Točka ledišta alkohola. Formula etilnog alkohola. Neprolazna formula alkohola. Moderna proizvodnja alkohola

Formula za stvaranje alkohola za piće razlikuje se od tehničke. Alkohol je glavni sastojak svakog alkoholnog pića, bez kojeg ne može proći nijedna proslava. U svijetu postoje dvije glavne vrste koje ne treba brkati: metil, čija je formula CH3OH, i etil C2H5OH. Njihova glavna razlika je u tome što se prvi smatra tehničkim i neprikladnim za upotrebu, što se ne može reći o drugom. Obje vrste se ne razlikuju vanjski znakovi, samo drugačija formula. Dakle, shvatimo koja je klasa alkohola i koje su razlike u njihovoj strukturi.

Malo o alkoholu

Počeci alkohola sežu u biblijska vremena, Noa je, ne primijetivši da se sok pokvario, fermentirao, popio ga i napio se. Tada počinje odbrojavanje kulture vinarstva i pokusa s alkoholom.

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

Bilo je to u 14. stoljeću kada je došlo do navale otkrića, kada je na svakoj točki zemlje proizvodnja ovog proizvoda postignuta raznim novim metodama.

Glavne faze razvoja i distribucije:

  1. Tridesetih godina 14. stoljeća alkemičar Willger iz vina je dobivao vinsku špiritumu.
  2. U 80-ima, trgovac je donio etanol iz Italije u Moskvu.
  3. Dvadesetih godina 16. stoljeća Paracelsus je otkrio glavno svojstvo etila - tablete za spavanje, provodeći eksperiment na pticama.
  4. Nakon 2 stoljeća, prvi pacijent je eutanaziran radi operacije.
  5. Do otprilike 1914. godine na području SSSR-a bilo je oko 2,5 tisuća proizvodnih pogona, a tijekom rata taj se broj smanjio za gotovo 90%.
  6. Godine 1948. dolazi do prilagodbe proizvodnje, poboljšanja starih metoda i razvoja novih tehnologija.

Vrste:

  1. Tehnički ili metil - izrađen je od drva ili proizvoda na bazi nafte. Podvrgavaju ga kiseloj hidrolizi, što ga čini štetnim za ljudsko zdravlje.
  2. Proizvodnja prehrambenih, medicinskih ili etilnih proizvoda obavlja se samo od proizvoda koji su dopušteni za konzumaciju, tj. od prehrambenih sirovina. Uglavnom se koriste krumpir, pšenica, proso, kukuruz itd. Vrlo rijetko koristite plodove drveća i drugih biljaka bogatih ugljikohidratima.

Kao što je već spomenuto, prilično je teško razlikovati tehnički pogled od pića. Zato se zbog neznanja događa sve više trovanja, pa i smrti. Tehnički alkohol se koristi u industriji, u proizvodnji otapala, kućanske kemikalije, ali ponekad se prodaje pod krinkom etila.


Glavne metode određivanja:

  1. Proizvođač. Trebate kupiti piće samo u onim trgovinama koje izazivaju povjerenje, jer takve trgovine ne opskrbljuju krivotvorenim proizvodima, što se ne može reći za štandove ili podzemne trgovine. Pijte alkohol poznatih proizvođača alkoholnih pića ili, u ekstremnim slučajevima, medicinski alkohol, tada se nećete izložiti opasnosti.
  2. Zapaliti piće. Najviše jednostavan način provjerite kvalitetu. Boja je etil, kada se zapali - plava, metanol - zelena.
  3. Krtola krumpira. Prije pijenja, bacite komad krumpira u malu zdjelu i napunite ga alkoholom. Ako se boja nije promijenila, onda imate čistu infuziju pred sobom i možete je sigurno piti ako je dobila ružičastu nijansu - tehnički izgled.
  4. Ispitajte bakrenom žicom. Zagrije se i stavi u zdjelu s tekućinom, ako postoji oštar trpki miris - metanol, ne prepoznajete miris etila, nema ga.

Korisna svojstva:

  1. Izvrstan antiseptik i otapalo za lijekove;
  2. Koristi se kod prehlada, za utrljavanje za snižavanje temperature.
  3. To je čisti proizvod (hrana), koji ne sadrži nikakve nečistoće, poput vina ili piva.

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

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

Negativan utjecaj:

  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. Pospješuje razvoj gastritisa, čira, raka, ciroze itd.
  4. Dovodi do odumiranja moždanih stanica – neurona.
  5. Izaziva ovisnost, koja vodi u alkoholizam.
  6. Doprinosi pretilosti, jer je vrlo kalorično piće, a također izaziva apetit.
  7. Previsoka koncentracija etanola za osobu, prihvatljiva, čak i terapijska stopa dnevno od 30 ml.

Proces proizvodnje etilnog alkohola

Dobivanje etila svodi se na dva glavna načina:

  1. Alkoholno vrenje;
  2. Proizvodnja u industrijskim uvjetima;
  3. Metoda predaka ili kod kuće.

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

Nakon završetka procesa, kemijski sastav koncentracija alkohola je 15%. To je zbog činjenice da se kvasac ubija u stvorenoj alkoholnoj otopini. Sljedeći korak je destilacija i pročišćavanje.

Ako detaljnije opišete proces, onda sve počinje mljevenjem komponenti: zrna kukuruza, pšenice, raži, zatim proizvodnja nastavlja s razgradnjom škroba (proces fermentacije). Zatim, već opisani proces nakupljanja alkohola kroz fermentaciju i uništavanje kvasca. I završna faza je rektifikacija ili pročišćavanje dobivenih sirovina. Tek nakon toga sadržaj etanola je oko 96%.

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

CH2 \u003d CH2 + H2O -> C2H5OH

Ali postoji i značajan minus, tijekom obrade u otopini nastaju razne nečistoće koje negativno utječu na ljudsko tijelo. Zato ga ne treba konzumirati u ovom obliku, već nakon čišćenja.

Proces rektifikacije uključuje potpuno zbrinjavanje fuzelnih ulja, ali uz očuvanje početnog sastava. U procesu čišćenja postaje proziran, jer. sve nečistoće koje daju sjenu su isključene. Da bi se stvorio pitki izgled, čišćenje se provodi nekoliko puta.

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

Mi ćemo trebati:

  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. Provedite gnječenje glavnog zagušenja;
  6. Prestići kašu;
  7. proces čišćenja;
  8. Provjera kvalitete.

Pa pogledajmo svaki korak.

Prvo moramo odabrati zrno. Odabiru se samo najbolje žitarice, čije razdoblje nije kraće od 2 mjeseca od datuma žetve (ali ne više od godinu dana).

Glavni kriteriji odabira:

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

Sljedeći korak je čišćenje i odvajanje zrna. Za početak, prosijava se kako bi se riješili velikih komada otpada. Zatim se procijedi kroz fino sito kako bi se izbjeglo dobivanje sjemenki trave i sitnih čestica smeća. Isperite sve 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 plutajućih zrnaca (loše su kvalitete) i krhotina. Zatim morate ocijediti višak vode tako da maksimalna granica bude 25 cm iznad površine sladovine. Narasla zrna treba povremeno uklanjati, a vodu mijenjati svakih 6-12 sati.

Cijeli proces traje, negdje, 4-5 dana, ali treba se osloniti na kriterije:

  • 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 crtu.

Zrna stavljamo u prostoriju koja nije vlažna i prozračena. Položimo ih na lim za pečenje, slojem od 5 cm, na vrh položimo blago navlaženu krpu. Tijekom dana, svakih 5 sati moraju se okrenuti. Treba izbjegavati bakterije truljenja praćenjem sobne temperature.

