i "Više pročišćenja".

Norme za razrede alkohola prema GOST 4221: 2003
index "pšenična suza" "Lux" "ekstra" "viša čistoća"
Volumenski udio etil alkohola, na temperaturi od 20 °C,%, ne manji od 96,3 96,3 96,3 96,0
Masena koncentracija aldehida, izračunata kao acetaldehid u bezvodnom alkoholu, mg/dm³, ne veća od 2,0 2,0 2,0 2,0
Masena koncentracija fuzelnog ulja: propil, izopropil, butil, izobutil i izoamil alkohol u smislu mješavine propil, izobutil i izoamil alkohola (3:1:1) u bezvodnom alkoholu, mg/dm³, ne više 2,0 2,0 2,0 2,0
Masena koncentracija fuzelnog ulja u smislu mješavine izobutil i izoamil alkohola (1:1) u bezvodnom alkoholu, mg/dm³, ne više 2,0 2,0 2,0 2,0
Masena koncentracija etera, izražena u octenom etil etru u bezvodnom alkoholu, mg/dm³, ne više od 1,5 2,0 3,0 5,0
Volumenski udio metil alkohola u odnosu na bezvodni alkohol,%, ne više 0,005 0,01 0,02 0,03
Masena koncentracija slobodnih kiselina (bez CO2), izražena u octenoj kiselini u bezvodnom alkoholu, mg/dm³, ne više od 8,0 8,0 12,0 15,0

Hemijska svojstva

Etanol je monohidrični primarni alkohol i hidroksilna grupa daje većinu njegovih hemijskih svojstava. Dakle, etanol može sudjelovati u reakcijama dehidracije - i intramolekularnim i intermolekularnim:

Prilikom interakcije s drugim alkoholima nastaje mješavina tri estera:

WITH karboksilne kiseline etanol u prisustvu koncentrovane sumporne kiseline formira estre:

Kao rezultat dodavanja etanola acetilenu, sintetizira se viniletil eter:

Showing your kiselinska svojstva, etanol reagira s alkalnim metalima (na primjer, natrijem) i alkalijama da nastane etoksid:

Ova reakcija se odvija u bezvodnom okruženju jer se hidroksid formira brže od etoksida.

Manje aktivni metali - aluminij i magnezij - također stupaju u interakciju s etanolom, ali samo u prisustvu živinog katalizatora:

Hidroksilna grupa prisutna u molekuli može se zamijeniti halogenim kiselinama sa stvaranjem halogenih derivata etana:

Etanol se oksidira u etanal, a zatim u octenu kiselinu, rezultat potpune oksidacije (na primjer, sagorijevanje etanola) su ugljični dioksid i voda:

Tretiranjem etanola amonijakom na 300 °C u kiseloj sredini nastaju supstituirani amini: primarne, sekundarne, tercijarne ili čak kvaternarne amonijeve soli (ovisno o omjeru reaktanata):

Etanol je sirovina za sintezu butadiena. Reakcija se izvodi na temperaturi od 370-390°C i u prisustvu katalizatora - MgO-SiO 2 ili Al 2 O 3 -SiO 2 (sa selektivnošću od 70%):


biološko djelovanje

metabolizam

Gotovo sav konzumirani alkohol (90-98%) se metabolizira u tijelu, a samo mali dio (2-10%) se izlučuje nepromijenjen: urinom, zrakom, znojem, pljuvačkom. Potrošnja etanola dovodi do prekomjernog mokrenja: svakih 10 g alkohola doprinosi gubitku 100 ml tečnosti iz tijela, ne doprinosi uklanjanju alkohola iz tijela. Glavni dio etanola koji ulazi u tijelo ulazi u jetru, gdje prolazi biološku transformaciju u mikrosomima.

U prvoj fazi metabolizma iz etanola nastaje acetaldehid. Ovo se dešava pod dejstvom alkohol dehidrogenaze (ADH), enzima čiji je kofaktor nikotinamid (NAD). Nakon toga, acetaldehid nastao iz etanola oksidira se u acetat u mitohondrijima pomoću enzima aldehid dehidrogenaze, koji koristi NAD kao koenzim, koji se vezivanjem protona reducira u NAD N. U ovoj fazi interakcija se odvija mnogo brže nego u prethodni. Acetat ulazi u Krebsov ciklus, gdje se razlaže na CO 2 i H 2 O. Aldehid dehidrogenaza se nalazi ne samo u jetri, već iu drugim organima, uključujući mozak. Kod odrasle osobe zdrava osoba ADH razgrađuje oko 10 g alkohola na sat.

