Công thức, tính chất, rủi ro và công dụng của rượu Ethyl



các rượu etylic, Ethanol hoặc rượu, là một hợp chất hóa học hữu cơ thuộc nhóm rượu được tìm thấy trong đồ uống có cồn và được sản xuất bởi men hoặc bởi các quá trình hóa dầu. Nó là một chất lỏng không màu, dễ cháy và bên cạnh đó là một chất tâm thần, như một chất khử trùng và khử trùng, như một nguồn nhiên liệu đốt sạch, trong ngành công nghiệp sản xuất hoặc như một dung môi hóa học.

Công thức hóa học của rượu etylic là C2H5OH và công thức mở rộng của nó là CH3CH2OH. Nó cũng được viết là EtOH và tên IUPAC là ethanol. Do đó, thành phần hóa học của nó là carbon, hydrogynous và oxy. Phân tử được hình thành bởi một chuỗi gồm hai nguyên tử cacbon (ethane), trong đó một H đã được thay thế bằng một nhóm hydroxyl (-OH). Cấu trúc hóa học của nó được trình bày trong hình 1.

Đây là loại rượu đơn giản thứ hai. Tất cả các nguyên tử carbon và oxy là sp3 cho phép xoay tự do các giới hạn của các phân tử. (Công thức rượu etylic, S.F.).

Ethanol có thể được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên vì nó là một phần của quá trình trao đổi chất của nấm men như Saccharomyces cerevisiae, Nó cũng có mặt trong quả chín. Nó cũng được sản xuất bởi một số nhà máy thông qua việc gây mê. Nó cũng đã được tìm thấy ở ngoài vũ trụ.

Ethanol có thể được sản xuất bằng men sử dụng quá trình lên men đường có trong các loại ngũ cốc như ngô, lúa miến và lúa mạch, cũng như vỏ khoai tây, gạo, mía, củ cải đường và thịt vụn sân; hoặc bằng cách tổng hợp hữu cơ.

Quá trình tổng hợp hữu cơ được thực hiện thông qua quá trình hydrat hóa ethylene thu được trong ngành hóa dầu và sử dụng axit sunfuric hoặc photphoric làm chất xúc tác ở 250-300 ºC:

CH2= CH2 + H2O → CH3CH2OH

Chỉ số

  • 1 Sản xuất rượu etylic
  • 2 Tính chất lý hóa
  • 3 Phản ứng và mối nguy hiểm
    • 3,1 Mắt
    • 3.2 Da
    • 3.3 Hít phải
    • 3,4 Nuốt phải
  • 4 công dụng
    • 4.1 Y học
    • 4.2 Giải trí
    • 4.3 Nhiên liệu
    • 4.4 Công dụng khác
  • 5 Hóa sinh
  • 6 Tầm quan trọng của nhóm hydroxyl trong rượu
  • 7 tài liệu tham khảo

Sản xuất rượu ethyl

Ethanol từ quá trình lên men đường là quá trình chính để sản xuất đồ uống có cồn và nhiên liệu sinh học. Nó được sử dụng chủ yếu ở các nước như Brazil, nơi men được sử dụng để sinh tổng hợp ethanol từ mía.

Ngô là thành phần chính cho ethanol làm nhiên liệu ở Hoa Kỳ. Điều này là do sự phong phú của nó và giá thấp. Mía và củ cải đường là những thành phần phổ biến nhất được sử dụng để sản xuất ethanol ở các nơi khác trên thế giới.

Bởi vì rượu được tạo ra bởi quá trình lên men của đường, nên nuôi cấy đường là thành phần dễ dàng nhất để chuyển đổi thành rượu. Brazil, nhà sản xuất ethanol nhiên liệu lớn thứ hai thế giới, sản xuất hầu hết ethanol từ mía.

Hầu hết các xe hơi ở Brazil có khả năng chạy bằng ethanol nguyên chất hoặc trong hỗn hợp xăng và ethanol.

Tính chất hóa lý

Ethanol là một chất lỏng trong suốt, không màu, có mùi đặc trưng và mùi vị cháy (Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, 2015).

Khối lượng mol của rượu etylic là 46,06 g / mol. Điểm nóng chảy và sôi của nó lần lượt là -114 ° C và 78 ° C. Nó là một chất lỏng dễ bay hơi và mật độ của nó là 0,789 g / ml. Rượu etylic cũng dễ cháy và tạo ra ngọn lửa màu xanh không khói.

Nó có thể trộn với nước và trong hầu hết các dung môi hữu cơ như axit axetic, acetone, benzen, carbon tetraclorua, chloroform và ether.

Một sự thật thú vị là ethanol cũng có thể được trộn lẫn trong các dung môi aliphatic như pentane và hexane, nhưng độ hòa tan của nó phụ thuộc vào nhiệt độ (Trung tâm thông tin công nghệ sinh học quốc gia, Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem, CID = 702, 2017).

Ethanol là đại diện nổi tiếng nhất của rượu. Trong phân tử này, nhóm hydroxyl nằm trong một carbon cuối cùng, dẫn đến sự phân cực cao của phân tử.

Do đó, ethanol có thể hình thành các tương tác mạnh, chẳng hạn như liên kết hydro và tương tác lưỡng cực - lưỡng cực. Trong nước, ethanol có thể trộn được và sự tương tác giữa hai chất lỏng rất cao, chúng tạo ra một hỗn hợp được gọi là azeotrope, với các đặc tính khác với hai thành phần.

Acetyl clorua và bromide phản ứng dữ dội với ethanol hoặc nước. Hỗn hợp rượu với axit sulfuric đậm đặc và hydro peroxide mạnh có thể gây nổ. Hỗn hợp rượu ethyl với hydro peroxide đậm đặc tạo thành chất nổ mạnh.

Các hypochlorite kiềm là chất nổ mạnh. Chúng có thể dễ dàng thu được bằng cách phản ứng với axit hypochlorous và rượu trong dung dịch nước hoặc dung dịch hỗn hợp của tetraclorua carbon dạng nước.

Clo cộng với rượu cũng sẽ tạo ra hypoclorit alkyl. Chúng bị phân hủy trong giá lạnh và phát nổ khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc nhiệt. Các hypochlorite thứ ba ít không ổn định hơn các hypochlorite thứ cấp hoặc sơ cấp.

Phản ứng isocyanate với rượu có xúc tác bazơ nên được thực hiện trong dung môi trơ. Những phản ứng như vậy khi không có dung môi thường xảy ra với bạo lực bùng nổ (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Tính phản ứng và mối nguy hiểm

Rượu ethyl được phân loại là một hợp chất ổn định, dễ bay hơi và rất dễ cháy. Nó sẽ dễ dàng bị đốt cháy bởi sức nóng, tia lửa hoặc ngọn lửa. Hơi có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Chúng có thể đi đến nguồn đánh lửa và sao lưu.

Hầu hết các hơi đều nặng hơn không khí. Chúng sẽ lan dọc theo mặt đất và sẽ được thu thập ở những khu vực thấp hoặc hạn chế (cống rãnh, tầng hầm, bể chứa). Có nguy cơ nổ hơi nước trong nhà, ngoài trời hoặc trong cống rãnh. Container có thể phát nổ khi được làm nóng.

Ethanol độc hại khi ăn với số lượng lớn hoặc ở nồng độ lớn. Nó hoạt động trên hệ thống thần kinh trung ương như một thuốc trầm cảm và lợi tiểu. Nó cũng gây khó chịu cho mắt và mũi.

Nó rất dễ cháy và phản ứng dữ dội với peroxit, acetyl clorua và acetyl bromide. Khi tiếp xúc với một số chất xúc tác bạch kim, nó có thể bắt lửa.

Các triệu chứng trong trường hợp hít phải là ho, nhức đầu, mệt mỏi, buồn ngủ. Nó có thể tạo ra da khô. Nếu chất này tiếp xúc với mắt, nó sẽ tạo ra đỏ, đau hoặc cảm giác nóng rát. Nếu ăn vào nó sẽ tạo ra cảm giác nóng rát, đau đầu, bối rối, chóng mặt và bất tỉnh (IPCS, S.F.).

Mắt

Nếu hợp chất tiếp xúc với mắt, cần kiểm tra và tháo kính áp tròng. Nên rửa mắt ngay với nhiều nước trong ít nhất 15 phút bằng nước lạnh.

Da

Trong trường hợp tiếp xúc với da, khu vực bị ảnh hưởng phải được rửa ngay bằng nhiều nước trong ít nhất 15 phút trong khi cởi bỏ quần áo và giày bị nhiễm bẩn..

Che da bị kích thích với một chất làm mềm. Giặt quần áo và giày trước khi tái sử dụng chúng. Nếu tiếp xúc nghiêm trọng, rửa bằng xà phòng khử trùng và che phủ da bị nhiễm kem chống vi khuẩn

Hít phải

Trong trường hợp hít phải, nạn nhân nên được chuyển đến nơi mát mẻ. Nếu bạn không thở, hô hấp nhân tạo được đưa ra. Nếu thở khó khăn, hãy cung cấp oxy.

Nuốt phải

Nếu hợp chất bị nuốt, không nên gây nôn trừ khi có chỉ dẫn của nhân viên y tế. Nới lỏng quần áo chật như cổ áo sơ mi, thắt lưng hoặc cà vạt.

Trong mọi trường hợp, phải được chăm sóc y tế ngay lập tức (Bảng dữ liệu an toàn vật liệu Ethyl alcohol 200 Proof, 2013).

Công dụng

Thuốc

Ethanol được sử dụng trong y học như một chất khử trùng. Ethanol giết chết các sinh vật bằng cách làm biến tính protein và hòa tan lipit của chúng và có hiệu quả chống lại hầu hết các vi khuẩn, nấm và nhiều loại virus. Tuy nhiên, ethanol là không hiệu quả chống lại bào tử vi khuẩn.

Ethanol có thể được dùng như một thuốc giải độc cho ngộ độc methanol và ethylene glycol. Điều này là do sự ức chế cạnh tranh của enzyme làm suy giảm chúng được gọi là rượu dehydrogenase.

Giải trí

Là một chất ức chế hệ thần kinh trung ương, ethanol là một trong những loại thuốc thần kinh được tiêu thụ nhiều nhất.

Lượng ethanol trong cơ thể thường được định lượng bằng nồng độ cồn trong máu, được lấy ở đây là trọng lượng của ethanol trên một đơn vị thể tích máu.

Các liều nhỏ của ethanol, nói chung, tạo ra hưng phấn và thư giãn. Những người gặp phải các triệu chứng này có xu hướng nói nhiều và ít bị ức chế, và có thể phán đoán kém.

Ở liều cao hơn, ethanol hoạt động như một chất ức chế hệ thần kinh trung ương, tạo ra liều cao dần, suy giảm chức năng cảm giác và vận động, giảm nhận thức, choáng váng, bất tỉnh và có thể tử vong.

Ethanol thường được tiêu thụ như một loại thuốc giải trí, đặc biệt là trong khi xã hội hóa. Bạn cũng có thể thấy những dấu hiệu và triệu chứng của nghiện rượu là gì?

Nhiên liệu

Việc sử dụng ethanol nhiều nhất là làm nhiên liệu động cơ và phụ gia nhiên liệu. Việc sử dụng ethanol có thể làm giảm sự phụ thuộc vào khí thải dầu và khí nhà kính (EGI).

Việc sử dụng nhiên liệu ethanol ở Hoa Kỳ đã tăng lên đáng kể, từ khoảng 1.700 triệu gallon năm 2001 lên khoảng 13.900 triệu vào năm 2015 (Bộ năng lượng Hoa Kỳ, S.F.).

E10 và E15 là hỗn hợp của ethanol và xăng. Con số sau chữ "E" biểu thị tỷ lệ phần trăm của ethanol theo thể tích.

Hầu hết xăng được bán ở Hoa Kỳ có chứa tới 10% ethanol, số lượng thay đổi theo vùng. Tất cả các nhà sản xuất ô tô chấp nhận hỗn hợp lên đến E10 trong xe xăng của họ.

Năm 1908, Henry Ford đã thiết kế mẫu T của mình, một chiếc xe rất cũ, hoạt động với hỗn hợp xăng và rượu. Ford gọi hỗn hợp này là nhiên liệu của tương lai.

Năm 1919, ethanol đã bị cấm vì nó được coi là một loại đồ uống có cồn. Nó chỉ có thể được bán khi trộn với dầu. Ethanol được sử dụng làm nhiên liệu một lần nữa sau khi Lệnh cấm kết thúc vào năm 1933 (Cơ quan quản lý thông tin năng lượng của Hoa Kỳ, S.F.).

Công dụng khác

Ethanol là một thành phần công nghiệp quan trọng. Nó được sử dụng rộng rãi như là tiền chất của các hợp chất hữu cơ khác như ethyl halogenua, ethyl este, dietyl ete, axit axetic và ethyl amin.

Ethanol có thể trộn với nước và là một dung môi tốt cho sử dụng chung. Tìm thấy trong sơn, thuốc nhuộm, bút đánh dấu và các sản phẩm chăm sóc cá nhân như nước súc miệng, nước hoa và chất khử mùi.

Tuy nhiên, polysacarit kết tủa từ dung dịch nước với sự có mặt của rượu và kết tủa với ethanol được sử dụng vì lý do này trong việc tinh chế DNA và RNA.

Do nhiệt độ nóng chảy thấp (-114,14 ° C) và độc tính thấp, đôi khi ethanol được sử dụng trong phòng thí nghiệm (với đá khô hoặc chất làm lạnh khác) làm dung dịch làm mát để giữ bình chứa ở nhiệt độ dưới điểm Nước đóng băng Vì lý do tương tự, nó cũng được sử dụng như một chất lỏng hoạt động trong nhiệt kế rượu.

Hóa sinh

Quá trình oxy hóa ethanol trong cơ thể tạo ra một lượng năng lượng 7 kcal / mol, trung gian giữa carbohydrate và axit béo. Ethanol tạo ra calo rỗng, có nghĩa là nó không cung cấp bất kỳ loại chất dinh dưỡng nào.

Sau khi uống, ethanol được hấp thu nhanh vào máu từ dạ dày và ruột non và được phân phối trong toàn bộ nước cơ thể.

Bởi vì sự hấp thu xảy ra nhanh hơn từ ruột non so với từ dạ dày, sự chậm trễ trong việc làm rỗng dạ dày làm trì hoãn việc hấp thụ ethanol. Do đó, khái niệm không uống khi bụng đói.

Hơn 90% ethanol đi vào cơ thể bị oxy hóa hoàn toàn thành acetaldehyd. Phần còn lại của ethanol được bài tiết qua mồ hôi, nước tiểu và hơi thở (hơi thở).

Có ba cách mà cơ thể chuyển hóa rượu. Con đường chính là thông qua enzyme rượu dehydrogenase (ADH). ADH nằm trong tế bào chất của tế bào. Nó được tìm thấy chủ yếu ở gan, mặc dù nó cũng được tìm thấy trong đường tiêu hóa, thận, niêm mạc mũi, tinh hoàn và tử cung..

Enzyme này phụ thuộc vào NAD coenzyme bị oxy hóa. Nó là quan trọng nhất trong quá trình oxy hóa ethanol, vì nó chuyển hóa từ 80 đến 100% ethanol ăn vào gan. Chức năng của nó là oxy hóa rượu thành acetaldehyd theo phản ứng:

CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+

Một cách khác để chuyển hóa rượu là thông qua enzyme catalase, sử dụng hydro peroxide để oxy hóa rượu thành acetaldehyd theo cách sau:

CH3CH2OH + H2Ôi2 → CH3CHO + 2H2Ôi

Con đường này bị giới hạn bởi tỷ lệ tạo H thấp2Ôi2 được sản xuất trong điều kiện tế bào bởi các enzyme xanthine oxyase hoặc NADPH-oxidease.

Cách thứ ba để chuyển hóa rượu là thông qua hệ thống oxy hóa của microsome (SMOE). Nó là một hệ thống đào thải các chất độc hại của sinh vật nằm trong gan, được cấu thành bởi các enzyme oxyase có chức năng hỗn hợp của cytochrom P450.

Oxy hóa sửa đổi thuốc và các hợp chất lạ (xenobamel) bằng cách hydroxyl hóa, làm cho chúng không độc hại. Trong trường hợp cụ thể của ethanol, phản ứng là:

CH3CH2OH + NADPH + H+ + Ôi2 → CH3CHO + NADP+ + 2 giờ2Ôi

Khi ethanol được chuyển đổi thành acetaldehyd bởi ba enzyme này, nó bị oxy hóa thành acetate do tác dụng của enzyme aldehyd dehydrogenase (ALDH). Enzyme này phụ thuộc vào NAD coenzyme bị oxy hóa và phản ứng là:

CH3CHO + NAD + + H2O → CH3COOH + NADH + H+

Acetate được kích hoạt với coenzyme A để tạo ra acetyl CoA. Điều này bước vào chu trình Krebs để sản xuất năng lượng (Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, 2012).

Tầm quan trọng của nhóm hydroxyl trong rượu

Nhóm hydroxyl là một phân tử được tạo thành từ nguyên tử oxy và nguyên tử hydro.

Điều này dẫn đến một phân tử tương tự như nước có điện tích âm liên kết với chuỗi carbon.

Phân tử này làm cho chuỗi carbon trở thành rượu. Ngoài ra, nó cung cấp các đặc điểm chung nhất định cho phân tử kết quả.

Trái ngược với các ankan là các phân tử không phân cực do các chuỗi carbon và hydro của chúng, khi một nhóm hydroxyl bám vào chuỗi, nó thu được khả năng hòa tan trong nước, do sự giống nhau của phân tử OH với nước.

Tuy nhiên, tính chất này thay đổi tùy thuộc vào kích thước của phân tử và vị trí của nhóm hydroxyl trong chuỗi carbon.

Các tính chất hóa lý thay đổi tùy thuộc vào kích thước của phân tử và sự phân bố của nhóm hydroxyl, nhưng nói chung, rượu thường là chất lỏng có mùi đặc trưng.

Tài liệu tham khảo

  1. ALCOHOL TUYỆT VỜI. (2016). Lấy từ cameochemicals.noaa.gov.
  2. Công thức rượu etylic. (S.F.). Phục hồi từ softschools.com.
  3. (S.F.). ETHANOL (ANHYDROUS). Phục hồi từ inchem.org.
  4. Tài liệu an toàn Bảng dữ liệu cồn Ethyl 200 Bằng chứng. (2013, ngày 21 tháng 5). Phục hồi từ sciencelab.com.
  5. Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia. Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem; CID = 702. (2017, ngày 18 tháng 3). Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem; CID = 702. Lấy từ pubool.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Hội hóa học hoàng gia. (2015). Ethanol. Lấy từ chemspider.com
  7. S. khoa năng lượng. (S.F.). Ethanol. Phục hồi từ Fueleconomy.gov.
  8. S. quản trị thông tin năng lượng. (S.F.). Ethanol. Phục hồi từ eia.gov.
  9. S. Thư viện Y khoa Quốc gia. (2012, ngày 20 tháng 12). HSDB: ETHANOL. Lấy từ toxnet.nlm.nih.gov.