Ako su ovi znakovi prisutni, prijeđite na sljedeći korak:

  • Procesi su već dugi 1,5 cm.
  • Sve klice su isprepletene jedna s drugom.
  • Zrna su hrskava ako se prelome ili pregrizu.
  • Boja je ista kao što je bila.
  • Ima ugodan miris, sličan aromi krastavca.
  • Najprije treba samljeti slad, ali ne u brašno, nego u žitarice;
  • Dobivenu smjesu ulijte u lonac i ulijte 15 litara vode (50°C). Miješamo do savršene konzistencije.
  • Smanjite vatru i pirjajte sat vremena, izbjegavajući da zagori.
  • Maknite s vatre i stavite u posudu s ledom ili ledenom vodom.
  • Kvasac se razrijedi prema uputama.
  • Toplu smjesu ulijte u bocu, dodajte kvasac i promiješajte.
  • Stavili smo vodenu brtvu na vrat i stavili je na toplo mjesto za fermentaciju.
  • Promiješajte svaki dan tjedan dana.

Trebali biste dobiti svijetlu smjesu, kiselkastog okusa i mirisa na alkohol.

Ponekad čak i ne dodaju kvasac, dodaju samo toplu vodu i šećer. Ali produžite 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. U raketnim motorima, s unutarnjim izgaranjem. NA kemijsko polje, komponenta je mnogih tvari. Služi kao otapalo u industriji boja i lakova. Uključeno u sastav antifriza, sredstava za pranje vjetrobranskog stakla, sredstava za čišćenje i deterdženata. U prehrambenoj industriji koristi se kao alkoholno piće. Također se nalazi u octu.
U medicini je njegova upotreba jednostavno neopisiva. Ovo je najpopularnije područje primjene. To je antiseptik, jer je u stanju uništiti sve mikrobe i bakterije, doprinosi dezinfekciji rane i sprječava proces truljenja i razgradnje.

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

Kao što je već spomenuto, izvrsno je sredstvo za zagrijavanje kod prehlade. Također, tijekom vrućine možete se namazati otopinom, to će vam pružiti hladnoću.

Ako ste otrovani industrijskim alkoholom, tada će etanol biti izvrstan "protuotrov".


Znakovi trovanja:

  1. Jaka glavobolja;
  2. Postaje teško disati;
  3. Osjećaj potpune opuštenosti;
  4. Oštra bol u abdomenu;
  5. Snažno povraćanje.

Nesumnjivo, to su simptomi jednostavnog trovanja alkoholom, ali važno ih je dati Posebna pažnja. Ako je vaša doza veća od 30 ml, ako se ne pruži liječnička pomoć, moguć je smrtni ishod. Ako nakon prve čaše osjetite oštru bolest, nazovite bolnicu, bez nade da će sve proći samo od sebe.

Ne zaboravite na lijekove. Njegova uporaba svodi se na izradu tinktura, ekstrakata, nekih antibiotika itd.

Parfumerija nije potpuna bez etilnog alkohola. Svaki proizvod ga ima u svom sastavu, pored vode i koncentrata parfema. Njegova formula mu omogućuje da djeluje kao otapalo.

Ukratko, možemo zaključiti da je vrlo važno razlikovati vrste ove tekućine. Postoje čak i određene metode kontrole kvalitete. Kada koristite minimalnu količinu metanola, dovodite svoje tijelo u opasnost, čak se ni jetra ne može nositi s tolikom količinom toksina. Nedvojbeno, konzumacija etilnog alkohola također nije poželjna, ali ne uzrokuje takav udar munje u sve organe.

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

Etanol - što je to tvar? Čemu služi i kako se proizvodi? Etanol je svima poznatiji pod drugim imenom - alkohol. Naravno, ovo nije sasvim točna 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 dobivenoj Bragi, kako su se u starim danima zvala alkoholna pića, količina etanola nije prelazila 15 posto. Čisti alkohol mogao se izolirati tek nakon proučavanja procesa destilacije.

Etanol - što je to?

Etanol je monohidrični alkohol. Na normalnim uvjetima to je hlapljiva, bezbojna, zapaljiva tekućina specifičnog mirisa i okusa. Etanol je našao široku primjenu u industriji, medicini i svakodnevnom životu. Izvrstan je dezinficijens. Alkohol se koristi kao gorivo i kao otapalo. No najviše od svega, formula etanola C2H5OH poznata je ljubiteljima alkoholnih pića. Upravo je u ovom području ova tvar pronašla široku primjenu. Ali ne zaboravite da je alkohol kao aktivni sastojak alkoholnih pića snažan depresiv. Ova psihoaktivna tvar može deprimirati središnji živčani sustav i izazvati jaku ovisnost.

U današnje vrijeme teško je pronaći industriju u kojoj se ne bi koristio etanol. Teško je nabrojati za što je sve alkohol toliko koristan. Ali najviše su njegova svojstva cijenjena u farmaceutici. Etanol je glavna komponenta gotovo svih ljekovite tinkture. Mnogi "bakini recepti" za liječenje ljudskih bolesti temelje se na ovoj tvari. Crpi sve korisne tvari iz biljaka, akumulirajući ih. Ovo svojstvo alkohola pronašlo je primjenu u proizvodnji domaćih biljnih i bobičastih tinktura. I premda su to alkoholna pića, u umjerenim količinama donose zdravstvene prednosti.

Prednosti etanola

Formula etanola poznata je svima još od školskih lekcija kemije. Ali ovdje je korist od ove kemikalije, neće svi odmah odgovoriti. Zapravo, teško je zamisliti industriju u kojoj se ne bi koristio alkohol. Prije svega, etanol se u medicini koristi kao snažno dezinfekcijsko sredstvo. Obrađuju operativnu površinu i rane. Alkohol štetno djeluje na gotovo sve skupine mikroorganizama. Ali etanol se ne koristi samo u kirurgiji. Neophodan je za izradu ljekovitih ekstrakata i tinktura.

U malim dozama alkohol je koristan za ljudsko tijelo. Pomaže u razrjeđivanju krvi, poboljšava cirkulaciju krvi i širi krvne žile. Čak se koristi i za prevenciju kardiovaskularnih bolesti. Etanol pomaže poboljšati rad gastrointestinalnog trakta. Ali samo u stvarno malim dozama.

U posebnim slučajevima, psihotropni učinak alkohola može se najviše utopiti jaka bol. Etanol je pronašao primjenu u kozmetologiji. Zbog izraženih antiseptičkih svojstava nalazi se u gotovo svim losionima za čišćenje problematične i masne kože.

Šteta etanola

Etanol je alkohol koji nastaje fermentacijom. Pretjeranom uporabom može izazvati teško toksikološko trovanje, pa čak i komu. Ova tvar je dio alkoholnih pića. Alkohol izaziva najjaču psihičku i fizičku ovisnost. Alkoholizam se smatra bolešću. Šteta etanola odmah se povezuje sa scenama neobuzdanog pijanstva. Pretjerana konzumacija pića koja sadrže alkohol ne dovodi samo do trovanje hranom. Sve je puno kompliciranije. Čestim konzumiranjem alkohola zahvaćeni su gotovo svi organski sustavi. Iz gladovanje kisikom, koji uzrokuje etanol, umiru u velikom broju moždane stanice. Javlja se U ranim stadijima pamćenje slabi. Tada čovjek razvija bolesti bubrega, jetre, crijeva, želuca, krvnih žila i srca. Kod muškaraca dolazi do gubitka potencije. U posljednjim stadijima alkoholičara otkriva se deformacija psihe.

Povijest alkohola

Etanol - što je to tvar i kako je dobivena? Ne znaju svi da se koristi od prapovijesti. Bio je dio alkoholnih pića. Istina, koncentracija mu je bila mala. No u međuvremenu su u Kini na 9000 godina staroj keramici pronađeni tragovi alkohola. To jasno ukazuje da su ljudi u neolitu pili pića koja su sadržavala alkohol.

Prvi slučaj zabilježen je u 12. stoljeću u Salernu. Istina, radilo se o mješavini vode i alkohola. Čisti etanol izolirao je Johann Tobias Lovitz 1796. godine. Koristio je metodu filtracije aktivnim ugljenom. Dugo je vremena proizvodnja etanola ovom metodom ostala jedina metoda. Formulu za alkohol izračunao je Nicolo-Théodore de Saussure, a Antoine Lavoisier opisao kao ugljikov spoj. U 19. i 20. stoljeću mnogi su znanstvenici proučavali etanol. Proučena su sva njegova svojstva. Trenutno je postao široko rasprostranjen i koristi se u gotovo svim sferama ljudske aktivnosti.

Dobivanje etanola alkoholnim vrenjem

Možda je najpoznatiji način proizvodnje etanola alkoholno vrenje. Moguće je samo pri korištenju organskih proizvoda koji sadrže veliku količinu ugljikohidrata, kao što su grožđe, jabuke, bobičasto voće. Druga važna komponenta za aktivno odvijanje fermentacije je prisutnost kvasca, enzima i bakterija. Prerada krumpira, kukuruza, riže izgleda isto. Za dobivanje gorivog alkohola koristi se sirovi šećer koji se proizvodi iz 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. Stoga se dobiveni etanol mora podvrgnuti postupcima pročišćavanja i koncentriranja. Obično se koriste postupci destilacije.

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

Gorivo

Mnogi ljudi znaju za svojstva koja ima etanol. Da se radi o alkoholu ili dezinfekcijskom sredstvu također je nadaleko poznato. Ali alkohol je također gorivo. Koristi se u raketnim motorima. Općepoznata činjenica - tijekom Prvog svjetskog rata 70% vodeni etanol korišten je kao gorivo za prvu njemačku balističku raketu na svijetu - V-2.

Trenutno je alkohol postao sve rašireniji. Kao gorivo koristi se u motorima s unutarnjim izgaranjem, za grijanje uređaja. U laboratorijima se ulijeva 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 kemijskoj industriji

Etanol se široko koristi u kemijskoj industriji. Služi kao sirovina za proizvodnju tvari kao što su dietil eter, octena kiselina, kloroform, etilen, acetaldehid, tetraetil olovo, etil acetat. U industriji boja i lakova etanol se široko koristi kao otapalo. Alkohol je glavni sastojak sredstva za pranje vjetrobrana i antifriza. Alkohol se također koristi u kućanskim kemikalijama. Koristi se u deterdžentima i sredstvima za čišćenje. Osobito je čest kao komponenta u tekućinama za njegu vodoinstalacija i stakla.

Etilni alkohol u medicini

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

Etanol je otapalo za lijekove. Naširoko se koristi za izradu tinktura i ekstrakata ljekovito bilje i drugi biljni materijali. Minimalna koncentracija alkohola u takvim tvarima ne prelazi 18 posto. Etanol se često koristi kao konzervans.

Etilni alkohol također je odličan za utrljavanje. Tijekom groznice proizvodi učinak hlađenja. Vrlo često se alkohol koristi za zagrijavanje obloga. Istovremeno, apsolutno je sigurno, nema crvenila i opeklina na koži. Osim toga, etanol se koristi kao sredstvo protiv pjenjenja kada se kisik dovodi umjetno tijekom ventilacije pluća. Alkohol je također sastavni dio opće anestezije, koja se može koristiti u slučaju nedostatka lijekova.

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

industrija hrane

Dakle, kako dobiti etanol znali su naši preci. No, najviše je korišten tek u 19. i 20. stoljeću. Uz vodu, etanol je osnova gotovo svih alkoholnih pića, prvenstveno votke, džina, ruma, konjaka, viskija i piva. Alkohol se u malim količinama nalazi iu pićima dobivenim fermentacijom, na primjer u kefiru, kumisu i kvasu. Ali oni se ne klasificiraju kao alkohol, jer je koncentracija alkohola u njima vrlo niska. Dakle, sadržaj etanola u svježem kefiru ne prelazi 0,12%. Ali ako se smiri, tada koncentracija može porasti na 1%. U kvasu ima nešto više etilnog alkohola (do 1,2%). Najviše alkohola sadrži kumis. Svježe mliječni proizvod njegova koncentracija je od 1 do 3%, au taloženom doseže 4,5%.

Etilni alkohol je dobro otapalo. Ovo svojstvo omogućuje njegovu upotrebu u prehrambenoj industriji. Etanol je otapalo za mirise. Osim toga, može se koristiti kao konzervans za pekarski proizvodi. Registriran je kao dodatak prehrani E1510. Etanol ima energetsku vrijednost od 7,1 kcal/g.

Učinak etanola na ljudski organizam

Proizvodnja etanola uspostavljena je u cijelom svijetu. Ova vrijedna tvar se koristi u mnogim područjima ljudskog života. su lijek. Maramice impregnirane ovom tvari koriste se kao dezinfekcijsko sredstvo. Ali kakav učinak etanol ima na naše tijelo kada ga progutamo? Je li to korisno ili štetno? Ova pitanja zahtijevaju detaljnu studiju. Svima je poznato da čovječanstvo stoljećima konzumira alkoholna pića. Ali tek u prošlom stoljeću problem alkoholizma je dobio velike razmjere. Naši preci pili su kašu, medovinu, pa čak i danas tako popularno pivo, no sva su ta pića sadržavala nizak postotak etanola. Stoga nisu mogli uzrokovati značajnu štetu zdravlju. Ali nakon što je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev razrijedio alkohol s 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 iznimke. Ovisno o koncentraciji, dozi, putu ulaska i trajanju izloženosti, etanol može pokazivati ​​toksične i narkotičke učinke. Može poremetiti rad kardiovaskularnog sustava, pridonosi pojavi bolesti probavni trakt, uključujući čir na želucu i dvanaesniku. Pod narkotičnim učinkom podrazumijeva se sposobnost alkohola da izazove stupor, neosjetljivost na bol i inhibiciju funkcija središnjeg živčanog sustava. Osim toga, osoba ima alkoholno uzbuđenje, vrlo brzo postaje ovisan. U nekim slučajevima prekomjerna konzumacija etanola može izazvati komu.

Što se događa u našem tijelu kada pijemo alkohol? Molekula etanola sposobna je oštetiti središnji živčani sustav. Pod utjecajem alkohola dolazi do oslobađanja hormona endorfina u nucleus accumbens, a kod osoba s izraženim alkoholizmom i u orbitofrontalnom korteksu. No, unatoč tome, etanol nije prepoznat kao narkotička tvar, iako pokazuje sva odgovarajuća djelovanja. Etilni alkohol nije uvršten na međunarodnu listu kontroliranih tvari. A ovo je kontroverzno pitanje, jer u određenim dozama, točnije 12 grama tvari po 1 kilogramu tjelesne težine, etanol prvo dovodi do akutno trovanje a zatim smrt.

Koje bolesti uzrokuje etanol?

Sama otopina etanola nije kancerogena. Ali njegov glavni metabolit, acetaldehid, je otrovna i mutagena tvar. Osim toga, također ima kancerogena svojstva i izaziva razvoj onkološke bolesti. Njegove kvalitete proučavane su u laboratorijskim uvjetima na pokusnim životinjama. Ovi znanstveni radovi doveli su do vrlo zanimljivih, ali ujedno i alarmantnih rezultata. Ispostavilo se da acetaldehid nije samo kancerogen, već može oštetiti DNK.

Dugotrajna konzumacija alkoholnih pića može izazvati bolesti kao što su gastritis, ciroza jetre, duodenalni ulkus, rak želuca, jednjaka, tankog i rektuma kod ljudi, kardiovaskularne bolesti. Redoviti unos etanola u tijelo može izazvati oksidativno oštećenje moždanih neurona. Kao rezultat oštećenja, oni umiru. Zlouporaba pića koja sadrže alkohol dovodi do alkoholizma i kliničke smrti. Ljudi koji redovito piju alkohol imaju veći rizik od srčanog i moždanog udara.

Ali to nisu sva svojstva etanola. Ova tvar je prirodni metabolit. U malim količinama može se sintetizirati u tkivima ljudskog tijela. Zove se pravi.Također nastaje kao rezultat razgradnje ugljikohidratne hrane u gastrointestinalni trakt. Takav etanol se naziva "uvjetno endogeni alkohol". Može li se običnim alkometrom odrediti alkohol koji se sintetizirao u tijelu? Teoretski, to je moguće. Njegova količina rijetko prelazi 0,18 ppm. Ova vrijednost je na donjoj granici najsuvremenijih mjernih instrumenata.

NA moderni svijet etil je na prvom mjestu među proizvodima organske sinteze. uspješno se koristi ne samo za proizvodnju alkoholnih pića, već je nezamjenjiv u industrijama kao što su kozmetologija i medicina. U tom pogledu spada u kategoriju ekonomski moćnih, što je od posebne važnosti pri odabiru načina proizvodnje. Pošto je školska klupa svima poznata formula alkohola- C2H5OH, ali kako se dobiva?

Postoje 2 načina dobivanja alkohola - fermentacijom i sintetskom metodom (etilen hidratacija).

Alkoholna fermentacija je metoda poznata od davnina. Organski proizvodi koji sadrže ugljikohidrate, poput grožđa, raznog voća, fermentiraju kvasci i bakterije. Na sličan način prerađuju se škrob, krumpir, riža, kukuruz. U otopini dobivenoj nakon fermentacije uočen je nizak sadržaj etanola - do 15%, budući da kvasac umire u koncentriranijim otopinama. Stoga se etanol naknadno pročišćava i koncentrira destilacijom.

Suvremeni proizvodnja alkohola iz prehrambenih sirovina ima nekoliko faza:
- sirovine koje sadrže škrob, a to su žitarice raži, pšenice, krumpira, kukuruza, podvrgavaju se mljevenju;
- fermentacija - u ovoj fazi škrob se razgrađuje na šećere;
- vrenje - uz pomoć kvasca dolazi do fermentacije šećera, uslijed čega se alkohol nakuplja u masu;


- rektifikacija - filtracija i pročišćavanje dobivene otopine.
Nakon završetka svih faza proizvodnje, sadržaj etanola u otopini doseže 95,6%.
Prema stupnju pročišćavanja od raznih nečistoća, etilni alkohol podijeljen je u kategorije: prvi razred, alkohol najviše čistoće, baza, ekstra, lux i alfa (vidi).

U industriji se etilni alkohol dobiva iz drva, slame - odnosno sirovina koje sadrže celulozu. Celuloza je podvrgnuta procesu hidrolize, odnosno razgradnje sastojaka otopine uz pomoć vode s ciljem stvaranja novih. Takova formula alkohola dobiven hidratacijom: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Neposredno nakon obrade sirovina, etanol sadrži razne nečistoće. Za daljnje industrijske, prehrambene i farmakološku upotrebu potrebno je čišćenje. Etilni alkohol je bistra tekućina bez stranih čestica. Svaka vrsta alkohola ima specifičan okus i miris, ovisno o sirovini od koje se proizvodi. Što je bolje pročišćavanje alkohola, to je njegov stupanj veći i, shodno tome, veća je tvrđava. Rektificirani alkohol, koji je prošao sve stupnjeve pročišćavanja, razrjeđuje se omekšanom vodom, postižući snagu od 95% - ova otopina je etilni alkohol za piće.

Etanol, ili kako se još naziva, etilni alkohol - ovaj proizvod se sastoji od jednog atoma i ima kemijska 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. Kemijska formula alkohola je sljedeća C2H5OH.

Alkohol se prvi put spominje u biblijskim kronikama. Tako su se u to vrijeme smatrali službenim podrijetlom proizvodnje raznih alkoholnih pića. U XIV stoljeću dolazi do brojnih otkrića vezanih uz proizvodnju etanola.

Faze razvoja:

  • Sredinom XIV stoljeća europski alkemičar Willger uspio je dobiti etanol iz vinskog pića.
  • Krajem istog stoljeća jedan talijanski trgovac koji je doveo veleposlanike u Rusiju ponio je sa sobom i alkoholna pića. Godine 1386. alkohol prvi put ulazi u Moskovsku kneževinu.
  • NA početkom XVI stoljeća francuski znanstvenik Paracelsus otkriva glavno svojstvo etanola – tablete za spavanje. Tek dva stoljeća nakon toga provode se prvi pokusi uspavljivanja ljudi tijekom operacija.
  • Za vrijeme Prvog svjetskog rata na teritoriju rusko carstvo bilo je oko 2,5 tisuća tvornica za proizvodnju alkoholnih pića, ali tijekom rata i nakon revolucije njihov se broj smanjio na dvije stotine. Međutim, do 1948. proizvodnja je ponovno prilagođena, a također i poboljšana.
  • Krajem 20. stoljeća europski su znanstvenici naučili kako provjeriti kvalitetu alkohola u alkoholnim pićima.

Priznanica

Za proizvodnju etilnog i metilnog alkohola koriste se dvije metode: mikrobiološka i sintetska, nazivaju se alkoholna fermentacija i etilenska hidratacija.

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

Proizvod dobiven ovom metodom ima samo 15% etanola. Nakon što ga primite, potrebno je provesti pročišćavanje, obično se to radi destilacijom.

Industrijska proizvodnja alkohola

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

  • Pripremite sirovine za proizvodnju.
  • Fermentirajte škrob do šećera koji se mogu fermentirati.
  • Nakon toga slijedi faza fermentacije.
  • Sada ostaje samo napraviti bragorectification.

Dobiveni proizvod će sadržavati do 95,6% etanola. Također, ovisno o nečistoćama prisutnim u proizvedenom proizvodu, postoji nekoliko kategorija:

  • Alfa
  • Ekstra
  • Osnova
  • Vrhunsko pročišćavanje
  • Prvi razred

Proizvodnja hidrolizom

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

Hidratacija etilena

Ovaj način proizvodnje je također vrlo raširen. Hidratacija se postiže na dva načina:

Prvi je u hidrataciji na temperaturi od gotovo 300 stupnjeva Celzijusa i tlaku od 7 MPa, ovdje se kao katalizator koristi fosforna kiselina. Formula proizvodnje je sljedeća: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Drugi način sastoji se od hidratacije kroz ester sumporne kiseline i njegove daljnje hidrolize na temperaturi od oko 85 stupnjeva Celzijusa i tlaku od 3,5 MPa. Formula etilnog alkohola je sljedeća: CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH.

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

Alkohol bez sadržaja vode

Ovaj proizvod se naziva apsolutni alkohol. Zapravo ne sadrži gotovo nikakvu vodu. Vrelište mu je 78 stupnjeva Celzijusa. Za njegovu proizvodnju koristim destilaciju konvencionalnog vodenog etanola koji sadrži benzen.

Kako razlikovati metilni alkohol od etilnog

Kako odrediti metilni 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 bakrena žica. Trebate ga uviti u oblik spirale, a zatim zagrijati na bijelo. Sada već zagrijanu žicu trebate spustiti u metilni alkohol i nakon nekoliko sekundi ukloniti. Nakon toga će iz njega dolaziti razne pare s mirisima. Metanol će dati oštrinu loš miris, a miris jabuke dolazi od etila.
  • Drugi način je testiranje tekućina. Da biste to učinili, ulijte ispitnu tekućinu u bilo koju metalnu posudu i zagrijte je. Čim primijetite da tekućina počinje ključati, spustite termometar u nju i saznajte očitanja. Metanol ima vrelište od 65 stupnjeva, a etil 78.
  • NA ovu metodu morat ćete zapaliti alkohol i po boji plamena odrediti pripada li metanolu ili etilu. Metanol će gorjeti zelenkastim plamenom, dok će etanol gorjeti svijetlim plavičastim plamenom.
  • Također prilično jednostavno, ali učinkovita metoda provjerite tekućinu - to je krumpir. Da biste to učinili, trebate uzeti dio oguljenog voća i spustiti ga nekoliko sati u ispitani alkohol. Ako krumpir promijeni boju u ružičastu, onda je to metanol, ali ako se boja ne promijeni, onda je to etil alkohol.

Formula metilnog alkohola je sljedeća - CH3OH.

Kemijska formula etilnog alkohola je C2H5OH.

Kako provjeriti antifriz kod kuće

Kako biste provjerili kvalitetu kupljene tekućine protiv smrzavanja, postoji nekoliko načina:

Medicinski alkohol

Ova vrsta alkohola je jedna od vrsta etanola. To je najčišći alkoholni proizvod, ne sadrži nikakve nečistoće, a sastav alkohola u njemu je približno 96,5%. Ovaj proizvod se uglavnom koristi u medicini, ali također, za razliku od tehničkog alkohola, široko se koristi u prehrambenoj industriji. Dakle, kod kuće se razrjeđuje i dobiva se alkoholno piće sa 40% alkohola. Tehnički se koristi samo za dodavanje raznim proizvodima koji se ne mogu piti.

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

Pažnja, samo DANAS!

(etilni alkohol, vinski alkohol) - organski spoj, predstavnik serije monohidrični alkoholi sastav C 2 H 5 OH (skraćeno EtOH). Na normalnim uvjetima je bezbojna, zapaljiva tekućina. Prema nacionalnom standardu Ukrajine DSTU 4221: 2003 Etanol je otrovna tvar s narkotičnim učinkom, prema stupnju utjecaja na ljudski organizam spada u četvrtu klasu opasnih tvari. Ima kancerogena svojstva.

Etanol je glavni aktivni sastojak alkoholnih pića koja se obično dobivaju fermentacijom ugljikohidrata. Za industrijske potrebe, etilni alkohol se često sintetizira iz naftnih i plinskih sirovina katalitičkom hidratacijom etilena. Osim u proizvodnji prehrambenih proizvoda, etanol se u velikim količinama koristi kao gorivo, otapalo, antiseptik te kao sirovina za proizvodnju drugih industrijski važnih tvari.

Povijest

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

U starom Egiptu dobivao se fermentacijom biljnog materijala. Na taj način je dobivena samo razrijeđena otopina alkohola. Kako bi se povećala koncentracija u Kini, izumljena je metoda destilacije. Prema slikama na kineskoj keramici, pića od fermentirane mješavine riže, voća i meda nastala su prije 9000 godina. Otprilike u isto vrijeme na Bliskom istoku alkohol se dobivao iz grožđa i ječma, o čemu svjedoče zapisi na glinenim pločicama u Mezopotamiji.

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

Čisti etanol prvi je dobio 1796. godine rusko-njemački kemičar Tovy Yegorovich Lovits. Prema opisu vodećeg znanstvenika tog vremena Antoinea Laurenta Lavoisiera, spoj koji se proučava sastojao se od kemijski elementi ugljik, vodik i kisik. Godine 1808. švicarski biokemičar Nicolas Theodore de Saussure ustanovio je kemijsku formulu etanola, a pedesetak godina kasnije škotski kemičar Archibald Scott Cooper predložio je njegovu strukturu.

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

struktura

Oba atoma ugljika u molekuli etanola, uključujući atom koji je povezan s hidroksilnom skupinom, nalaze se u stanju sp 3 hibridizacije. C-C udaljenost je 1,512 angstrema.

Ovisno o položaju hidroksilne skupine u odnosu na drugi dio molekule postoje Bože- (fr. Gauche) i trans oblici.trans oblik karakteriziran položajem O-H veze hidroksilnu skupinu u istoj ravnini s C-C vezom i jednom od C-H veza. NA Bože-tvore atom vodika u hidroksilnoj skupini okrenuti u stranu. dipolni moment za gosh oblici iznosi 1,68 D, a za trans oblici- 1,44D.

Rasprostranjenost u prirodi

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

Godine 1975. astronomi su izvijestili o pronalasku značajnih nakupina etanola u oblaku plina i prašine Sagittarius B2. Prema znanstvenicima, broj dostupnih molekula etanola znatno premašuje količinu alkohola dobivenog u cijeloj povijesti čovječanstva. Pronađeni etanol trans oblik molekule, a 1996. zabilježen je u Bože-oblik.

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

Drugi mogući način je reakcija metil kationa s formaldehidom, što je također uobičajeno u svemiru:

fizička svojstva

Etanol je bezbojna tekućina s blagim "alkoholnim" mirisom. Hlapljiv je i zapaljiv. Miješa se u svim omjerima s vodom, eterima, acetonom, benzolom. Etilni alkohol je dobro otapalo za mnoge organske kao i anorganske tvari.

S vodom tvori azeotropnu smjesu: 95,6% alkohola i 4,4% vode. Bezvodni etanol je blago higroskopan: da bi se postigla stabilnost, može apsorbirati 0,3-0,4% vode.

primanje

hidratacija etilena

Postoje dva glavna načina dobivanja etanola iz etilena. Povijesno gledano, metodu neizravne hidratacije izumio je 1930. Union Carbide. Druga, razvijena 1970-ih, osmišljena je kao metoda bez kiseline (bez upotrebe sumporne kiseline).

neizravna hidratacija

Proizvodnja etanola iz etilena pomoću sumporne kiseline odvija se u tri faze. Prvo, koncentrirana kiselina apsorbira etilen, stvarajući estere etil sulfata ili dietil sulfata:

Apsorpcija se provodi s 95-98% otopinom kiseline pri temperaturi od 80 ° C i tlaku od 1,3-1,5 MPa. Ova interakcija je egzotermna, pa se stijenke reaktora moraju hladiti. Prisutnost etil sulfata u kiseloj otopini omogućuje značajno povećanje stope apsorpcije, jer je topljivost etilena u etil sulfatu mnogo veća nego u čistoj kiselini.

U drugoj fazi, nastali reakcijski produkti se hidrolizuju i razgrađuju uz stvaranje alkohola i kiseline. Međutim, prekida se interakcija dva osnovna estera, što dovodi do stvaranja trećeg, dietil:

Nakon obrade sumporne kiseline apsorbiranim etil i dietil sulfatom u dovoljnoj količini vode, otopina poprima koncentraciju od oko 50-60%. Produkti hidrolize šalju se u kolone za odvajanje: razrijeđena kiselina ostaje na dnu spremnika, a plinovita smjesa alkohola i Eterne je na vrhu. Željena smjesa se ispere s vodom ili razrijeđenom otopinom natrijevog hidroksida i zatim pročisti destilacijom.

Posljednji korak je ponovno uspostavljanje koncentracije razrijeđene kiseline. Ovaj korak je jedan od najskupljih u cijeloj sintezi. Sustavom isparivača kiseline moguće je povećati koncentraciju kiseline do 90%. Povećanje ovog pokazatelja na potrebnih 98% provodi se miješanjem s oleumom (koncentracija 103%).

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

izravna hidratacija

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

  • plinoviti reaktanti dolaze u kontakt s krutim ili tekućim katalizatorom (proces plinske faze)
  • i tekući i plinoviti reaktanti su u kontaktu s krutim ili tekućim katalizatorom (mišanofazni proces).

Etanol se sintetizira uglavnom nakon procesa plinske faze. Izlazni etilen i voda prolaze preko ugljikovog katalizatora zasićenog fosfornom kiselinom:

Pri uobičajenim temperaturama samo mala količina etanola može biti u plinovitoj fazi, a povećanje temperature dovest će do smanjenja njegove koncentracije. Ravnotežu reakcije moguće je ujednačiti primjenom Le Chatelier-Brownovog principa – povećanjem tlaka u reakcijskoj smjesi i smanjenjem broja molekula u sustavu. Optimalni uvjeti za interakciju je temperatura od 250-300 ° C i tlak od 6,1-7,1 MPa.

Produkt reakcije može proći međumolekularnu dehidraciju, što dovodi do stvaranja dietil etera:

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

Prisutnost etanola je nepoželjna, jer iz njega nastaje krotonaldehid, koji negativno utječe na kvalitetu etanola, čak iu količini dijelova na milijun:

dobivanje fermentacijom

Ekstrakcija etanola fermentacijom (vrenjem) šećernih tvari je najstarija. Za njegovu proizvodnju može se koristiti svaki proizvod koji sadrži šećer ili tvari iz kojih se on može dobiti (primjerice škrob). Od proizvoda koji sadrže šećer koriste se voćni i šećer od trske, šećerna repa, melasa, a od škrobnih proizvoda krumpir, žitarice pšenice, raži i kukuruza. Celuloza se također koristi kao sirovina (iz otpada Poljoprivreda, industrija celuloze i papira itd.).

Ekstrakti škroba i šećera

Da bi se škrob pretvorio u šećerne tvari, prvo se podvrgava hidrolizi. U tu svrhu se kuhaju sirovine (pire krumpir ili brašno). Vruća voda da se ubrza bubrenje škroba. Sirovini se dodaje i enzim pod čijim utjecajem dolazi do kondenzacije škroba, odnosno pretvaranja u glukozu.

Kao enzim koristi se dijastaza sadržana u proklijalim zrnima ili druge amilaze gljivičnog podrijetla.

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

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

Među kvascima koji se koriste u procesu, aktivno mjesto zauzimaju Saccharomyces cerevisiae(tzv. pivski kvasac). Kod njihove uporabe važna je kiselost okoline i temperatura - utječu 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 uz optimalnu vrijednost 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 na umu Kluyveromyces marxianus- 49 °C. Budući da je proces fermentacije egzoterman (iz 1 g apsorbirane glukoze oslobađa se 586 J topline), korištenje kvasca s najvišom optimalnom temperaturom rasta štedi novac za hlađenje reakcijskog sustava. Važna točka je opskrba malih količina kisika za sintezu nezasićenih masnih kiselina i ergosterola od strane kvasca, što pridonosi njihovom rastu i dobroj propusnosti stanica. U nedostatku kisika, nedostatak kiselina i sterola dovest će do promjena u fiziologiji kvasca u samo nekoliko generacija.

Bakterije se također koriste u sintezi etanola, posebno uobičajenog tipa Zymomonas mobilis, koji imaju visoku stopu rasta, visok prinos konačnog proizvoda i ne ovise o opskrbi kisikom.

Ekstrakti iz celuloze

I celuloza i škrob su polisaharidi, polimeri ugljikohidrata, ali je sinteza etanola iz celuloze znatno teža zbog njene male sklonosti hidrolizi. Struktura mu je sličnija kristalnoj, što otežava kidanje veza unutar polimera, au biljkama je zaštićena od hidrolitičke razgradnje slojem lignina (samo 15% ukupne mase hidrolizira se nakon obrade celuloze kiselinom). Sirovinski otpad također sadrži hemicelulozu koja se uglavnom sastoji od pentoza.

Preoperativna obrada uključuje mljevenje, namakanje sirovina za bubrenje. Zatim se zagrijava u autoklavu s 0,3-0,5% kiseline pod pritiskom od 7-10 atm. Kao kiselina najčešće se koristi sumporna kiselina, rjeđe klorovodična kiselina. Na kraju procesa kiselina se koncentrira u posebnom spremniku i vraća u proizvodnju, a lignin se filtrira i pročišćava pranjem.

Ovako dobiven etilni alkohol naziva se hidroliza. Koristi se samo u tehničke svrhe, jer sadrži niz štetnih nečistoća, uključujući metilni alkohol, aceton itd.

Također, za razliku od kisele hidrolize, koristi se enzimski metoda. Ovdje dolazi do hidrolize pod djelovanjem gljiva poput Trichoderma viride. Predobrada uključuje uklanjanje ligninske ljuske djelovanjem otapala kadoksen (otopina s 5-7% kadmijeva oksida i 28% etilendiamina) i obradu tekućim amonijakom pod visokotlačni, koji uzburkava vlakna u celulozi, olakšavajući prodiranje enzima. U nekim slučajevima moguće je postići stopostotnu preradu celuloze.

druge metode

Hidroliza halogeniranih ugljikovodika

Etanol nastaje hidrolizom halogeniranog etana. Provodi se u vodi ili u vodenoj otopini lužina. U prvom slučaju reakcija je obrnuta, au drugom može doći do eliminacije (cijepanja) halogenovodika:

Pretvorba sintetičkog plina

Ekstrakcija etanola iz sinteznog plina slična je metodi dobivanja metanola Fischer-Tropschovim postupkom:

Reakcija se odvija na temperaturi od 125-175°C i tlaku od 1,42 MPa uz upotrebu katalizatora tipa željeza u prahu.

Oporaba organskih spojeva

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

Katalitička redukcija se provodi preko Raney nikla, platine; u laboratorijskim uvjetima litij aluminij hidrid i natrij borohidrid stagniraju.

pročišćavanje etanolom

Sintetizirani etanol obično je mješavina vode i alkohola. Njegovo pročišćavanje i dehidracija počinje destilacijom (rektifikacijom) koja može doseći koncentraciju od 95,6 % vol. Dobivena smjesa je azeotropna i ne može se pročistiti naknadnom destilacijom. Za dodatnu dehidraciju koristite benzen, cikloheksan ili heptan. Njihova prisutnost stvara nove azeotropne smjese s niskim vrelištem, što omogućuje 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% adsorbiranih molekula je voda, preostalih 25% je etanol, koji se zatim ponovno vraća u destilacijski sustav.

Također se koristi membranska metoda, koja se sastoji u odvajanju mješavine vode i alkohola zagrijane na 60 ° C s polupropusnom membranom koja ne dopušta prolaz etanola. Ova operacija se izvodi pod tlakom manjim od 1 kPa. Kao rezultat odvajanja nastaje etanol koncentracije 99,85 % i otopina koja je prošla kroz membranu koncentracije 23 %. Kondenzirana otopina membrane može se ponovno ispraviti.

Klasifikacija etanola

Dobiveni alkohol konvencionalno se dijeli u četiri klase prema sastavu:

  • industrijski etanol (96,5% vol.) - proizvod za industrijsku i tehničku uporabu: kao otapalo, gorivo itd. Da bi se spriječila njegova uporaba, obično mu se dodaju tvari neugodnog mirisa, na primjer, piridin u količini od 0,5 -1% (provesti denaturacija). Također može imati blijedu metil ljubičastu boju radi lakšeg prepoznavanja;
  • denaturirani alkohol je tehnički proizvod s koncentracijom etanola od 88% vol., koji ima značajnu količinu nečistoća. U skladu s tim denaturira i boji. Koristi se u rasvjeti i grijanju;
  • visokokvalitetni alkohol (96,0-96,5% vol.) - pročišćeni etanol, koristi se za potrebe farmacije, u proizvodnji kozmetika za konzumaciju hrane;
  • apsolutni etanol (99,7-99,8% vol.) - vrlo čisti etanol, koristi se u farmaciji, aerosoli.

U Ukrajini su stupnjevi dobivenog rektificiranog etanola regulirani standardom DSTU 4221: 2003 "Rektificirani etil alkohol". Ovisno o stupnju pročišćavanja, razlikuju se četiri vrste: "Pšenična suza", "Lux", "Extra" i "Više pročišćavanja".

Norme za stupnjeve alkohola prema GOST 4221: 2003
indeks "Pšenična suza" "Lux" "Ekstra" "Veća čistoća"
Volumni udio etilnog alkohola, na temperaturi od 20 ° C,%, ne manje od 96,3 96,3 96,3 96,0
Masena koncentracija aldehida, izračunata kao acetaldehid u bezvodnom alkoholu, mg / dm³, ne više od 2,0 2,0 2,0 2,0
Masena koncentracija fuzelnog ulja: propil, izopropil, butil, izobutil i izoamil alkohola u smislu smjese 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 smjese izobutil i izoamil alkohola (1: 1) u bezvodnom alkoholu, mg / dm³, ne više 2,0 2,0 2,0 2,0
Masena koncentracija etera, u smislu octene etil etera u bezvodnom alkoholu, mg / dm³, ne više od 1,5 2,0 3,0 5,0
Volumni udio metilnog alkohola u smislu bezvodnog alkohola,%, ne više 0,005 0,01 0,02 0,03
Masena koncentracija slobodnih kiselina (bez CO2), u smislu octene kiseline u bezvodnom alkoholu, mg / dm³, ne više od 8,0 8,0 12,0 15,0

Kemijska svojstva

Etanol je monohidrični primarni alkohol i hidroksilna skupina daje većinu njegovih kemijskih svojstava. Dakle, etanol može sudjelovati u reakcijama dehidracije - unutarmolekularnim i intermolekularnim:

U interakciji s drugim alkoholima nastaje smjesa tri estera:

IZ karboksilne kiseline etanol u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline stvara estere:

Kao rezultat dodavanja etanola acetilenu, sintetizira se viniletil eter:

Pokazivanje vašeg svojstva kiselina, etanol reagira s alkalijskim metalima (na primjer, natrijem) i alkalijama pri čemu nastaje etoksid:

Ova reakcija se provodi u bezvodnom okruženju jer hidroksid nastaje brže od etoksida.

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

Hidroksilna skupina prisutna u molekuli može se zamijeniti halogenidnim kiselinama uz stvaranje derivata etan halogena:

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

Obradom etanola s amonijakom na 300 °C u kiselom mediju nastaju supstituirani amini: primarne, sekundarne, tercijarne ili čak kvaterne amonijeve soli (ovisno o omjeru reaktanata):

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


biološko djelovanje

metabolizam

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

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

Osim glavnog metaboličkog procesa, etanol se također oksidira na još dva načina. Jedan se odvija uz sudjelovanje mikrosomalne oksidaze u kombinaciji s reduciranim nikotinamid adenin dinukleotid fosfatom (NADP), dok se drugi odvija uz sudjelovanje katalaze u kombinaciji s vodikovim peroksidom. Oba puta dovode do stvaranja toksičnog aldehida koji ima kancerogena svojstva i deset puta je toksičniji od etanola.

Utjecaj na tijelo

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

Središnji živčani sustav. Etanol deprimira funkciju središnjeg živčanog sustava kao i drugi anestetici. Unatoč popularnom uvjerenju, etanol ne stimulira djelovanje živčanog sustava: ako se dogodi uzbuđenje, onda je njihov izgled posljedica suprotstavljanja inhibicijskim procesima. U normalnim dozama etanol djeluje uglavnom na aktivirajuću funkciju retikularne formacije moždanog debla, a samo velike doze izravno potiskuju funkciju kore velikog mozga.

Kronična uporaba etanola uzrokuje manjak serotonina. Funkcionalno smanjenje aktivnosti ovog sustava sprječava razvoj tolerancije i, obrnuto, povećanje njegove aktivnosti, povećanje razine serotonina ubrzava razvoj tolerancije na alkohol. Pod utjecajem etanola dolazi do poremećaja metabolizma dopamina koji sudjeluje u sintezi norepinefrina i koordinira pokrete, emocionalna i psihička stanja. Također, etanol negativno utječe na fizičke i mentalne sposobnosti: smanjuje oštrinu vida i sluha, remeti koordinaciju i stabilnost mišića te usporava vrijeme reakcije na iritaciju.

Dišni sustav. Etanol ima izraženo toksično djelovanje na dišni sustav. Oštećenje pluća utječe na razvoj bronhopulmonalne infekcije zbog smanjenja zaštitne funkcije organizam. Negativan utjecaj alkohol je povezan s inhibicijom fagocitoze i stvaranjem protutijela, pospješuje prodor bakterija u respiratorni trakt i slično. Bronhopulmonalne patologije mogu se razviti u izgled akutna upala pluća, koja ima značajan postotak smrtnih slučajeva.

Kardiovaskularni sustav. Pod djelovanjem etanola otapaju se lipidi staničnih membrana, posebice stanica miokarda. Zbog toga se povećava propusnost membrane i dolazi do poremećaja izmjene iona natrija, kalija, magnezija i kalcija. Time se slabi kontraktilnost srčanog mišića.

Probavni sustav. Jedna doza dovodi do akutne hemoragije erozivni gastritis; sličan učinak etanola na sluznicu duodenum. Već minutu nakon ulaska u želudac štakora, etanol je izazvao difuznu hiperemiju želučane sluznice.

Jetra. Stupanj oštećenja jetre etanolom izravno ovisi o količini konzumiranog alkohola. Kao posljedica njegovog djelovanja mogu se javiti steatoza, fibroza, alkoholni hepatitis i ciroza, a često završavaju razvojem hepatocelularnog karcinoma. Dakle, prema Međunarodnoj agenciji za istraživanje raka, etanol ima kancerogeni učinak.

Jedna od posljedica dugotrajnog izlaganja etanolu je povećanje volumena eritrocita - makrocitoza uzrokovana toksičnim djelovanjem acetaldehida, nedostatak folna kiselina i hiperlipidemije.

alkoholizam

Etanol je osnova alkoholnih pića. Njihova dugotrajna uporaba uzrokuje pojavu alkoholizma.

Alkoholizam je skup pojava koje karakteriziraju klinička slika ovisnost o alkoholu (to jest, proizvodima koji sadrže etanol). Među simptomima i manifestacijama takve ovisnosti su: tolerancija organizma na alkohol, fizička ovisnost, apstinencijski sindrom kada se konzumacija prekine ili smanji, nekontrolirana i privremena prekomjerna konzumacija.

Postoje tri faze razvoja alkoholizma:

  1. osoba nema žudnju za alkoholom, postoji gubitak kontrole tijekom konzumacije, prijelaz na sustavnu konzumaciju, povećanje tolerancije na alkohol, postoje početni poremećaji u mentalnoj sferi;
  2. javlja se fizička ovisnost s gubitkom mjere, stvaranjem psihopatskog sindroma, poremećajem tjelesnih sustava (srčano-žilnog, genitourinarnog, dišnog) i organa (pojava gastritisa, hepatitisa)
  3. ovisnost o alkoholu je mentalna, postoji jaka fizička privlačnost kao manifestacija apstinencijskog sindroma, pojava halucinacija, nepovratna oštećenja unutarnjih organa (ciroza jetre, bolesti srca, encefalopatija itd.).