Pored glavnog metaboličkog procesa, etanol se oksidira i na dva druga načina. Jedan od njih se javlja uz učešće mikrosomalne oksidaze u kombinaciji sa redukovanim nikotinamid adenin dinukleotid fosfatom (NADP), dok se drugi javlja uz učešće katalaze u kombinaciji sa vodikovim peroksidom. Oba puta dovode do stvaranja toksičnog aldehida, koji ima kancerogena svojstva i deset puta je toksičniji od etanola.

Uticaj na tijelo

Dolazeći u ljudsko tijelo kroz jednjak, etanol se brzo apsorbira. U želucu se apsorbira 20% početnog etanola i u tanko crijevo- 80%. Nakon apsorpcije, ulazi u krvotok u roku od 5 minuta, šireći se krvotokom po cijelom tijelu.

Centralni nervni sistem. Etanol deprimira funkciju CNS-a kao i drugi anestetici. Unatoč popularnom vjerovanju, etanol ne stimulira djelovanje nervnog sistema: ako dođe do ekscitacije, onda je njihova pojava posljedica suprotstavljanja inhibitornim procesima. U normalnim dozama, etanol djeluje uglavnom na aktivirajuću funkciju retikularne formacije moždanog debla, a samo velike doze direktno potiskuju funkciju moždane kore.

Hronična upotreba etanola uzrokuje nedostatak serotonina. Funkcionalno smanjenje aktivnosti ovog sistema sprečava razvoj tolerancije i, obrnuto, povećanje njegove aktivnosti, povećanje nivoa serotonina ubrzava razvoj tolerancije na alkohol. Pod uticajem etanola dolazi do poremećaja metabolizma dopamina, koji je uključen u sintezu norepinefrina i koordinira pokrete, emocionalna i mentalna stanja. Takođe, etanol negativno utiče na fizičke i mentalne sposobnosti: smanjuje oštrinu vida i sluha, narušava koordinaciju i stabilnost mišića i usporava vreme reakcije na iritaciju.

Respiratornog sistema. Etanol ima izražen toksični efekat na respiratorni sistem. Oštećenje pluća utiče na razvoj bronhopulmonalne infekcije zbog smanjenja zaštitne funkcije organizam. Negativan uticaj alkohol je povezan sa inhibicijom fagocitoze i stvaranjem antitijela, pospješujući prodor bakterija u respiratorni trakt i sl. Bronhopulmonalne patologije mogu se razviti u izgled akutna pneumonija, koji ima značajan procenat smrtnih slučajeva.

Kardiovaskularni sistem. Pod djelovanjem etanola rastvaraju se lipidi staničnih membrana, posebno ćelija miokarda. Kao rezultat, povećava se propusnost membrane i poremećena je izmjena jona natrijuma, kalija, magnezija i kalcija. Ovo slabi kontraktilnost srčanog mišića.

Probavni sustav. Jedna doza dovodi do akutne hemoragije erozivni gastritis; sličan efekat etanola na mukoznu membranu duodenum. Već minut nakon ulaska u želudac pacova, etanol je izazvao difuznu hiperemiju želučane sluznice.

Jetra. Stepen oštećenja jetre etanolom direktno zavisi od količine konzumiranog alkohola. Kao rezultat njegovog djelovanja mogu se pojaviti steatoza, fibroza, alkoholni hepatitis i ciroza, koji često završavaju razvojem hepatocelularnog karcinoma. Dakle, prema Međunarodnoj agenciji za istraživanje raka, etanol ima kancerogeno djelovanje.

Jedan od rezultata dugotrajnog izlaganja etanolu je povećanje volumena eritrocita - makrocitoza uzrokovana toksičnim djelovanjem acetaldehida, nedostatak folna kiselina i hiperlipidemija.

alkoholizam

Etanol je osnova alkoholnih pića. Njihova dugotrajna upotreba izaziva pojavu alkoholizma.

Alkoholizam je skup fenomena koji karakteriziraju kliničku sliku ovisnost o alkoholu (odnosno proizvodima koji sadrže etanol). Među simptomima i manifestacijama takve zavisnosti su: tolerancija organizma na alkohol, fizička zavisnost, apstinencijalni sindrom pri prestanku ili smanjenju konzumacije, nekontrolisana i privremena prekomerna konzumacija.

Postoje tri faze u napredovanju alkoholizma:

  1. osoba nema žudnju za alkoholom, dolazi do gubitka kontrole tokom konzumiranja, prelaska na sistematsku konzumaciju, povećanja tolerancije alkohola, pojavljuju se početni poremećaji u mentalnoj sferi;
  2. javlja se fizička zavisnost sa gubitkom mere, nastajanjem psihopatskog sindroma, poremećajem sistema tela (kardiovaskularni, genitourinarni, respiratorni) i organa (pojava gastritisa, hepatitisa)
  3. ovisnost o alkoholu je psihička, javlja se jaka fizička privlačnost kao manifestacija apstinencijalnog sindroma, pojava halucinacija, nepovratna oštećenja unutrašnjih organa (ciroza jetre, bolesti srca, encefalopatija itd.).

Uticaj na trudnoću

Rizik od abnormalnosti u razvoju fetusa direktno je proporcionalan količini alkohola konzumiranog tokom trudnoće.

Etanol lako prolazi kroz placentu, pa njegov sadržaj u krvi majke i fetusa brzo dostiže isti nivo. Akumulira se u fetalnim tkivima bogatim fosfolipidima, u mozgu, a takođe i u eritrocitima. Uklanjanje alkohola iz organizma vrši se uz pomoć jetrenih enzima, a kod nerođenog djeteta nastaje tek u drugoj polovini trudnoće majke. Štetno djelovanje etanola na fetus povezano je sa nezrelošću zaštitnog mehanizma i povećanom vaskularnom permeabilnosti i sl. Od posebnog značaja su kritični periodi embrionalnog razvoja, kada osetljivost embriona i fetusa na strane supstance dostiže svoj maksimum. Toksično djelovanje etanol je uzrok usporavanja razvoja ili čak smrti embrija.

Konzumacija etanola tokom trudnoće povezana je sa fetalnim (fertilnim) teratogenim efektima. U kršenju se očituje utjecaj alkohola opšti razvoj fetus, rođenje djeteta tjelesne težine i visine manje od normalne, mentalna inferiornost. Posebno, djeca pogođena teratogenim djelovanjem etanola imaju izmijenjene crte lica: uske palpebralne pukotine, tanke gornja usna, pojavu mikrocefalije i retrognatije, nedostatak filtera i razne abnormalnosti uha. Fizičke modifikacije dopunjuju nerazvijenost mozga, sklonost konvulzivnim napadima, cerebralni edem, loša koordinacija pokreta, smanjena inteligencija i urođene mane srca. Ovaj efekat etanola naziva se fetalni alkoholni sindrom, FAS (ili fetalni alkoholni sindrom).

Interakcija s lijekovima

Etanol ima sposobnost pojačavanja djelovanja antibiotika, antihistaminika, barbiturata, mišićnih relaksansa, a također izaziva negativnu reakciju organizma.

Interakcija medicinski preparati sa etanolom
klasa droga droga Vrsta interakcije sa etanolom, posljedice
analgetici aspirin Acetaminophen Aspirin pojačava pražnjenje želuca, što dovodi do brze apsorpcije alkohola u tankom crijevu, a može i usporiti djelovanje alkohol dehidrogenaze u želucu. Etanol pojačava metabolizam acetaminofena, čiji su produkt otrovne tvari koje oštećuju jetru. Može doći do ubrzanog otkucaja srca, bolova u stomaku, čira na želucu,
antibiotici Eritromicin Izoniazid Ketokonazol Metronidazol Eritromicin povećava pražnjenje želuca, što dovodi do brze apsorpcije alkohola u tankom crijevu; Zajedno sa izoniazidom, alkohol povećava rizik od oboljenja jetre. Prate ga glavobolja, mučnina, nagle promene krvnog pritiska
antihistaminici Difenhidramin Clemastine Promethazine Etanol pojačava dejstvo lekova na centralni nervni sistem, izazivajući pojavu letargije, smanjenu pokretljivost, kombinovano dejstvo je izraženije kod starijih osoba.
barbiturati fenobarbital Slabost tijela, vrtoglavica, rizik konvulzivni napad. Hronična konzumacija alkohola povećava nivo metabolizma citokroma P-450 barbiturata.
Tablete za spavanje (benzodiazepini) diazepam lorazepam oksazepam Etanol pojačava dejstvo lekova na centralni nervni sistem, izazivajući probleme sa pamćenjem, letargiju, smanjene motoričke sposobnosti, usporavanje ili otežano disanje;
protuupalni lijekovi Diklofenak Ibuprofen Naproksen Konzumacija etanola povećava rizik od krvarenja u želucu, peptičkih ulkusa
Blokatori H2 receptora Nizatidin Ranitidin Cimetidin Lijekovi inhibiraju djelovanje alkohol dehidrogenaze i doprinose isteku želuca, što dovodi do povišen sadržaj etanola u krvi.

aplikacija

Etanol ima širok raspon primjene, među kojima su najznačajnije proizvodnja alkoholnih pića, upotreba kao rastvarača, goriva i sinteza drugih hemikalija.

gorivo

Prvi automobil koji je mogao da radi na etanol dizajnirao je Henry Ford 1920. godine - model Ford T. Međutim, tada ova inovacija nije dobila potreban razvoj zbog tehničkih i ekonomskih problema: proizvodnja čistog etanola bila je preskupa, a upotreba nedovoljno prečišćenog alkohola pomiješanog sa ugljovodoničnim gorivom bila je ograničena u određenoj mjeri - na niskim temperaturama voda nerastvorljiva u benzinu se smrzavala, začepljujući rezervoar za gorivo.

Sada, sa tehnologijom za proizvodnju jeftinog etanola, zamjena tradicionalnog benzina ili dizel goriva etanolom, ili korištenje kao aditiva, postala je široko rasprostranjena u svijetu. Svjetska proizvodnja etanola za potrebe industrije goriva u 2014. godini iznosila je 24750000000 galona.

rastvarač

Etanol je najvažniji rastvarač nakon vode. Njegova glavna primjena je proizvodnja kozmetike, parfema, tenzida i dezinficijensa, farmaceutskih proizvoda, raznih premaza. U te svrhe koristi se etanol sintetičkog i enzimskog porijekla.

antiseptik

Etanol je najstariji antiseptik poznat čovječanstvu. Njegovu sposobnost da dezinficira rane uočili su drevni grčki ljekar Klaudije Galen, a kasnije i srednjovjekovni francuski hirurg Guy de Chauliac.

Etanol ispoljava baktericidno djelovanje u koncentracijama od 30% i više, ovisno o vrsti bakterije, sadržaju vode i vremenu djelovanja. Prema studijama, efekat etanola je najefikasniji pri njegovoj koncentraciji od 60-70% - i u prisustvu vode i u njenom odsustvu. Upravo taj sadržaj etanola imaju sredstva za dezinfekciju ruku u domaćinstvu. Upotreba visokih koncentracija (na primjer, 90% otopine) za dezinfekciju kože je nepraktična, jer u takvim koncentracijama etanol pokazuje svoja taninska svojstva, dok se antiseptička svojstva smanjuju.

Princip djelovanja etanola na mikroorganizme vjerovatno je djelovanje na njihove membrane i brza denaturacija proteina, što dovodi do poremećaja u metabolizmu bakterija i daljeg uništavanja stanica. Etanol pokazuje visoko biocidno djelovanje protiv vegetativnih bakterija (uključujući mikobakterije), virusa, gljivica, ali ne i spora.

Zbog nedostatka sporicidnog djelovanja, etanol se ne može koristiti za sterilizaciju, ali su njegova svojstva dovoljna za preventivnu dezinfekciju površina, tretman kože i sl.

Precipitacija nukleinske kiseline

Etanol se široko koristi u molekularnoj biologiji za precipitaciju i koncentraciju DNK i RNK. Koristi se u kombinaciji s puferskim otopinama soli koje sadrže jednostavne jednostruko nabijene katione (na primjer, katione natrija). Tipična je upotreba natrijum acetatnog pufera od 0,3 mol/L sa pH 5,2 (na 4°C) i etanola - apsolutnog i 70% (na -20°C).

Za taloženje nukleinske kiseline njihov uzorak se pomiješa sa puferskom otopinom i apsolutnim etanolom i ohladi na -20 °C sat vremena, nakon čega se centrifugira. Nakon što pipetom odvojite višak tečnosti sa površine, dodajte 70% rastvor etanola i ponovite centrifugiranje i odvajanje tečnosti. Ostatak se isparava na temperaturi od 37°C na vodenom kupatilu i na taj način se dobija koncentrisana supstanca.

protuotrov

Zbog svoje sposobnosti stvaranja estera u interakciji s alkoholima, etanol se koristi kao dostupan protuotrov za trovanje metanolom, etilen glikolom i dietilen glikolom. Etanol se u organizam unosi oralno ili intravenozno, a doza za primjenu se izračunava na osnovu toga da njegova koncentracija u krvnom serumu treba dostići 10-15 mg/l.

Rizik pri upotrebi etanola leži u inhibiciji aktivnosti centralnog nervnog sistema, pojavi hipoglikemije (zbog smanjenja glukoneogeneze) i mučnini. Kod intravenske primjene može doći do flebitisa, hipertenzije, hiponatremije. Upotreba takvog antidota zahtijeva stalno praćenje sadržaja etanola u serumu i razine glukoze u venskoj krvi.

Sinteza drugih supstanci

U industriji se etanol koristi za proizvodnju etanala, butadiena, dietil etera, etil acetata, etilamina i slično.

Povezani video zapisi

Podijeli: