Punto di congelamento dell'alcool. Formula di alcol etilico. La formula imperitura dell'alcool. Moderna produzione di alcol

La formula per creare alcol da bere è diversa da quella tecnica. L'alcol è il componente principale di qualsiasi bevanda alcolica, senza la quale non può fare una sola celebrazione. Esistono due tipi principali al mondo che non devono essere confusi: metile, la cui formula è CH 3 OH ed etile C 2 H 5 OH. La loro principale differenza è che il primo è considerato tecnico e inadatto all'uso, cosa che non si può dire del secondo. Entrambi i tipi sono indistinguibili segni esteriori, solo una formula diversa. Quindi scopriamo qual è la classe degli alcoli e quali sono le differenze nella loro struttura.

Un po' di alcol

Le origini dell'alcol risalgono ai tempi biblici, Noè, non accorgendosi che il succo andava a male, fermentò, lo bevve e si ubriacò. Fu allora che iniziò il conto alla rovescia della cultura della vinificazione e degli esperimenti sull'alcol.

La base per la creazione dell'alcol è il processo di distillazione, da cui il nome, perché il prodotto che ne risultava veniva chiamato "spiritus vini".

Fu nel XIV secolo che ci fu un'ondata di scoperte, quando in ogni punto della terra la produzione di questo prodotto fu raggiunta con vari nuovi metodi.

Le principali fasi di sviluppo e distribuzione:

  1. Negli anni '30 del XIV secolo, l'alchimista Willger ottenne l'acquavite di vino dal vino.
  2. Negli anni '80, il commerciante portò l'etanolo dall'Italia a Mosca.
  3. Negli anni '20 del XVI secolo, Paracelso rivelò la proprietà principale dei sonniferi etilici, conducendo un esperimento sugli uccelli.
  4. Dopo 2 secoli, il primo paziente è stato soppresso per l'operazione.
  5. Fino al 1914 circa c'erano circa 2,5mila impianti di produzione sul territorio dell'URSS e durante la guerra questo numero diminuì di quasi il 90%.
  6. Nel 1948, la produzione è stata adeguata, i vecchi metodi sono stati migliorati e sono state sviluppate nuove tecnologie.

Generi:

  1. Tecnico o metilico: è realizzato con legno o prodotti a base di petrolio. Lo sottopongono all'idrolisi acida, che lo rende dannoso per la salute umana.
  2. La produzione di prodotti alimentari, medici o etilici viene effettuata solo da prodotti consentiti per il consumo, ad es. da materie prime alimentari. Usano principalmente patate, grano, miglio, mais, ecc. Usa molto raramente i frutti degli alberi e altre piante ricche di carboidrati.

Come già accennato, è abbastanza difficile distinguere una visione tecnica da una bevuta. Ecco perché sempre più avvelenamenti e persino la morte si verificano a causa dell'ignoranza. L'alcol tecnico è utilizzato nell'industria, nella produzione di solventi, prodotti chimici domestici, ma a volte viene venduto con il pretesto di etile.


Principali metodi di determinazione:

  1. Produttore. Dovresti comprare un drink solo in quei negozi che ispirano fiducia, poiché tali negozi non forniscono prodotti contraffatti, cosa che non si può dire di bancarelle o negozi sotterranei. Bevi alcolici da note aziende di liquori o, in casi estremi, alcol medico, quindi non ti metterai in pericolo.
  2. Accendi la bevanda. Maggior parte modo semplice controlla la qualità. Il colore è etile, quando acceso - blu, metanolo - verde.
  3. Tubero di patata. Prima di bere, getta un pezzo di patata in una piccola ciotola e riempila di alcol. Se il colore non è cambiato, hai davanti a te un puro infuso e puoi tranquillamente berlo se ha acquisito una tinta rosata - un aspetto tecnico.
  4. Prova con filo di rame. Viene riscaldato e posto in una ciotola con del liquido, se c'è un forte odore aspro - metanolo, non riconosci l'odore dell'etile, non c'è.

Caratteristiche vantaggiose:

  1. Ottimo antisettico e solvente per medicinali;
  2. Si usa per il raffreddore, per strofinare per abbassare la temperatura.
  3. È un prodotto puro (cibo), che non contiene alcuna impurità, come il vino o la birra.

Inoltre, viene utilizzato per creare tinture medicinali da varie erbe:

  • Tintura di eucalipto per il trattamento dell'apparato respiratorio;
  • Tintura di rosa per il trattamento del sistema cardiovascolare;
  • Tintura di menta per calmare i nervi, alleviare lo stress;
  • Con la calendula darà vigore e forza;
  • Restringe le vene sciolte impacco di tintura di castagne;

Impatto negativo:

  1. Effetto tossico su tutti gli organi del corpo umano;
  2. Il superamento della norma individuale può portare a gravi avvelenamenti o addirittura alla morte. La dose letale totale è di 10 grammi per chilogrammo di peso corporeo.
  3. Promuove lo sviluppo di gastrite, ulcere, cancro, cirrosi, ecc.
  4. Porta alla morte delle cellule cerebrali - i neuroni.
  5. Provoca dipendenza, che porta all'alcolismo.
  6. Contribuisce all'obesità, perché è una bevanda molto ipercalorica e provoca anche appetito.
  7. Una concentrazione di etanolo troppo alta per una persona, accettabile, anche un tasso terapeutico al giorno di 30 ml.

Processo di produzione dell'alcool etilico

Ottenere l'etile si riduce a due modi principali:

  1. Fermentazione alcolica;
  2. Produzione in condizioni industriali;
  3. Metodo ancestrale oa casa.

Il primo metodo prevede l'utilizzo di batteri, o meglio l'attuazione del processo di fermentazione, che si basa sull'attività vitale di batteri e lieviti. Molto spesso viene utilizzata l'uva, perché. contiene carboidrati e saccarosio. Mais, grano, orzo vengono lavorati allo stesso modo.

Al termine del processo, Composizione chimica la concentrazione di alcol è del 15%. Ciò è dovuto al fatto che il lievito viene ucciso nella soluzione alcolica creata. Il passo successivo è la distillazione e la purificazione.

Se descrivi il processo in modo più dettagliato, tutto inizia con la macinazione dei componenti: chicchi di mais, grano, segale, quindi la produzione procede alla scomposizione dell'amido (processo di fermentazione). Quindi, il già descritto processo di accumulo di alcol attraverso la fermentazione e la distruzione del lievito. E la fase finale è la rettifica o la purificazione delle materie prime ottenute. Solo successivamente il contenuto di etanolo è di circa il 96%.

Il secondo metodo si basa sull'idrolisi della cellulosa, cioè usando acqua, ottieni un nuovo prodotto, la formula è la seguente:

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

Ma c'è anche un aspetto negativo significativo, durante la lavorazione, nella soluzione si formano varie impurità che influiscono negativamente sul corpo umano. Ecco perché non dovrebbe essere consumato in questa forma, ma solo dopo la pulizia.

Il processo di rettifica comporta il completo smaltimento degli oli di flemma, ma la conservazione della composizione iniziale. Nel processo di pulizia, diventa trasparente, perché. sono escluse tutte le impurità che danno ombra. È per creare un aspetto da bere che la pulizia viene eseguita più volte.

Quindi, passiamo all'ultimo metodo: ottenere l'etile con il metodo popolare. Tutti gli stessi componenti, ma la tecnica è completamente diversa, non automatizzata.

Avremo bisogno:

  1. Apparecchi di distillazione (chiaro di luna);
  2. Materia prima.


Quindi, i passaggi principali sono:

  1. Fai il malto;
  2. Decidi il purè di lievito;
  3. Smontare le materie prime;
  4. Ottieni latte al malto;
  5. Effettuare l'ammostamento della congestione principale;
  6. Supera il mosto;
  7. processo di pulizia;
  8. Controllo qualità.

Quindi diamo un'occhiata a ogni passaggio.

Per prima cosa dobbiamo selezionare la grana. Vengono selezionati solo i chicchi migliori, il cui periodo non è inferiore a 2 mesi dalla data di raccolta (ma non superiore a un anno).

Principali criteri di selezione:

  1. Il colore dovrebbe essere giallo chiaro;
  2. Il nucleo è bianco, sciolto;
  3. Il guscio è maturo, duro, sottile.
  4. Non ci devono essere impurità nel grano.

Il prossimo passo è pulire e separare i chicchi. Per cominciare, viene setacciato per eliminare grossi pezzi di detriti. Quindi viene passato attraverso un setaccio fine per evitare di ottenere semi di erba e piccole particelle di lettiera. Sciacquare tutto sotto l'acqua a 50°C per evitare polvere e altre impurità fino ad ottenere un'acqua cristallina.

Successivamente, versare l'acqua grezza infusa in una ciotola smaltata, versare le materie prime, in parti. Dopo quattro ore, può sbarazzarsi di grani galleggianti (sono di scarsa qualità) e detriti. Successivamente, è necessario drenare l'acqua in eccesso in modo che il bordo massimo sia di 25 cm sopra la superficie del malto. I chicchi sollevati dovrebbero essere rimossi di tanto in tanto e l'acqua cambiata ogni 6-12 ore.

L'intero processo dura, da qualche parte, 4-5 giorni, ma dovresti fare affidamento sui criteri:

  • Il guscio si stacca senza sforzo;
  • Il grano si piega, non si sfalda;
  • Il vaso è scoppiato e da esso è visibile un germoglio;
  • Se schiacci il frutto, puoi tracciare una linea con esso.

Poniamo i chicchi in una stanza non umida e ventilata. Li adagiamo su una teglia, con uno strato di 5 cm, adagiamo sopra un canovaccio leggermente inumidito. Durante il giorno, ogni 5 ore devono essere girati. I batteri putrefattivi dovrebbero essere evitati monitorando la temperatura ambiente.

Se questi segni sono presenti, dovresti procedere al passaggio successivo:

  • I processi sono già lunghi 1,5 cm.
  • Tutti i germogli sono intrecciati l'uno con l'altro.
  • I chicchi sono croccanti se spezzati o morsi.
  • Il colore è lo stesso di prima.
  • C'è un odore gradevole, simile all'aroma del cetriolo.
  • Per prima cosa devi macinare il malto, ma non nella farina, ma nei cereali;
  • Versare il composto ottenuto in una casseruola e versare 15 litri di acqua (50 ° C). Mescoliamo fino alla consistenza perfetta.
  • Ridurre il calore e cuocere a fuoco lento per un'ora, evitando di bruciare.
  • Togliere dal fuoco e in una ciotola di ghiaccio o acqua ghiacciata.
  • Il lievito viene diluito seguendo le istruzioni.
  • Versare il composto caldo in una bottiglia, aggiungere il lievito e mescolare.
  • Mettiamo un sigillo d'acqua sul collo e lo mettiamo in un luogo caldo per la fermentazione.
  • Mescolare ogni giorno per una settimana.

Dovreste ottenere un composto leggero, dal sapore acidulo e dall'odore di alcol.

A volte non aggiungono nemmeno il lievito, aggiungono solo acqua tiepida e zucchero. Ma aumenta il tempo di fermentazione a 10 giorni.

Ora la soluzione risultante viene purificata allo stato di una sostanza di qualità.

L'uso di alcool etilico

Una delle principali applicazioni è nell'industria dei carburanti. Nei motori a razzo, combustione interna. IN campo chimico, è un componente di molte sostanze. Serve come solvente nell'industria delle vernici e delle vernici. Incluso nella composizione di antigelo, lavavetri, pulizia e detergenti. Nell'industria alimentare viene utilizzato come bevanda alcolica. Si trova anche nell'aceto.
In medicina, il suo uso è semplicemente indescrivibile. Questa è l'area di applicazione più popolare. È un antisettico, poiché è in grado di distruggere tutti i microbi e i batteri, contribuisce alla disinfezione della ferita e previene il processo di decadimento e decomposizione.

Prima di procedere con le procedure, la superficie viene lubrificata con etile, le mani vengono disinfettate e asciugate. Inoltre, durante ventilazione artificiale polmoni, l'etanolo è usato come antischiuma. È persino incluso nella composizione di anestesia e anestesia.

Come accennato in precedenza, è un ottimo agente riscaldante per il raffreddore. Inoltre, durante il caldo, puoi strofinarti con una soluzione, questo ti darà freschezza.

Se sei avvelenato dall'alcol industriale, l'etanolo sarà un eccellente "antidoto".


Segni di avvelenamento:

  1. Forte mal di testa;
  2. Diventa difficile respirare;
  3. Sensazione di completo relax;
  4. Dolore acuto nell'addome;
  5. Vomito forte.

Indubbiamente, questi sono sintomi di semplice intossicazione da alcol, ma è importante darli Attenzione speciale. Se la dose supera i 30 ml, se non viene fornita assistenza medica, è possibile un esito fatale. Se dopo il primo bicchiere ti senti molto male, chiama l'ospedale, senza la speranza che tutto passi da solo.

Non dimenticare i prodotti farmaceutici. Il suo uso è ridotto alla produzione di tinture, estratti, alcuni antibiotici, ecc.

La profumeria non è completa senza alcool etilico. Ogni prodotto lo ha nella sua composizione, oltre all'acqua e al concentrato di profumo. La sua formula gli permette di agire come solvente.

Riassumendo, possiamo concludere che è molto importante distinguere i tipi di questo liquido. Esistono anche alcuni metodi di controllo della qualità. Quando usi la quantità minima di metanolo, metti in pericolo il tuo corpo, anche il fegato non può far fronte a così tante tossine. Indubbiamente, anche il consumo di alcol etilico non è auspicabile, ma non provoca un tale fulmine a tutti gli organi.

È importante ricordare che differisce significativamente dal metile, ma questa è l'unica differenza tra le specie. Acquista un drink solo nei negozi autorizzati e di fiducia, quindi eviterai un errore a costo di una vita.

Etanolo: cos'è questa sostanza? A cosa serve e come si produce? L'etanolo è meglio conosciuto da tutti con un nome diverso: alcol. Naturalmente, questa non è proprio la designazione corretta. Ma nel frattempo, è sotto la parola "alcol" che intendiamo "etanolo". Anche i nostri antenati sapevano della sua esistenza. Lo hanno ottenuto attraverso un processo di fermentazione. Sono stati utilizzati vari prodotti dai cereali ai frutti di bosco. Ma nella risultante Braga, come venivano chiamate le bevande alcoliche ai vecchi tempi, la quantità di etanolo non superava il 15 percento. Solo dopo aver studiato i processi di distillazione è stato possibile isolare l'alcool puro.

Etanolo - che cos'è?

L'etanolo è un alcool monovalente. A condizioni normaliè un liquido volatile, incolore, infiammabile con un odore e un sapore specifici. L'etanolo ha trovato ampia applicazione nell'industria, nella medicina e nella vita di tutti i giorni. È un ottimo disinfettante. L'alcol è usato come combustibile e come solvente. Ma soprattutto, la formula dell'etanolo C2H5OH è nota agli amanti delle bevande alcoliche. È in quest'area che questa sostanza ha trovato ampia applicazione. Ma non dimenticare che l'alcol come ingrediente attivo nelle bevande alcoliche è un forte sedativo. Questa sostanza psicoattiva può deprimere il sistema nervoso centrale e causare una forte dipendenza.

Al giorno d'oggi è difficile trovare un'industria in cui l'etanolo non venga utilizzato. È difficile elencare tutto ciò per cui l'alcol è così utile. Ma soprattutto le sue proprietà erano apprezzate in campo farmaceutico. L'etanolo è il componente principale di quasi tutti tinture medicinali. Molte "ricette della nonna" per il trattamento dei disturbi umani si basano su questa sostanza. Trae tutte le sostanze utili dalle piante, accumulandole. Questa proprietà dell'alcol ha trovato applicazione nella produzione di tinture di erbe e bacche fatte in casa. E sebbene si tratti di bevande alcoliche, con moderazione apportano benefici per la salute.

I vantaggi dell'etanolo

La formula dell'etanolo è nota a tutti sin dalle lezioni di chimica a scuola. Ma ecco il vantaggio di questa sostanza chimica, non tutti risponderanno immediatamente. In effetti, è difficile immaginare un'industria in cui l'alcol non verrebbe utilizzato. Prima di tutto, l'etanolo è usato in medicina come potente disinfettante. Trattano la superficie operatoria e le ferite. L'alcol ha un effetto dannoso su quasi tutti i gruppi di microrganismi. Ma l'etanolo è usato non solo in chirurgia. È indispensabile per la produzione di estratti medicinali e tinture.

A piccole dosi, l'alcol è benefico per il corpo umano. Aiuta a fluidificare il sangue, migliorare la circolazione sanguigna e dilatare i vasi sanguigni. È anche usato per prevenire le malattie cardiovascolari. L'etanolo aiuta a migliorare il funzionamento del tratto gastrointestinale. Ma solo a piccole dosi.

In casi speciali, l'effetto psicotropo dell'alcol può soffocare di più dolore intenso. L'etanolo ha trovato applicazione in cosmetologia. Grazie alle sue pronunciate proprietà antisettiche, è incluso in quasi tutte le lozioni detergenti per pelli problematiche e grasse.

I danni dell'etanolo

L'etanolo è un alcol prodotto dalla fermentazione. Con un uso eccessivo, può causare gravi avvelenamenti tossicologici e persino coma. Questa sostanza fa parte delle bevande alcoliche. L'alcol provoca la più forte dipendenza psicologica e fisica. L'alcolismo è considerato una malattia. Il danno dell'etanolo è immediatamente associato a scene di ubriachezza dilagante. Il consumo eccessivo di bevande contenenti alcol porta non solo a avvelenamento del cibo. Tutto è molto più complicato. Con il consumo frequente di alcol, quasi tutti i sistemi di organi sono interessati. Da carenza di ossigeno, che causa l'etanolo, muore in gran numero cellule cerebrali. Si verifica Nelle prime fasi, la memoria si indebolisce. Quindi una persona sviluppa malattie dei reni, del fegato, dell'intestino, dello stomaco, dei vasi sanguigni e del cuore. Negli uomini, c'è una perdita di potenza. Nelle ultime fasi dell'alcolista si rivela una deformazione della psiche.

Storia dell'alcol

Etanolo: cos'è questa sostanza e come è stata ottenuta? Non tutti sanno che è stato utilizzato fin dalla preistoria. Faceva parte delle bevande alcoliche. È vero, la sua concentrazione era piccola. Ma nel frattempo, tracce di alcol sono state trovate in Cina su ceramiche di 9.000 anni. Ciò indica chiaramente che le persone nell'era neolitica bevevano bevande contenenti alcol.

Il primo caso è stato registrato nel XII secolo a Salerno. È vero, era una miscela di acqua e alcool. L'etanolo puro fu isolato da Johann Tobias Lovitz nel 1796. Ha usato il metodo di filtrazione a carbone attivo. Per molto tempo la produzione di etanolo con questo metodo è rimasta l'unico metodo. La formula dell'alcol è stata calcolata da Nicolo-Théodore de Saussure e descritta come un composto di carbonio da Antoine Lavoisier. Nel XIX e XX secolo, molti scienziati hanno studiato l'etanolo. Tutte le sue proprietà sono state studiate. Attualmente si è diffuso ed è utilizzato in quasi tutte le sfere dell'attività umana.

Ottenere etanolo dalla fermentazione alcolica

Forse il modo più famoso per produrre etanolo è fermentazione alcolica. È possibile solo quando si utilizzano prodotti biologici che contengono una grande quantità di carboidrati, come uva, mele, frutti di bosco. Un'altra componente importante affinché la fermentazione proceda attivamente è la presenza di lieviti, enzimi e batteri. La lavorazione di patate, mais, riso ha lo stesso aspetto. Per ottenere l'alcool combustibile si utilizza lo zucchero grezzo, prodotto dalla canna. La reazione è abbastanza complessa. Come risultato della fermentazione si ottiene una soluzione che non contiene più del 16% di etanolo. Non è possibile ottenere una concentrazione maggiore. Ciò è dovuto al fatto che il lievito non è in grado di sopravvivere in soluzioni più sature. Pertanto, l'etanolo risultante deve essere sottoposto a processi di purificazione e concentrazione. Di solito vengono utilizzati processi di distillazione.

Per ottenere etanolo, utilizzare il tipo di lievito Saccharomyces cerevisiae di vari ceppi. In linea di principio, tutti sono in grado di attivare questo processo. può essere utilizzato come substrato nutritivo segatura o in alternativa, una soluzione derivata da essi.

Carburante

Molte persone conoscono le proprietà dell'etanolo. Anche il fatto che si tratti di alcol o di un disinfettante è ampiamente noto. Ma l'alcol è anche un carburante. È utilizzato nei motori a razzo. Un fatto ben noto: durante la prima guerra mondiale, il 70% di etanolo acquoso fu utilizzato come combustibile per il primo missile balistico tedesco al mondo: il V-2.

Attualmente, l'alcol è diventato più diffuso. Come combustibile, viene utilizzato nei motori a combustione interna, per dispositivi di riscaldamento. Nei laboratori viene versato in lampade ad alcool. L'ossidazione catalitica dell'etanolo viene utilizzata per la produzione di termofori, sia militari che turistici. L'alcol limitato viene utilizzato in una miscela con carburanti petroliferi liquidi a causa della sua igroscopicità.

Etanolo nell'industria chimica

L'etanolo è ampiamente utilizzato nell'industria chimica. Serve come materia prima per la produzione di sostanze come etere dietilico, acido acetico, cloroformio, etilene, acetaldeide, piombo tetraetile, acetato di etile. Nell'industria delle pitture e delle vernici, l'etanolo è ampiamente utilizzato come solvente. L'alcol è l'ingrediente principale del lavacristallo e dell'antigelo. L'alcol è anche usato nei prodotti chimici domestici. È usato in detersivi e detergenti. È particolarmente comune come componente nei liquidi per la cura degli impianti idraulici e del vetro.

Alcol etilico in medicina

L'alcol etilico può essere attribuito agli antisettici. Ha un effetto dannoso su quasi tutti i gruppi di microrganismi. Distrugge le cellule di batteri e funghi microscopici. L'uso dell'etanolo in medicina è quasi universale. Questo è un eccellente agente essiccante e disinfettante. Per le sue proprietà abbronzanti, l'alcool (96%) viene utilizzato per trattare i tavoli operatori e le mani dei chirurghi.

L'etanolo è un solvente per le droghe. È ampiamente usato per fare tinture ed estratti da Erbe medicinali e altri materiali vegetali. La concentrazione minima di alcol in tali sostanze non supera il 18%. L'etanolo è spesso usato come conservante.

L'alcool etilico è ottimo anche per lo sfregamento. Durante la febbre, produce un effetto rinfrescante. Molto spesso l'alcol viene utilizzato per riscaldare gli impacchi. Allo stesso tempo, è assolutamente sicuro, non ci sono arrossamenti e ustioni sulla pelle. Inoltre, l'etanolo viene utilizzato come antischiuma quando l'ossigeno viene fornito artificialmente durante la ventilazione polmonare. L'alcol è anche un componente dell'anestesia generale, che può essere utilizzata in caso di carenza di medicinali.

Stranamente, ma l'etanolo medico è usato come antidoto per l'avvelenamento con alcoli tossici, come metanolo o glicole etilenico. La sua azione è dovuta al fatto che in presenza di più substrati, l'enzima alcol deidrogenasi compie solo un'ossidazione competitiva. È per questo che dopo l'assunzione immediata di etanolo, dopo metanolo tossico o glicole etilenico, si osserva una diminuzione dell'attuale concentrazione di metaboliti che avvelenano il corpo. Per il metanolo è acido formico e formaldeide, e per glicole etilenico è acido ossalico.

industria alimentare

Quindi, come ottenere l'etanolo era noto ai nostri antenati. Ma è stato ampiamente utilizzato solo nel XIX e XX secolo. Insieme all'acqua, l'etanolo è la base di quasi tutte le bevande alcoliche, principalmente vodka, gin, rum, cognac, whisky e birra. In piccole quantità, l'alcol si trova anche nelle bevande ottenute per fermentazione, ad esempio in kefir, koumiss e kvas. Ma non sono classificati come alcol, poiché la concentrazione di alcol in essi è molto bassa. Pertanto, il contenuto di etanolo nel kefir fresco non supera lo 0,12%. Ma se si stabilizza, la concentrazione può salire all'1%. C'è leggermente più alcol etilico nel kvas (fino all'1,2%). Soprattutto l'alcol è contenuto in koumiss. Fresco prodotto lattiero-caseario la sua concentrazione va dall'1 al 3% e in quella stabilizzata raggiunge il 4,5%.

L'alcol etilico è un buon solvente. Questa proprietà ne consente l'utilizzo nell'industria alimentare. L'etanolo è un solvente per le fragranze. Inoltre, può essere utilizzato come conservante per prodotti da forno. È registrato come supplemento di cibo E1510. L'etanolo ha un valore energetico di 7,1 kcal/g.

L'effetto dell'etanolo sul corpo umano

La produzione di etanolo è stata stabilita in tutto il mondo. Questa preziosa sostanza è utilizzata in molte aree della vita umana. sono medicina. Le salviette imbevute di questa sostanza vengono utilizzate come disinfettante. Ma che effetto ha l'etanolo sul nostro organismo se ingerito? È utile o dannoso? Questi problemi richiedono uno studio approfondito. Tutti sanno che l'umanità ha consumato bevande alcoliche per secoli. Ma solo nell'ultimo secolo il problema dell'alcolismo ha acquisito dimensioni su larga scala. I nostri antenati bevevano purea, idromele e persino l'ormai così popolare birra, ma tutte queste bevande contenevano una bassa percentuale di etanolo. Pertanto, non potrebbero causare danni significativi alla salute. Ma dopo che Dmitry Ivanovich Mendeleev ha diluito l'alcol con acqua in determinate proporzioni, tutto è cambiato.

Attualmente, l'alcolismo è un problema in quasi tutti i paesi del mondo. Una volta nel corpo, l'alcol ha un effetto patologico su quasi tutti gli organi senza eccezioni. A seconda della concentrazione, della dose, della via di ingresso e della durata dell'esposizione, l'etanolo può presentare effetti tossici e narcotici. Può interrompere il funzionamento del sistema cardiovascolare, contribuisce al verificarsi di malattie tratto digerente, comprese le ulcere gastriche e duodenali. Sotto l'effetto narcotico si intende la capacità dell'alcol di provocare stupore, insensibilità al dolore e inibizione delle funzioni del sistema nervoso centrale. Inoltre, una persona ha un'eccitazione alcolica, molto rapidamente diventa dipendente. In alcuni casi, il consumo eccessivo di etanolo può causare il coma.

Cosa succede nel nostro corpo quando beviamo alcolici? La molecola di etanolo è in grado di danneggiare il sistema nervoso centrale. Sotto l'influenza dell'alcol, l'ormone endorfina viene rilasciato nel nucleo accumbens e nelle persone con alcolismo pronunciato e nella corteccia orbitofrontale. Tuttavia, nonostante ciò, l'etanolo non è riconosciuto come sostanza stupefacente, sebbene mostri tutte le azioni corrispondenti. L'alcol etilico non è stato incluso nell'elenco internazionale delle sostanze controllate. E questa è una questione controversa, perché in determinate dosi, vale a dire 12 grammi di una sostanza per 1 chilogrammo di peso corporeo, l'etanolo porta prima a intossicazione acuta e poi la morte.

Quali malattie provoca l'etanolo?

La soluzione di etanolo in sé non è cancerogena. Ma il suo principale metabolita, l'acetaldeide, è una sostanza tossica e mutagena. Inoltre, ha anche proprietà cancerogene e ne provoca lo sviluppo malattie oncologiche. Le sue qualità sono state studiate in condizioni di laboratorio su animali da esperimento. Questi lavori scientifici hanno portato a risultati molto interessanti, ma allo stesso tempo allarmanti. Si scopre che l'acetaldeide non è solo un cancerogeno, può danneggiare il DNA.

L'uso a lungo termine di bevande alcoliche può causare malattie come gastrite, cirrosi epatica, ulcera duodenale, cancro dello stomaco, dell'esofago, del tenue e del retto nell'uomo, malattia cardiovascolare. L'ingestione regolare di etanolo nel corpo può provocare danni ossidativi ai neuroni cerebrali. A causa del danno, muoiono. L'abuso di bevande contenenti alcol porta all'alcolismo e alla morte clinica. Le persone che bevono regolarmente alcolici hanno un rischio maggiore di infarto e ictus.

Ma queste non sono tutte le proprietà dell'etanolo. Questa sostanza è un metabolita naturale. In piccole quantità, può essere sintetizzato nei tessuti del corpo umano. Si chiama vero Viene anche prodotto come risultato della scomposizione degli alimenti a base di carboidrati in tratto gastrointestinale. Tale etanolo è chiamato "alcool condizionatamente endogeno". Un normale etilometro può determinare l'alcol sintetizzato nel corpo? Teoricamente, questo è possibile. La sua quantità raramente supera 0,18 ppm. Questo valore è al limite inferiore dei più moderni strumenti di misura.

IN mondo moderno l'etile è al primo posto tra i prodotti di sintesi organica. è utilizzato con successo non solo per la produzione di bevande alcoliche, ma è anche indispensabile in settori come la cosmetologia e la medicina. A questo proposito, appartiene alla categoria degli economicamente potenti, che è di particolare importanza nella scelta di un metodo di produzione. Dal momento che il banco della scuola è noto a tutti formula alcolica- C2H5OH, ma come si ottiene?

Esistono 2 modi per produrre alcol: per fermentazione e un metodo sintetico (idratazione dell'etilene).

La fermentazione alcolica è un metodo conosciuto fin dall'antichità. I prodotti biologici contenenti carboidrati, come uva, vari frutti, sono fermentati da lieviti e batteri. Amido, patate, riso, mais vengono lavorati in modo simile. Nella soluzione ottenuta dopo la fermentazione si osserva un basso contenuto di etanolo - fino al 15%, poiché il lievito muore in soluzioni più concentrate. Pertanto, l'etanolo viene successivamente purificato e concentrato mediante distillazione.

Contemporaneo produzione di alcol dalle materie prime alimentari ha diverse fasi:
- le materie prime contenenti amido, e questi sono chicchi di segale, grano, patate, mais sottoposti a macinazione;
- fermentazione - in questa fase l'amido viene scomposto in zuccheri;
- fermentazione - con l'aiuto del lievito, lo zucchero viene fermentato, a seguito del quale l'alcol si accumula nel mosto;


- rettifica - filtrazione e purificazione della soluzione risultante.
Dopo il completamento di tutte le fasi di produzione, il contenuto di etanolo nella soluzione raggiunge il 95,6%.
In base al grado di purificazione da varie impurità, l'alcol etilico è suddiviso in categorie: alcool di prima scelta, di massima purezza, base, Extra, Lux e Alpha (vedi).

Nell'industria, l'alcol etilico è ottenuto da legno, paglia, cioè materie prime contenenti cellulosa. La cellulosa viene sottoposta al processo di idrolisi, cioè alla decomposizione dei costituenti della soluzione con l'ausilio dell'acqua con l'obiettivo di nuove formazioni. Takova formula alcolica ottenuto per idratazione: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Immediatamente dopo la lavorazione delle materie prime, l'etanolo contiene varie impurità. Per il suo ulteriore industriale, alimentare e uso farmacologicoè necessaria la pulizia. L'alcol etilico è un liquido trasparente senza particelle estranee. Ogni tipo di alcol ha un gusto e un odore specifici, a seconda della materia prima da cui è prodotto. Migliore è la purificazione dell'alcol, maggiore è il suo grado e, di conseguenza, maggiore è la fortezza. L'alcol rettificato, che ha superato tutti i gradi di purificazione, viene diluito con acqua addolcita, raggiungendo una forza del 95%: questa soluzione sta bevendo alcol etilico.

Etanolo, o come viene anche chiamato, alcool etilico: questo prodotto è costituito da un atomo e ha formula chimica C2H5OH. Secondo GOST, l'etanolo è un liquido incolore con un odore caratteristico, inoltre è altamente infiammabile. Inoltre, questo prodotto è un componente chiave nella produzione di bevande alcoliche. La formula chimica dell'alcol è la seguente C2H5OH.

Per la prima volta l'alcol viene menzionato nelle cronache bibliche. Quindi è stato in quei giorni che sono considerati l'origine ufficiale della produzione di varie bevande alcoliche. Nel XIV secolo sono molte le scoperte legate alla produzione di etanolo.

Fasi di sviluppo:

  • A metà del XIV secolo, l'alchimista europeo Willger riuscì a ottenere etanolo da una bevanda di vino.
  • Alla fine dello stesso secolo, un mercante italiano che portò ambasciatori in Russia portò con sé anche bevande alcoliche. Nel 1386, l'alcol entra per la prima volta nel principato di Mosca.
  • IN inizio XVI secolo, lo scienziato francese Paracelso rivela la principale proprietà dell'etanolo: i sonniferi. Solo due secoli dopo, vengono effettuati i primi esperimenti per addormentare le persone durante le operazioni.
  • Durante la prima guerra mondiale nel territorio Impero russo c'erano circa 2,5mila fabbriche per la produzione di alcolici, ma durante la guerra e dopo la rivoluzione il loro numero scese a duecento. Tuttavia, nel 1948, la produzione fu nuovamente adeguata e anche migliorata.
  • Alla fine del XX secolo, gli scienziati europei hanno imparato a controllare la qualità dell'alcol nelle bevande alcoliche.

Ricevuta

Per la produzione di alcool etilico e metilico vengono utilizzati due metodi: microbiologico e sintetico, sono chiamati fermentazione alcolica e idratazione dell'etilene.

Il primo metodo è noto fin dall'antichità. La fermentazione avviene sotto l'influenza di vari enzimi e batteri del lievito. La formula dell'alcool si presenta così: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Il prodotto ottenuto come risultato di questo metodo ha solo il 15% di etanolo. Dopo averlo ricevuto, è necessario effettuare la purificazione, di solito viene eseguita mediante distillazione.

Produzione industriale di alcol

Per creare un prodotto etilico in produzione, è necessario completare i seguenti passaggi:

  • Preparare le materie prime per la produzione.
  • Fermentare l'amido in zuccheri fermentescibili.
  • Segue la fase di fermentazione.
  • Ora resta solo da fare bragorettifica.

Il prodotto risultante conterrà fino al 95,6% di etanolo. Inoltre, a seconda delle impurità presenti nel manufatto, ci sono diverse categorie:

  • Alfa
  • Extra
  • Base
  • Purificazione suprema
  • Primo grado

Produzione per idrolisi

Nelle fabbriche di alcolici nell'URSS e nell'attuale Russia questa tecnologia era molto diffusa. Consisteva nell'idrolisi delle materie prime da cui viene prodotto il prodotto alcolico, dopodiché veniva sottoposto a fermentazione.

Idratazione dell'etilene

Anche questo metodo di produzione è molto diffuso. L'idratazione viene prodotta in due modi:

Il primo è in idratazione a una temperatura di quasi 300 gradi Celsius e una pressione di 7 MPa, qui viene utilizzato acido fosforico per il catalizzatore. La formula di produzione è la seguente: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH.

Secondo modo consiste nell'idratazione mediante estere di acido solforico e nella sua ulteriore idrolisi a una temperatura di circa 85 gradi Celsius e una pressione di 3,5 MPa. La formula per l'alcol etilico è la seguente: CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH.

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

Alcool senza contenuto di acqua

Questo prodotto è chiamato alcol assoluto. In realtà non contiene quasi acqua. Il suo punto di ebollizione è di 78 gradi Celsius. Per la sua produzione, utilizzo la distillazione di etanolo acquoso convenzionale contenente benzene.

Come distinguere l'alcool metilico da quello etilico

Come determinare l'alcol metilico nell'alcool?È estremamente difficile farlo a casa, poiché sono quasi uguali al cento per cento, tuttavia ci sono diversi modi:

  • Per questo metodo, avrai bisogno di filo di rame. Devi girarlo a forma di spirale e poi scaldarlo bianco. Ora devi abbassare il filo già riscaldato in alcool metilico e rimuoverlo dopo pochi secondi. Successivamente, ne deriveranno vari fumi con odori. Il metanolo si darà tagliente cattivo odore e un odore di mela verrà dall'etile.
  • Il secondo modo è testare i fluidi. Per fare ciò, versare il liquido di prova in qualsiasi contenitore di metallo e riscaldarlo. Non appena noti che il liquido inizia a bollire, abbassa il termometro e scopri le letture. Il metanolo ha un punto di ebollizione di 65 gradi e l'etile 78.
  • IN questo metodo dovrai dare fuoco all'alcool e determinare dal colore della fiamma se appartiene al metanolo o all'etile. Il metanolo brucerà con una fiamma verdastra, mentre l'etanolo brucerà con una brillante fiamma bluastra.
  • Anche abbastanza semplice ma metodo efficace controlla il liquido: è una patata. Per fare questo, prendi una parte del frutto sbucciato e abbassalo per diverse ore nell'alcool testato. Se la patata cambia colore in rosa, allora è metanolo, ma se il colore non cambia, allora è alcool etilico.

La formula dell'alcool metilico è la seguente: CH3OH.

La formula chimica dell'alcool etilico è C2H5OH.

Come controllare l'antigelo a casa

Per verificare la qualità del liquido antigelo acquistato, ci sono diversi modi:

Alcol medico

Questo tipo di alcol è uno dei tipi di etanolo. È il più puro dei prodotti spiritosi, non contiene impurità e la composizione dell'alcol in esso è di circa il 96,5%. Questo prodotto è utilizzato principalmente in medicina, ma anche, a differenza dell'alcool tecnico, è ampiamente utilizzato nell'industria alimentare. Quindi, a casa, viene diluito e si ottiene una bevanda alcolica con il 40% di gradazione alcolica. Il tecnico viene utilizzato solo per l'aggiunta a vari prodotti che non possono essere bevuti.

Per la sua produzione, le materie prime vengono utilizzate solo da prodotti alimentari: grano, grano, patate, barbabietole. A volte uso anche bacche o uva.

Attenzione, solo OGGI!

(alcool etilico, alcool di vino) - un composto organico, un rappresentante della serie alcoli monovalenti composizione C 2 H 5 OH (abbreviato EtOH). A condizioni normaliè un liquido incolore e infiammabile. Secondo lo standard nazionale dell'Ucraina DSTU 4221: 2003 L'etanolo è una sostanza tossica con effetto narcotico, in base al grado di impatto sul corpo umano, appartiene alla quarta classe di sostanze pericolose. Ha proprietà cancerogene.

L'etanolo è il principale ingrediente attivo nelle bevande alcoliche, che di solito sono prodotte dalla fermentazione dei carboidrati. Per esigenze industriali, l'alcol etilico viene spesso sintetizzato da materie prime di petrolio e gas mediante idratazione catalitica dell'etilene. Oltre alla fabbricazione di prodotti alimentari, l'etanolo viene utilizzato in grandi quantità come combustibile, solvente, antisettico e come materia prima per la produzione di altre sostanze importanti dal punto di vista industriale.

Storia

L'etanolo è stato utilizzato dall'umanità fin dai tempi antichi. Svolgeva il ruolo di parte integrante di bevande, medicinali, come sedativo e afrodisiaco, e si svolgeva anche in cerimonie religiose.

Nell'antico Egitto era ottenuto dalla fermentazione di materiali vegetali. In questo modo si otteneva solo una soluzione alcolica diluita. Per aumentare la concentrazione in Cina, è stato inventato un metodo di distillazione. Secondo i dipinti su ceramica cinese, le bevande a base di una miscela fermentata di riso, frutta e miele sono state prodotte 9000 anni fa. Più o meno nello stesso periodo, in Medio Oriente, l'alcool veniva ottenuto dall'uva e dall'orzo, come testimoniano i documenti su tavolette di argilla in Mesopotamia.

Nel Medioevo l'alcol etilico svolgeva il ruolo di base per la preparazione di numerosi medicamenti e tinture. Gli alchimisti hanno sempre utilizzato l'etanolo nel loro lavoro, dandogli il nome lat. acquavite, questo è acqua viva.

L'etanolo puro fu ottenuto per la prima volta nel 1796 dal chimico russo-tedesco Tovy Yegorovich Lovits. Secondo la descrizione del principale scienziato dell'epoca, Antoine Laurent Lavoisier, il composto in esame era costituito da elementi chimici carbonio, idrogeno e ossigeno. Nel 1808, il biochimico svizzero Nicolas Theodore de Saussure stabilì la formula chimica dell'etanolo e, cinquant'anni dopo, il chimico scozzese Archibald Scott Cooper ne propose la struttura.

Il primo metodo sintetico per la produzione di etilene fu sviluppato indipendentemente dal chimico inglese Henry Gennel e dal farmacista francese Georges-Simon Seryulla nel 1826. E nel 1828, il fisico e chimico inglese Michael Faraday ottenne l'etanolo dall'idratazione catalitica dell'etene, un sottoprodotto della raffinazione di petrolio e gas. Questo metodo ha costituito la base di molti metodi utilizzati fino ad oggi nella produzione di etanolo.

struttura

Entrambi gli atomi di carbonio nella molecola di etanolo, compreso l'atomo associato al gruppo ossidrile, sono in uno stato di ibridazione sp 3. Distanza CCè 1,512 angstrom.

A seconda della posizione del gruppo idrossile rispetto ad un'altra parte della molecola, ci sono Perbacco- (fr. goffo) E forme trans.forma trans caratterizzato dalla posizione legami OH gruppo idrossile nello stesso piano con il legame C-C e uno dei legami C-H. IN Perbacco-forma l'atomo di idrogeno nel gruppo ossidrile rivolto verso il lato. momento dipolare per cavoli formeè 1,68 D, e per forme trans- 1.44D.

Distribuzione in natura

L'etanolo è un prodotto di scarto di alcuni funghi. Tra questi, i tipi principali sono Saccharomyces, Schizosaccharomyces, E Kluyveromyces. Una delle più noti rappresentanti di queste classi è la vista Saccharomyces cerevisiae, che ha il banale nome di lievito di birra. Altri tipi comuni includono Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilis il simile. Alcuni batteri formano anche etanolo, per esempio, Zymomonas mobilis.

Nel 1975, gli astronomi riferirono di aver trovato accumuli significativi di etanolo nella nube di polvere di gas Sagittarius B2. Secondo gli scienziati, il numero di molecole di etanolo disponibili lì supera significativamente la quantità di alcol ottenuta nell'intera storia dell'umanità. L'etanolo trovato forma trans molecole, e nel 1996 è stato registrato in Perbacco-modulo.

Tra le possibili modalità di formazione di etanolo nel mezzo interstellare, in particolare, viene data la sua sintesi da metano e catione metilico sotto l'azione della radiazione:

Un altro modo potenziale è far reagire il catione metilico con la formaldeide, che è comune anche nello spazio:

Proprietà fisiche

L'etanolo è un liquido incolore con un leggero odore "alcolico". È volatile e infiammabile. Miscibile in qualsiasi proporzione con acqua, eteri, acetone, benzene. L'alcol etilico è un buon solvente per molte sostanze organiche e inorganiche.

Forma una miscela azeotropica con l'acqua: 95,6% di alcool e 4,4% di acqua. L'etanolo anidro è leggermente igroscopico: per raggiungere la stabilità è in grado di assorbire lo 0,3-0,4% di acqua.

ricezione

idratazione dell'etilene

Esistono due modi principali per ottenere etanolo dall'etilene. Storicamente, il metodo di idratazione indiretta è stato inventato nel 1930 dalla Union Carbide. Un altro, sviluppato negli anni '70, è stato progettato come metodo privo di acidi (nessun uso di acido solforico).

idratazione indiretta

La produzione di etanolo dall'etilene mediante acido solforico avviene in tre fasi. Innanzitutto, l'etilene viene assorbito dall'acido concentrato, formando esteri di etil solfato o dietil solfato:

L'assorbimento viene effettuato con una soluzione acida al 95-98% a una temperatura di 80 ° C e una pressione di 1,3-1,5 MPa. Questa interazione è esotermica, quindi le pareti del reattore devono essere raffreddate. La presenza di etil solfato nella soluzione acida consente di aumentare notevolmente la velocità di assorbimento, poiché la solubilità dell'etilene in etil solfato è molto più elevata che nell'acido puro.

Nella seconda fase, i prodotti di reazione risultanti subiscono l'idrolisi e si decompongono con la formazione di alcol e acido. Tuttavia, è disattivata l'interazione di due esteri di base, che porta alla formazione di un terzo, dietile:

Dopo il trattamento dell'acido solforico con etil e dietil solfato assorbiti in una quantità sufficiente di acqua, la soluzione acquisisce una concentrazione di circa il 50-60%. I prodotti dell'idrolisi vengono inviati alle colonne di separazione: l'acido diluito rimane nella parte inferiore del serbatoio, mentre la miscela gassosa alcool-Eterna è nella parte superiore. La miscela desiderata viene lavata con acqua o soluzione diluita di idrossido di sodio e quindi purificata mediante distillazione.

Il passaggio finale consiste nel ripristinare la concentrazione di acido diluito. Questo passaggio è uno dei più costosi dell'intera sintesi. Con il sistema di evaporazione dell'acido è possibile aumentare la concentrazione dell'acido fino al 90%. L'aumento di questo indicatore al 98% richiesto viene effettuato miscelando con oleum (concentrazione 103%).

Un serio problema per il metodo di idratazione indiretta è la formazione di sostanze carboniose nell'acido, che hanno un effetto significativo sulla sua concentrazione. L'uso di acido concentrato provoca anche corrosione sull'apparecchiatura, quindi alcune parti dell'apparecchiatura sono realizzate in silicio, leghe di tantalio, piombo, ecc.

idratazione diretta

La sintesi secondo lo schema dell'idratazione diretta viene effettuata utilizzando catalizzatori. Ci sono due forme di interazione qui:

  • i reagenti gassosi entrano in contatto con un catalizzatore solido o liquido (processo in fase gassosa)
  • sia i reagenti liquidi che gassosi sono in contatto con un catalizzatore solido o liquido (processo mischanophase).

L'etanolo viene sintetizzato principalmente dopo il processo in fase gassosa. L'etilene e l'acqua in uscita vengono fatti passare su un catalizzatore di carbone saturo di acido fosforico:

A temperature ordinarie, solo una piccola quantità di etanolo può essere in fase gassosa e un aumento della temperatura porterà a una diminuzione della sua concentrazione. È possibile equalizzare l'equilibrio della reazione applicando il principio di Le Chatelier-Brown, aumentando la pressione nella miscela di reazione e riducendo il numero di molecole nel sistema. Condizioni ottimali per interazione è la temperatura di 250-300 ° C e la pressione di 6,1-7,1 MPa.

Il prodotto di reazione può subire disidratazione intermolecolare, portando alla formazione di etere dietilico:

Se la materia prima di carboidrati contiene una miscela di acetilene, viene idratata in etanolo:

La presenza di etanolo è indesiderabile, poiché da esso si forma crotonaldeide, che influisce negativamente sulla qualità dell'etanolo, anche nella quantità di parti per milione:

ottenuto per fermentazione

L'estrazione di etanolo per fermentazione (fermentazione) di sostanze zuccherine è la più antica. Per la sua produzione può essere utilizzato qualsiasi prodotto contenente zucchero o sostanze da cui può essere ottenuto (ad esempio amido). Come prodotti contenenti zucchero, vengono utilizzati frutta e zucchero di canna, barbabietole da zucchero, melassa e prodotti amidacei sono patate, chicchi di grano, segale e mais. La cellulosa è anche usata come materia prima (dai rifiuti agricoltura, industria della cellulosa e della carta, ecc.).

Estratti di amido e zucchero

Per convertire l'amido in sostanze zuccherine, viene prima sottoposto ad idrolisi. A tale scopo vengono prodotte materie prime (purè di patate o farina). acqua calda per accelerare il rigonfiamento dell'amido. Alla materia prima viene anche aggiunto un enzima, sotto l'influenza del quale l'amido viene condensato, cioè viene convertito in glucosio.

Come enzima si utilizza la diastasi contenuta nei chicchi germogliati o altre amilasi di origine fungina.

La seconda fase, simile all'ottenimento dell'alcool dagli zuccheri, è la fermentazione anaerobica, cioè la conversione in alcol e anidride carbonica:

Qui la reazione avviene sotto l'azione di microrganismi: funghi (lieviti) o batteri.

Tra i lieviti utilizzati nel processo, il posto attivo è occupato da Saccharomyces cerevisiae(il cosiddetto lievito di birra). Quando li si utilizza, l'acidità dell'ambiente e la temperatura sono importanti: influenzano la crescita del lievito, la resa di etanolo, la formazione di sottoprodotti e la contaminazione da parte dei batteri. Tipicamente, tale fermentazione nella produzione industriale viene effettuata a un pH di 4-6. A un valore di pH inferiore a 5, la crescita dei batteri nel terreno è fortemente soppressa; per la crescita del lievito Saccharomyces cerevisiae l'acidità dovrebbe essere mantenuta nell'intervallo 2,4-8,6 con un valore ottimale di 4,5 e il processo di fermentazione ha un'intensità maggiore nell'intervallo 3,5-6.

La maggior parte dei lieviti utilizzati nella produzione di etanolo ha una temperatura di crescita ottimale di circa 39-40°C, con il massimo che si vede nella mente Kluyveromyces marxianus- 49 ° C. Poiché il processo di fermentazione è esotermico (586 J di calore vengono rilasciati da 1 g di glucosio assorbito), l'uso di lievito con la temperatura di crescita ottimale più alta consente di risparmiare denaro sul raffreddamento del sistema di reazione. Un punto importanteè l'apporto di piccole quantità di ossigeno per la sintesi di acidi grassi insaturi ed ergosterolo da parte del lievito, che contribuiscono alla loro crescita e alla buona permeabilità cellulare. In assenza di ossigeno, la mancanza di acidi e steroli porterà a cambiamenti nella fisiologia del lievito in poche generazioni.

I batteri sono utilizzati anche nella sintesi di etanolo, in particolare, una specie comune Zymomonas mobilis, che hanno un alto tasso di crescita, un'alta resa del prodotto finale e non dipendono dall'apporto di ossigeno.

Estratti di cellulosa

Sia la cellulosa che l'amido sono polisaccaridi, polimeri di carboidrati, ma la sintesi dell'etanolo dalla cellulosa è molto più difficile a causa della sua bassa tendenza all'idrolisi. La sua struttura è più simile a quella cristallina, il che complica la rottura dei legami all'interno del polimero, e nelle piante è protetta dalla decomposizione idrolitica da uno strato di lignina (solo il 15% della massa totale viene idrolizzato dopo il trattamento della cellulosa con acido). La materia prima di scarto contiene anche emicellulosa, che consiste principalmente di pentosi.

La lavorazione preoperatoria comprende la macinazione, l'ammollo delle materie prime per il rigonfiamento. Successivamente viene riscaldato in autoclavi con acido 0,3-0,5% ad una pressione di 7-10 atm. L'acido solforico è più spesso usato come acido, meno spesso acido cloridrico. Al termine del processo, l'acido viene concentrato in una vasca separata e rimesso in produzione, la lignina viene filtrata e purificata mediante lavaggio.

Si chiama alcol etilico ottenuto in questo modo idrolisi. Viene utilizzato solo per scopi tecnici, poiché contiene una serie di impurità nocive, tra cui alcol metilico, acetone, ecc.

Inoltre, contrariamente all'idrolisi acida, viene utilizzato enzimatico metodo. Qui l'idrolisi avviene sotto l'azione di funghi simili Tricoderma viride. Il pretrattamento prevede la rimozione del guscio di lignina mediante l'azione del solvente cadoxen (una soluzione al 5-7% di ossido di cadmio e al 28% di etilendiammina) e il trattamento con ammoniaca liquida sotto alta pressione, che agita le fibre della cellulosa, facilitando la penetrazione degli enzimi. In alcuni casi è possibile ottenere una lavorazione al cento per cento della cellulosa.

altri metodi

Idrolisi degli idrocarburi alogenati

L'etanolo è formato dall'idrolisi dell'etano alogenato. Viene effettuato in acqua o in una soluzione acquosa di alcali. Nel primo caso la reazione è inversa e nel secondo può verificarsi l'eliminazione (clivaggio) dell'alogenuro di idrogeno:

Conversione di syngas

L'estrazione dell'etanolo dal gas di sintesi è simile al metodo per ottenere il metanolo mediante il processo Fischer-Tropsch:

La reazione avviene ad una temperatura di 125-175°C ed una pressione di 1,42 MPa utilizzando un catalizzatore tipo ferro in polvere.

Recupero di composti organici

La riduzione di aldeidi e acidi è un metodo abbastanza comune per ottenere alcoli, compreso l'etanolo:

La riduzione catalitica viene effettuata su nichel Raney, platino; in condizioni di laboratorio, l'idruro di litio alluminio e il boroidruro di sodio ristagnano.

purificazione dell'etanolo

L'etanolo sintetizzato è solitamente una miscela di acqua e alcool. La sua purificazione e disidratazione inizia con la distillazione (rettifica), che può raggiungere una concentrazione del 95,6% vol. La miscela risultante è azeotropica e non può essere purificata mediante successiva distillazione. Per un'ulteriore disidratazione utilizzare benzene, cicloesano o eptano. La loro presenza crea nuove miscele azeotropiche a basso punto di ebollizione, che consentono di ottenere etanolo anidro.

Su scala industriale, per la disidratazione possono essere utilizzati setacci molecolari, i cui pori sono permeabili alle molecole d'acqua, ma non all'etanolo. Tali setacci possono essere zeoliti artificiali o presenti in natura (ad es. clinoptilolite). Il 75% delle molecole adsorbite è acqua, il restante 25% è etanolo, che viene poi riportato nuovamente al sistema di distillazione.

Viene utilizzato anche il metodo a membrana, che consiste nel separare una miscela acqua-alcol riscaldata a 60°C con una membrana semipermeabile che non lascia passare l'etanolo. Questa operazione viene eseguita sotto pressione inferiore a 1 kPa. Come risultato della separazione, si forma etanolo con una concentrazione del 99,85% e una soluzione che è passata attraverso la membrana con una concentrazione del 23%. La soluzione della membrana condensata può essere nuovamente rettificata.

Classificazione dell'etanolo

L'alcol risultante è convenzionalmente suddiviso in quattro classi in base alla sua composizione:

  • etanolo industriale (96,5% vol.) - un prodotto per uso industriale e tecnico: come solvente, combustibile, ecc. Per prevenirne l'uso, vengono solitamente aggiunte sostanze con un odore sgradevole, ad esempio piridina in una quantità di 0,5 -1% (eseguire denaturazione). Può anche avere un debole colore viola metile per una più facile identificazione;
  • l'alcol denaturato è un prodotto tecnico con una concentrazione di etanolo dell'88% vol., che presenta una quantità significativa di impurità. Denatura e colora di conseguenza. Utilizzato nell'illuminazione e nel riscaldamento;
  • alcool di alta qualità (96,0-96,5% vol.) - etanolo purificato, utilizzato per le esigenze dei prodotti farmaceutici, nella produzione cosmetici per il consumo alimentare;
  • etanolo assoluto (99,7-99,8% vol.) - etanolo molto puro, utilizzato in prodotti farmaceutici, aerosol.

In Ucraina, i gradi di etanolo rettificato ottenuto sono regolati dallo standard DSTU 4221: 2003 "Alcool etilico rettificato". A seconda del grado di purificazione si distinguono quattro varietà: "Wheat tear", "Lux", "Extra" e "Higher purification".

Norme per i gradi di alcol secondo GOST 4221: 2003
indice "Lacrima di grano" "Lusso" "Extra" "Massima purezza"
Frazione volumetrica di alcool etilico, alla temperatura di 20 ° C,%, non inferiore a 96,3 96,3 96,3 96,0
Concentrazione di massa di aldeidi, calcolata come acetaldeide in alcool anidro, mg/dm³, non superiore a 2,0 2,0 2,0 2,0
Concentrazione di massa di olio di fusoliera: alcoli propilico, isopropilico, butilico, isobutilico e isoamilico in termini di una miscela di alcoli propilico, isobutilico e isoamilico (3: 1: 1) in alcool anidro, mg / dm³, non di più 2,0 2,0 2,0 2,0
Concentrazione di massa di olio di fusoliera in termini di una miscela di alcoli isobutilici e isoamilici (1: 1) in alcool anidro, mg / dm³, non di più 2,0 2,0 2,0 2,0
Concentrazione di massa di eteri, in termini di etere etilico acetico in alcool anidro, mg / dm³, non superiore a 1,5 2,0 3,0 5,0
Frazione volumetrica di alcol metilico in termini di alcol anidro,%, non di più 0,005 0,01 0,02 0,03
Concentrazione di massa di acidi liberi (senza CO2), in termini di acido acetico in alcool anidro, mg / dm³, non più di 8,0 8,0 12,0 15,0

Proprietà chimiche

L'etanolo è un alcool primario monoidrico e il gruppo idrossile dà origine alla maggior parte delle sue proprietà chimiche. Quindi, l'etanolo può prendere parte alle reazioni di disidratazione, sia intramolecolari che intermolecolari:

Quando si interagisce con altri alcoli, si forma una miscela di tre esteri:

CON acidi carbossilici l'etanolo in presenza di acido solforico concentrato forma esteri:

Come risultato dell'aggiunta di etanolo all'acetilene, l'etere vinilico viene sintetizzato:

Mostrando il tuo proprietà acide, l'etanolo reagisce con metalli alcalini (ad esempio sodio) e alcali per formare etossido:

Questa reazione viene condotta in un ambiente anidro perché l'idrossido si forma più velocemente dell'etossido.

Anche i metalli meno attivi - alluminio e magnesio - interagiscono con l'etanolo, ma solo in presenza di un catalizzatore di mercurio:

Il gruppo idrossile presente nella molecola può essere sostituito da acidi alogenuri con formazione di derivati ​​alogenati etanici:

L'etanolo viene ossidato in etanale e quindi in acido acetico, il risultato dell'ossidazione completa (ad esempio, la combustione di etanolo) è anidride carbonica e acqua:

Trattando etanolo con ammoniaca a 300 °C in ambiente acido si formano ammine sostituite: sali di ammonio primari, secondari, terziari o anche quaternari (a seconda del rapporto dei reagenti):

L'etanolo è la materia prima per la sintesi del butadiene. La reazione viene condotta ad una temperatura di 370-390 ° C e in presenza di catalizzatori - MgO-SiO 2 o Al 2 O 3 -SiO 2 (con una selettività del 70%):


azione biologica

metabolismo

Quasi tutto l'alcol consumato (90-98%) viene metabolizzato dall'organismo e solo una piccola parte (2-10%) viene escreta invariata: con urina, aria, sudore, saliva. Il consumo di etanolo porta a un'eccessiva minzione: ogni 10 g di alcol contribuisce alla perdita di 100 ml di liquidi da parte dell'organismo, non contribuisce alla rimozione dell'alcol dal corpo. La parte principale dell'etanolo che entra nel corpo entra nel fegato, dove subisce la trasformazione biologica in microsomi.

Nella prima fase del metabolismo, l'acetaldeide si forma dall'etanolo. Ciò avviene sotto l'azione dell'alcol deidrogenasi (ADH), un enzima il cui cofattore è la nicotinamide (NAD). Successivamente, l'acetaldeide formata dall'etanolo viene ossidata ad acetato nei mitocondri dall'enzima aldeide deidrogenasi, che utilizza il NAD come coenzima, che, attaccandosi a un protone, viene ridotto a NAD N. In questa fase, l'interazione avviene molto più velocemente rispetto al precedente. L'acetato entra nel ciclo di Krebs, dove si scompone in CO 2 e H 2 O. L'aldeide deidrogenasi si trova non solo nel fegato, ma anche in altri organi, incluso il cervello. In un adulto persona sana L'ADH scompone circa 10 g di alcol all'ora.

Oltre al principale processo metabolico, l'etanolo viene ossidato anche in altri due modi. Uno di questi si verifica con la partecipazione dell'ossidasi microsomiale in combinazione con la riduzione della nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADP), mentre l'altro si verifica con la partecipazione della catalasi in combinazione con il perossido di idrogeno. Entrambi i percorsi portano alla formazione di aldeide tossica, che ha proprietà cancerogene ed è dieci volte più tossica dell'etanolo.

Impatto sul corpo

Entrando nel corpo umano attraverso l'esofago, l'etanolo viene rapidamente assorbito. Nello stomaco, il 20% dell'etanolo iniziale viene assorbito e dentro intestino tenue- 80%. Dopo l'assorbimento, entra nel flusso sanguigno entro 5 minuti, diffondendosi con il flusso sanguigno in tutto il corpo.

Sistema nervoso centrale. L'etanolo deprime la funzione del SNC come altri anestetici. Nonostante la credenza popolare, l'etanolo non stimola l'azione del sistema nervoso: se si verifica l'eccitazione, la loro comparsa è dovuta all'opposizione ai processi inibitori. A dosi normali, l'etanolo agisce principalmente sulla funzione di attivazione della formazione reticolare del tronco encefalico e solo dosi elevate sopprimono direttamente la funzione della corteccia cerebrale.

L'uso cronico di etanolo provoca una carenza di serotonina. Una diminuzione funzionale dell'attività di questo sistema impedisce lo sviluppo della tolleranza e, viceversa, un aumento della sua attività, un aumento del livello di serotonina accelera lo sviluppo della tolleranza all'alcol. Sotto l'influenza dell'etanolo, il metabolismo della dopamina è disturbato, che è coinvolto nella sintesi della norepinefrina e coordina i movimenti, gli stati emotivi e mentali. Inoltre, l'etanolo ha un effetto negativo sulle capacità fisiche e mentali: riduce l'acuità visiva e l'udito, interrompe la coordinazione e la stabilità muscolare e rallenta i tempi di reazione all'irritazione.

Sistema respiratorio. L'etanolo ha un marcato effetto tossico sul sistema respiratorio. Il danno ai polmoni influisce sullo sviluppo dell'infezione broncopolmonare a causa di una diminuzione funzioni protettive organismo. Impatto negativo l'alcol è associato all'inibizione della fagocitosi e alla formazione di anticorpi, favorendo la penetrazione dei batteri nel tratto respiratorio e simili. Le patologie broncopolmonari possono svilupparsi nell'aspetto polmonite acuta, che ha una percentuale significativa di morti.

Il sistema cardiovascolare. Sotto l'azione dell'etanolo, i lipidi delle membrane cellulari, in particolare le cellule del miocardio, vengono dissolti. Di conseguenza, la permeabilità della membrana aumenta e lo scambio di ioni sodio, potassio, magnesio e calcio viene disturbato. Questo indebolisce la contrattilità del muscolo cardiaco.

Apparato digerente. Una singola dose porta a un'emorragia acuta gastrite erosiva; un effetto simile dell'etanolo sulla mucosa duodeno. Già un minuto dopo essere entrato nello stomaco dei ratti, l'etanolo ha causato iperemia diffusa della mucosa gastrica.

Fegato. Il grado di danno epatico causato dall'etanolo dipende direttamente dalla quantità di alcol consumato. Come risultato della sua azione, possono comparire steatosi, fibrosi, epatite alcolica e cirrosi, che spesso terminano con lo sviluppo del carcinoma epatocellulare. Quindi, secondo l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro, l'etanolo ha un effetto cancerogeno.

Uno dei risultati dell'esposizione prolungata all'etanolo è un aumento del volume degli eritrociti - macrocitosi causata dall'effetto tossico dell'acetaldeide, carenza acido folico e iperlipidemia.

alcolismo

L'etanolo è la base delle bevande alcoliche. Il loro uso prolungato provoca la comparsa di alcolismo.

L'alcolismo è un insieme di fenomeni che caratterizzano quadro clinico dipendenza dall'alcol (ovvero prodotti contenenti etanolo). Tra i sintomi e le manifestazioni di tale dipendenza vi sono: tolleranza dell'organismo all'alcol, dipendenza fisica, sindrome da astinenza quando il consumo viene interrotto o ridotto, consumo eccessivo incontrollato e temporaneo.

Ci sono tre fasi nel progresso dell'alcolismo:

  1. una persona non ha voglia di alcol, c'è una perdita di controllo durante il consumo, una transizione al consumo sistematico, un aumento della tolleranza all'alcol, ci sono disturbi iniziali nella sfera mentale;
  2. c'è una dipendenza fisica con una perdita di misura, la formazione di una sindrome psicopatica, l'interruzione dei sistemi corporei (cardiovascolare, genito-urinario, respiratorio) e degli organi (comparsa di gastrite, epatite)
  3. la dipendenza dall'alcol è mentale, c'è una forte attrazione fisica come manifestazione della sindrome da astinenza, la comparsa di allucinazioni, danni irreversibili agli organi interni (cirrosi epatica, malattie cardiache, encefalopatia, ecc.).

Impatto sulla gravidanza

Il rischio di anomalie nello sviluppo del feto è direttamente proporzionale alla quantità di alcol consumata durante la gravidanza.

L'etanolo attraversa facilmente la placenta, quindi il suo contenuto nel sangue della madre e del feto raggiunge rapidamente lo stesso livello. Si accumula nei tessuti fetali ricchi di fosfolipidi, nel cervello e anche negli eritrociti. La rimozione dell'alcol dal corpo viene effettuata con l'aiuto degli enzimi epatici e nel nascituro si forma solo nella seconda metà della gravidanza della madre. L'effetto dannoso dell'etanolo sul feto è associato all'immaturità del meccanismo protettivo e all'aumento della permeabilità vascolare e simili. Di particolare importanza sono i periodi critici dello sviluppo embrionale, quando la sensibilità dell'embrione e del feto alle sostanze estranee raggiunge il suo livello massimo. Azione tossica l'etanolo è la causa del rallentamento dello sviluppo o addirittura della morte dell'embrione.

Il consumo materno di etanolo durante la gravidanza è associato a effetti teratogeni fetali (fertili). L'influenza dell'alcol si manifesta nella violazione sviluppo generale feto, la nascita di un bambino con peso corporeo e altezza inferiori al normale, inferiorità mentale. In particolare, i bambini colpiti dall'effetto teratogeno dell'etanolo hanno caratteristiche facciali modificate: rime palpebrali strette, labbro superiore, la comparsa di microcefalia e retrognazia, mancanza di filtro e varie anomalie dell'orecchio. Le modificazioni fisiche sono integrate da sottosviluppo del cervello, tendenza a convulsioni convulsive, edema cerebrale, scarsa coordinazione dei movimenti, diminuzione dell'intelligenza e difetti di nascita cuori. Questo effetto dell'etanolo è chiamato sindrome alcolica fetale, FAS (o sindrome alcolica fetale).

Interazione con i farmaci

L'etanolo ha la capacità di potenziare l'effetto di antibiotici, antistaminici, barbiturici, rilassanti muscolari e anche di provocare una reazione negativa del corpo.

Interazione preparazioni mediche con etanolo
classe di droga una droga Tipo di interazione con l'etanolo, conseguenze
analgesici aspirina paracetamolo L'aspirina aumenta lo svuotamento gastrico, che porta a un rapido assorbimento di alcol nell'intestino tenue e può rallentare l'azione dell'alcol deidrogenasi nello stomaco. L'etanolo aumenta il metabolismo del paracetamolo, il cui prodotto è sostanze tossiche che danneggiano il fegato. Ci possono essere aumento della frequenza cardiaca, dolore addominale, ulcere allo stomaco,
antibiotici Eritromicina Isoniazide Ketoconazolo Metronidazolo L'eritromicina aumenta lo svuotamento gastrico, che porta a un rapido assorbimento di alcol nell'intestino tenue; Insieme all'isoniazide, l'alcol aumenta il rischio di malattie del fegato. Accompagnato da mal di testa, nausea, improvvisi sbalzi di pressione sanguigna
antistaminici Difenidramina Clemastina Prometazina L'etanolo aumenta l'effetto dei farmaci sul sistema nervoso centrale, provocando la comparsa di letargia, diminuzione della motilità, l'effetto combinato è più pronunciato negli anziani.
barbiturici fenobarbitale Debolezza del corpo, vertigini, rischio attacco convulsivo. Il consumo cronico di alcol aumenta il livello del metabolismo dei barbiturici del citocromo P-450.
Sonniferi (benzodiazepine) diazepam lorazepam oxazepam L'etanolo aumenta l'effetto dei farmaci sul sistema nervoso centrale, causando problemi di memoria, letargia, diminuzione delle capacità motorie, rallentamento o difficoltà respiratorie;
farmaci antinfiammatori Diclofenac Ibuprofene Naprossene Il consumo di etanolo aumenta il rischio di sanguinamento dello stomaco, ulcere peptiche
Bloccanti del recettore H2 Nizatidina Ranitidina Cimetidina I farmaci inibiscono l'azione dell'alcool deidrogenasi e contribuiscono all'espirazione dello stomaco, portando a contenuto elevato etanolo nel sangue.

applicazione

L'etanolo ha vasta gamma applicazioni, tra le quali le più significative sono la produzione di bevande alcoliche, l'uso come solvente, combustibile e la sintesi di altri prodotti chimici.

carburante

La prima auto in grado di funzionare a etanolo fu progettata da Henry Ford nel 1920: il modello Ford T. Tuttavia, questa innovazione non ha ricevuto lo sviluppo necessario a causa di problemi tecnici ed economici: la produzione di etanolo puro era troppo costosa, e l'uso di alcol non purificato mescolato con idrocarburi era limitato in una certa misura: a basse temperature, l'acqua insolubile nella benzina si congelava, tappando il serbatoio del carburante.

Ora, con la tecnologia per produrre etanolo a buon mercato, la sostituzione della benzina tradizionale o del gasolio con l'etanolo, o il suo utilizzo come additivo, si è diffusa nel mondo. La produzione mondiale di etanolo per il fabbisogno dell'industria dei carburanti nel 2014 è stata di 24750000000 galloni.

solvente

L'etanolo è il solvente più importante dopo l'acqua. La sua applicazione principale è la produzione di cosmetici, profumi, tensioattivi e disinfettanti, prodotti farmaceutici, rivestimenti vari. Per questi scopi viene utilizzato etanolo sia di origine sintetica che enzimatica.

antisettico

L'etanolo è il più antico antisettico conosciuto dall'umanità. La sua capacità di disinfettare le ferite fu notata dall'antico medico greco Claudius Galen, e successivamente dal chirurgo francese medievale Guy de Chauliac.

L'etanolo mostra attività battericida a concentrazioni del 30% e superiori, a seconda del tipo di batteri, del contenuto di acqua e del tempo di azione. Secondo gli studi, l'effetto dell'etanolo è più efficace alla sua concentrazione del 60-70%, sia in presenza di acqua che in sua assenza. È questo contenuto di etanolo che hanno i disinfettanti per le mani per la casa. L'uso di alte concentrazioni (ad esempio, soluzione al 90%) per la disinfezione della pelle non è pratico, poiché a tali concentrazioni l'etanolo mostra le sue proprietà tanniche, mentre le proprietà antisettiche diminuiscono.

Il principio dell'azione dell'etanolo sui microrganismi è probabilmente l'effetto sulle loro membrane e la rapida denaturazione delle proteine, che porta a un'interruzione del metabolismo dei batteri e all'ulteriore distruzione delle cellule. L'etanolo mostra un'elevata azione biocida contro batteri vegetativi (inclusi micobatteri), virus, funghi, ma non spore.

A causa della mancanza di azione sporicida, l'etanolo non può essere utilizzato per la sterilizzazione, ma le sue proprietà sono sufficienti per la disinfezione preventiva delle superfici, il trattamento della pelle e simili.

Precipitazione dell'acido nucleico

L'etanolo è ampiamente utilizzato in biologia molecolare per la precipitazione e la concentrazione di DNA e RNA. Viene utilizzato in combinazione con soluzioni tampone di sali contenenti cationi semplici a carica singola (ad esempio cationi di sodio). Tipico è l'uso di tampone acetato di sodio 0,3 mol/L con pH 5,2 (a 4°C) ed etanolo - assoluto e 70% (a -20°C).

Per deposizione acidi nucleici il loro campione viene miscelato con una soluzione tampone ed etanolo assoluto e raffreddato a -20 °C per un'ora, dopodiché viene centrifugato. Dopo aver separato il liquido in eccesso dalla superficie con una pipetta, aggiungere una soluzione di etanolo al 70% e ripetere la centrifugazione e la separazione del liquido. Il residuo viene evaporato ad una temperatura di 37°C a bagnomaria e si ottiene così una sostanza concentrata.

antidoto

Grazie alla sua capacità di formare esteri quando interagisce con gli alcoli, l'etanolo viene utilizzato come antidoto disponibile per l'avvelenamento con metanolo, glicole etilenico e glicole dietilenico. L'etanolo viene somministrato per via orale o endovenosa nel corpo e la dose per la somministrazione viene calcolata sulla base del fatto che la sua concentrazione nel siero del sangue dovrebbe raggiungere 10-15 mg / l.

Il rischio nell'uso di etanolo risiede nell'inibizione dell'attività del sistema nervoso centrale, nella comparsa di ipoglicemia (a causa di una diminuzione della gluconeogenesi) e nella nausea. Quando somministrato per via endovenosa, possono verificarsi flebite, ipertensione, iponatriemia. L'uso di un tale antidoto richiede un monitoraggio costante del contenuto di etanolo nel siero e del livello di glucosio nel sangue venoso.

Sintesi di altre sostanze

Nell'industria, l'etanolo viene utilizzato per produrre etanale, butadiene, etere dietilico, acetato di etile, etilammina e simili.

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