Utjecaj na trudnoću

Rizik od abnormalnosti u razvoju fetusa izravno je proporcionalan količini alkohola popijenog tijekom trudnoće.

Etanol lako prolazi placentu, pa njegov sadržaj u krvi majke i fetusa brzo dostiže istu razinu. Akumulira se u fetalnim tkivima bogatim fosfolipidima, u mozgu, a također iu eritrocitima. Uklanjanje alkohola iz tijela provodi se uz pomoć jetrenih enzima, a kod nerođenog djeteta nastaje tek u drugoj polovici majčine trudnoće. Štetno djelovanje etanola na fetus povezano je s nezrelošću zaštitnog mehanizma i povećanom vaskularnom propusnošću i slično. Posebno su važni kritična razdoblja embrionalnog razvoja, kada osjetljivost embrija i fetusa na strane tvari doseže maksimalnu razinu. Otrovno djelovanje etanol je uzrok usporavanja razvoja ili čak smrti embrija.

Konzumacija etanola kod majke tijekom trudnoće povezana je s fetalnim (plodnim) teratogenim učincima. U kršenju se očituje utjecaj alkohola opći razvoj fetus, rođenje djeteta manje od normalne tjelesne težine i visine, mentalna inferiornost. Osobito djeca pogođena teratogenim učinkom etanola imaju izmijenjene crte lica: uske palpebralne fisure, mršavost Gornja usna, pojava mikrocefalije i retrognatije, nedostatak filtera i razne abnormalnosti uha. Tjelesne promjene nadopunjuju nerazvijenost mozga, sklonost konvulzivnim napadajima, cerebralni edem, loša koordinacija pokreta, smanjena inteligencija i urođene mane srca. Ovaj učinak etanola naziva se fetalni alkoholni sindrom, FAS (ili fetalni alkoholni sindrom).

Interakcija s lijekovima

Etanol ima sposobnost pojačavanja učinka antibiotika, antihistaminika, barbiturata, mišićnih relaksansa, a također uzrokuje negativnu reakciju tijela.

Interakcija medicinski preparati s etanolom
klasa droga lijek Vrsta interakcije s etanolom, posljedice
analgetici aspirin acetaminofen Aspirin povećava pražnjenje želuca, što dovodi do brze apsorpcije alkohola u tankom crijevu, te može usporiti djelovanje alkoholne dehidrogenaze u želucu. Etanol pojačava metabolizam acetaminofena, čiji su produkt otrovne tvari koje oštećuju jetru. Može doći do ubrzanog rada srca, bolova u trbuhu, čira na želucu,
antibiotici Eritromicin Izoniazid Ketokonazol Metronidazol Eritromicin povećava pražnjenje želuca, što dovodi do brze apsorpcije alkohola u tankom crijevu; Zajedno s izoniazidom, alkohol povećava rizik od bolesti jetre. Prate ga glavobolje, mučnina, nagle promjene krvnog tlaka
antihistaminici Difenhidramin Klemastin Prometazin Etanol pojačava učinak lijekova na središnji živčani sustav, uzrokujući pojavu letargije, smanjenu pokretljivost, kombinirani učinak je izraženiji u starijih osoba.
barbiturati fenobarbital Slabost tijela, vrtoglavica, rizik konvulzivni napad. Kronična konzumacija alkohola povećava razinu metabolizma citokroma P-450 barbiturata.
Tablete za spavanje (benzodiazepini) diazepam lorazepam oksazepam Etanol pojačava učinak lijekova na središnji živčani sustav, uzrokujući probleme s pamćenjem, letargiju, smanjenje motoričkih sposobnosti, usporavanje ili otežano disanje;
protuupalni lijekovi Diklofenak Ibuprofen Naproksen Konzumacija etanola povećava rizik od želučanog krvarenja, peptičkih ulkusa
Blokatori H2 receptora Nizatidin Ranitidin Cimetidin Lijekovi inhibiraju djelovanje alkoholne dehidrogenaze i doprinose isteku želuca, što dovodi do povišeni sadržaj etanola u krvi.

primjena

Etanol ima širok raspon primjene, među kojima su najznačajnije proizvodnja alkoholnih pića, uporaba kao otapala, goriva i sinteza drugih kemikalija.

gorivo

Prvi automobil koji je mogao pokretati 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 pročišćenog alkohola pomiješanog s ugljikovodičnim gorivom bila je ograničena do određene mjere - na niskim temperaturama, voda netopiva u benzinu se smrzavala, začepljujući spremnik goriva.

Sada, s tehnologijom za proizvodnju jeftinog etanola, zamjena tradicionalnog benzina ili dizelskog goriva etanolom, ili korištenje kao aditiva, postalo je rašireno u svijetu. Svjetska proizvodnja etanola za potrebe industrije goriva u 2014. godini iznosila je 24750000000 galona.

otapalo

Etanol je najvažnije otapalo nakon vode. Njegova glavna primjena je proizvodnja kozmetike, parfema, površinski aktivnih i dezinficijensa, farmaceutskih proizvoda, raznih premaza. U te svrhe koristi se etanol sintetskog i enzimskog podrijetla.

antiseptički

Etanol je najstariji antiseptik poznat čovječanstvu. Njegovu sposobnost dezinfekcije rana primijetio je starogrčki liječnik Claudius Galen, a kasnije i srednjovjekovni francuski kirurg Guy de Chauliac.

Etanol pokazuje baktericidno djelovanje u koncentracijama od 30% i više, ovisno o vrsti bakterije, sadržaju vode i vremenu djelovanja. Prema istraživanjima, učinak etanola je najučinkovitiji u njegovoj koncentraciji od 60-70% - kako u prisutnosti vode tako i u odsutnosti. Upravo taj sadržaj etanola imaju sredstva za dezinfekciju ruku u kućanstvu. Upotreba visokih koncentracija (na primjer, 90% otopina) za dezinfekciju kože je nepraktična, jer u takvim koncentracijama etanol pokazuje svoja taninska svojstva, dok se antiseptička svojstva smanjuju.

Princip djelovanja etanola na mikroorganizme vjerojatno je djelovanje na njihove membrane i brza denaturacija proteina, što dovodi do poremećaja u metabolizmu bakterija i daljnjeg 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, tretiranje kože i sl.

Taloženje nukleinske kiseline

Etanol se široko koristi u molekularnoj biologiji za taloženje i koncentraciju DNA i RNA. Koristi se zajedno s puferskim otopinama soli koje sadrže jednostavne jednostruko nabijene katione (na primjer, natrijeve katione). Tipična je uporaba 0,3 mol/L natrijevog acetatnog pufera s pH 5,2 (na 4°C) i etanola - apsolutnog i 70% (na -20°C).

Za taloženje nukleinske kiseline njihov se uzorak pomiješa s puferskom otopinom i apsolutnim etanolom i ohladi na -20 °C jedan sat, nakon čega se centrifugira. Nakon odvajanja viška tekućine s površine pipetom, dodajte 70% otopinu etanola i ponovite centrifugiranje i odvajanje tekućine. Ostatak se upari pri temperaturi od 37 °C na vodenoj kupelji i na taj način se dobije koncentrirana tvar.

protuotrov

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

Rizik kod primjene etanola leži u inhibiciji aktivnosti središnjeg živčanog sustava, pojavi hipoglikemije (zbog smanjenja glukoneogeneze) i mučnine. Kod intravenske primjene mogu se pojaviti flebitis, hipertenzija, hiponatrijemija. Primjena takvog protuotrova zahtijeva stalno praćenje sadržaja etanola u serumu i razine glukoze u venskoj krvi.

Sinteza drugih tvari

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

Slični Videi

Udio: