Opracowanie:
Etanol
Etanol
Czym jest etanol?
Etanol to organiczny związek chemiczny z grupy pochodnych węglowodorów, a dokładnie z grupy alkoholi. Etanol, jak inne alkohole, charakteryzuje się grupą hydroksylową, czyli grupą: . Precyzyjniej etanol możemy nazwać alkoholem monohydroksylowym, gdyż ma on tylko jedną grupę hydroksylową, a w alkocholach wyróżniamy alkohole polihydroksylowe, mające tych grup więcej. Jest ona również charakterystyczna dla wodorotlenków (pamiętaj, że zasady to też wodorotlenki), ale różnice między nimi opisze później. Etanol jest drugim związkiem w szeregu homologicznym (czyli zbioru związków chemicznych o podobnej budowie i właściwościach oraz mogących być zapisanym za pomocą jednego wzoru), zaraz po metanolu.
Wzory etanolu:
wzór sumaryczny etanolu:
wzór grupowy:
wzór strukturalny:
| |
| |
Nazewnictwo etanolu:
Etanol ma kilka nazw. Jedną z nich jest alkohol etylowy. Nazwa ta jest jednak skracana do zwykłego alkoholu (co z punktu widzenia chemika jest problematyczne, ze względu na to, że alkohol oznacza grupę pochodnych węglowodorów oraz tę nazwę zwyczajową etanolu)
Otrzymywanie etanolu:
Otrzymanie etanolu jest proste. Wystarczy mieć do tego glukozę i bakterie, jak np.: bakterie zymomonas lub z wykorzystaniem drożdży, lecz najczęściej wykorzystuje się wspomniane drożdże. Reakcja ta polega na rozkładzie glukozy, pod wpływem drożdży (dokładnie to pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże), na etanol i dwutlenek węgla. Reakcja wygląda następująco:
—(drożdże)—>
Reakcja ta jest inaczej zwana fermentacją alkoholową
Na schemacie wygląda to nastepująco:
Opis schematu:
Jak widzicie mamy tam glukoze z której powstaje nasz etanol oraz dwutlenek węgla, który się ulatnia. Pytanie: po co nam woda?
Woda jest po to by dwutlenek węgla się wydostawał, a powietrze nie dostawało się do środka, gdyż fermentacja alkoholowa powinna zachodzić w środowisku beztlenowym, gdyż tlen zmienia etanol w kwas octowy, co przedstawia następująca reakcja:
——>
Dodatkowo, dwutlenek węgla, jak się go zbierze w znacznej ilości, może spowodować rozszczelnienie pojemnika, gdzie przeprowadzana jest fermentacja alkoholowa, co może spowodować wylanie trunku na podłogę, czego byśmy nie chcieli, bo sie zmarnuje.Co do warunków otrzymywania etanolu to, fermentację alkoholową przeprowadza się w ciepłych pomieszczeniach. Reakcja tą przeprowadza się najcześciej w beczkach, która jest nim wypełniana do pełna, by zmaksymalizować produkcję alkoholu. Proces otrzymywania etanolu z fermentacji alkoholowej jest długi i trwa on nawet kilka lat. Żeby otrzymać etanol, nie musimy wrzucać glukozy i drożdży (które przydadzą się do kuchni), wystarczą nam winogrona, które są bogate w glukozę i drożdże, choć najczęściej stosuje się inne uprawy, jak np.: pszenica, jęczmień, owies, żyto i chmiel. Jednak etanol do celów przemysłowych najczęściej jest wytwarzany poprzez bezposrednią syntezę trzech gazów, którymi są:
-tlenek węgla zwany czadem
-cząsteczka wodoru
-para wodna
Teraz przejdźmy do związków, które tworzy etanol:
Najpierw omówmy sobie najbardziej oczywisty związek etanolu, a dokładnie: estry, w których składzie jest etanol. Estry to nic innego jak ziązki alkoholi i kwasów karboksylowych (zwanych również organicznymi).
Kolejnymi i zarazem ostatnimi oraz najmniej znanymi związkami etanolu będą jego alkohalany. Czym to jest? Otóż alkoholany to nic innego jak kolejny przykład soli organicznych, gdyż zawierają one w sobie cząsteczke alkoholu, bez atomu wodoru (dla nas to będzie etanol) i atom pierwiastka zasadowego, czyli takiego, który reaguje z wodą dając zasady. Alkoholany otrzymujemy w wyniku reakcji silnej zasady (czyli wodorotlenki pierwiastków z grupy litowców i berylowców) z alkoholem w środowisku bezwodnym (czyli bez wody). Przykładowa reakcja otrzymywania alkoholanu etylowego:
——>
choć można wykorzystać również sam metal:
——>
Jak i tlenek metalu:
——>
(reakcje jak przy otrzymywaniu soli, lecz z etanolem zamiast kwasu)
Alkoholany posiadją najcześciej wiązania jonowe, choć zdarzają się także wiązania kowalencyjne
Chociaż alkoholany reagują z metalem, tlenkami metali i zasadami to mogą one również reagować z amidkami oraz wodorkami metali
Meszaniny, ktore tworzy etanol:
Przy fermentacji alkoholowej, nie wspomniałem, że nie jest to etanol czysty, gdyż w procesie fermentacji alkoholowej występują jeszcze produkty uboczne jak np.: kwas bursztywnowy i octowy (zawsze trochę tlenu będzie), gliceryna, wyższe alkohole, estry. Ze względu na ten fakt, mieszanine poddaje sie procesie destylacji, w którem oddzielamy etanol od reszty związków. Póżniej etanol się rektyfikuje (czyli zalewa wodą) w celu jeg oczyszczenia. Maksymalne stężenie etanolu, jakie uzyskamu w reakcji estryfikacji to
w mieszaninie etanolu z wodą, zachodzi zjawisko kontrakcji, czyli zmniejszenie objętości mieszaniny dwóch cieczy (najczęściej).
A teraz pytanie:
W jakiej mieszaninie występuje najwieksze stężenie etanolu?
|
|
|
|
|
|
|
|
______
Największe stężenie etanolu wystepuje w jodynie, czyli mieszaninie etanolu () z jodem ()
Trudno jest jednak uzyskać roztwór etanolu, gdyż przy tym stężeniu ma właściwości higroskopijne (czyli pochłania wodę z otoczenia), przez co musi być on ( roztwor etanolu) szczelnie zamknięty. Wspomniany roztwór jest zwany etanolem absollutnym i ma on bardzo małą zawartośc wody (poniżej ppm, więc można go zaokrąglić do ). Żeby go uzyskać trzeba wykonać destylację znad etanolanuu magnezu (alkoholanu) bez dostepu do powietrza. Przy stężeniu etanolu z wodą otrzymujemy spirytus o własciwościach dezynfekujących.
Właściwości etanolu:
-bezbarwna, o charakterystycznym zapachu, lotna ciecz
-ma gęstość mniejszą od gęstości wody
-ulega reakcjom spalania spalając się niebieskim plomieniem według wzorów:
a) spalanie całkowite:
——>
b) półspalanie (po reakcji możecie zrozumieć):
——>
c) spalanie niecałkowite:
——>
-w mieszaninie z wodą zachodzi zjawisko kontrakcji (które opisywałem)
-dobrze rozpuszczalny w wodzie
Zastosowanie etanolu:
Etanol jest wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłów jak, np.:
-przemysł spożywczy- do produkcji piw, win i innych napojów alkoholowych oraz aromatów piekarniczych
-jest dodawany do wilu potraw i dań przy gotowaniu
-produkuje się również zniego leki, perfumy, odświerzacze powietrza oraz artykuły do domu
-przemysł (ogólnie)- produkcja klejów, farb i paliw
-przemysł farmaceutyczny- wspomniane leki oraz do tego środki dezynfekujące (pamiętasz spirytus)
Negatywne i pozytywne strony etanolu:
Kiedyś etanol nie był zbytnio powszechny, lecz podczas pandemi korona wirusa można było go spotkać wszędzie, nawet w szkołach, pod postacią spirytusu (przyznajcie się: którzy z was brali szkolny spirytus do dezynfekcji, rozcieńczali go i pili? Nie no żartuję, jest on przecież skażony denaturatem, więc wielu by może pomyślało i nie wypiło. Albo wypiło i się pochorowało). Ma on (etanol) różne skutki na organizm człowieka. Oto one:
Skutki negatywne:
-alkoholizm (uzaleznienie od alkoholu) spowodowany systematycznym piciem etanolu, jednak gdy będziemy go spożywać sporadycznie (czyli w dłuższym odstepie czasu między jego kolejnymi kolejkami/porcjami) zwykle sie nie uzależnia. W przypadku, gdy alkoholik (gość lub panna uzalezniona od alkoholu) nagle odstawi lub zmniejszy dawkęspożycia alkoholu to wtedy występują u nich objawy zespołu abstynencyjnego (w skrócie: kac, czyli coś czego doświadcza się na dzień po dobrej imprezie nocnej), a u alkoholików może wystąpić majaczenie alkoholowe (czyli zaburzenie świadomości z iluzjami, omamami oraz urojeniami)
-przy wypiciu 150g-250g nastepuje śmierć
-jest to środek odurzający, więc może powodowac omdlenia
-prowadzi do depresji i innych chorób nerwowych
-gdy osoba, która nigdy wcześniej nie spożywała etanolu zawartego w piwie, czy wódce oraz będąca jeszcze młoda (nie pijcie dzieci alkoholu, bo jest to niebiezpieczne o czym się przekonacie), to po spożyciu 100g etanolu (250ml wódki) może odczuć stan silnego zamroczenia, czyli:
zmęczenie (polegające na ograniczeniu ruchu), chwiejność (problem z utrzymaniem równowagi), nagłą zmiennością (utrata panowania nad emocjami).
W skrajnych przypadkach, zamroczenie powoduje również:
utratę świadomości (nie masz pojecia co robisz), zaniki pamięci (nie wiesz co robiłeś, jak się znalazłeś tam gdzie się znalazłeś oraz jak dotarłeś tam, gdzie się znalazłeś), powli tracisz (leczpo czasie odzyskujesz) zdolność koncetracji i oceny sytuacji, trudno będzie taką osobę zrozumieć oraz będzie miała ona problem z widzeniem (nie kieruj autem po spożyciu alkoholu).
-etanol stoi często za agresywnym i impulsywnym zachowaniem oraz zaburzeniem zdolności logicznego myślenia.
-prowadzi on również do hipotermii, a dlaczego? Chodzi o to, że przy spożycia alkoholu odczuwamy przyjemne ciepło (powodowane tym. ze etanol rozszrzesza naczynia krwionośne oraz przyspiesza krążenie, dlatego czujemy ciepło), jednak na chłodzie szybko je tracimy, a następnie następuje szybkie wychłodzenie ciała, hipotermia, a nawet śmierć z zimna
-etanol może spowodować również nieżyt żołądka, ale i również do jego groźnego krwotocznego zapalenia żołądka.
-spożywanie alkoholu ma również wyniszczający wpływ na wątrobę. Początkowo będzie to jej odwacalne stłuszczenie, a po latach picia przemieni to się w jej nieodwracalną marskość (czyli zniszczenie struktury wątroby). Przy:
dziennym i krótkotwrałym spożywaniu do 80 g etanolu (czyli 4 Żywce Jasne)- odwracalne i niewielkie zmiany w wątrąbie
Przy dziennym spożywaniu 80g-160g (możesz sobie przeliczyć z poprzedniego punktu)- graniczna ilość powodująca znaczne zniszczenia
Jednak, gdy dziennie oraz przez 10-20 lat będziesz spożywał więcej niż 160g etanolu- ciężkie uszkodzenia wątroby (marskość)
-zwiększa ryzyko wystąpienia raka dna jamy ustnej, gardła, krtani, przełyku oraz raka wspominanej wątroby (jednak najpierw nastąpi jej marskość). Może wystąpić również rak piersi, okrężnicy i odbynicy. Może to doprowadzić do śmierci
-Zmniejsza aktywność leukocytów, co powoduje gorsze działanie układu odpornościowego.
-Zmniejsza potencje (czyli chęc na seks- trzeba mówić wprost)
-Jeśli kobieta będzie spożywać alkohol, gdy je w ciąży, to wtedy u dziecka mogą wystąpić pewne powikłania, a dokładnie:
alkoholowy zespół płodowy oraz ancefalopatia alkoholowa
-co więcej zwiększa ryzyko choroby serca i jego zaburzeń bicia
2. Skutki pozytywne:
Jest i mniej niż negatywnych skutków:
-umiarkowane picie uodparnia Ciebie na aż 20 chorob (np.: osteoporoze, czy chorobę układu krwionośnego).
-poprawia funkcjonowanie śródbłonka (co uodparnia na wspomnianą chorobę układu krwionośnego)
-redukuje stres, pozytwnie wpływa na naszą socjalizację, zmniejszą ilość glukozy w krwi.
-Czasami etanol powoduje, że lepiej myslimy, jesteśmy bardziej pomysłowi (Widzimi to w ,,Gambicie Królowej” na Netflixie) choć jest to substancja psychoaktywna
-konsupcja alkoholu ma pozytywny wpływ na zdolności poznawcze oraz zmniejsza ryzyko wystapienia demencji.
-Przy piciu niewielkiej ilości alkoholu (dokładnie przy dwóch kieliszkach) doświadczamy również:
poprawa nastroju
odprężenie
wzrost energii
wzrost pewności siebie (co czasami może wchodzić w konflikt z potencją)
poszerzenie źrenic
wzrost tętna (będzie Ci cieplej, lecz uwazaj na mrozie)
Ciekawostka:
Czy wiesz, że państwa Skandynawskie (Norwegia, Szwecja i Dania) maja poważne problemy z alkoholizmem wśród obywateli?
To tyle co miałem na temat etanolu, ktory jest w naszym życiu powszechny. Pamietaj tylko, by pić go z rozsądkiem oraz po ukończeniu 18 lat o czym nie wspominałem.
Koniec i kropka.