Етанол

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Етанол
Ethanol-3D-vdW.png
Молекулата на етанола
Обща информация
Систематично име Етанол
Други имена Етилов алкохол, спирт
Молекулна формула C2H5OH
SMILES
Моларна маса 46,07 g/mol
Външен вид безцветна летлива течност
CAS номер [64-17-5]
Свойства
Плътност и фаза 0,789 g·cm−3, течна
Разтворимост във вода смесва се във всички
отношения с вода
Разтворимост
Точка на топене -114,3 °C
Точка на кипене 78,4 °C
Киселинност (pKa) 15,9
Вискозитет 1,2 mPa·s
Диполен момент 1,69 D
Опасности
Hazard F.svg
Основни опасности леснозапалимо
Точка на възпламеняване
Допълнителни данни
Структура и
свойства
n, εr, и др.
Термодинамични
данни
Фазово поведение
Твърдо състояние, течност, газ
Спектрални данни УВ, ИЧ, ЯМР, МС
Сродни съединения
Сродни съединения оцетна киселина
метанол
бутанол
Освен където е обявено друго, данните са дадени за
материали в стандартно състояние (при 25 °C, 100 kPa)
Права и справки

Етиловият алкохол, е известен още като етанол. В практиката е известен като обикновен или винен спирт. Химичната му формула е C2H5OH. Подобно на водата, в молекулата на етанола валентният ъгъл при кислорода е 108,5 (близък до тетраедричния ъгъл в метана 109 28'.) По-големият валентен ъгъл при етанола се дължи на отблъскването на между обемистата C2H5-група и H-атом от хидроксилна група. Връзката О-H в молекулата на етанола е полярна. Кислородният атом е силно електроотрицателен и привлича общата електронна двойка. При него възниква частичен отрицателен заряд, а при водорода – частичен положителен.

Физични свойства[редактиране | edit source]

Етанол, ползван за гориво

Етанолът е безцветна лесноподвижна течност със специфична миризма и парлив вкус, относителна плътност 0,79, температура на кипене 78,39 °C и температура на замръзване -114,15 °C. Причина за сравнително високата температура на кипене е водородната връзка, която е значително по-здрава от междумолекулните сили на привличане.

Смесва се с вода с отделяне на топлина и намаляване на обема (контракция). Тоест, литър чист спирт и литър вода не дават два литра смес, а по-малко. Изследвания в тази област е правил Менделеев. Той е разтворител на редица органични и неорганични съединения. Спиртните разтвори на лекарствата се наричат тинктури (например йодна тинктура), на етеричните масла- есенции, а на смолите- лакове.

В сравнение с пропана, който има близка молекулна маса, етанолът кипи при значително по-висока температура. Основната причина за тази голяма разлика е образуването на междумолекулни водородни връзки между заредените с разноименни частични заряди кислороден атом от една молекула и водороден атом от друга молекула. Макар и значително по-слаби от истинските ковалентни връзки О-H, за разкъсването на водородните връзки (изпарението) се изисква допълнителна енергия отвън (нагряване). Аналогична е причината за голямата разтворимост на етанола във вода – образуване на водородни връзки между молекулите на етанола и водата.

Химични свойства[редактиране | edit source]

Химичните свойства на етанола се определят от неговата функционална група (-OH), от етиловия остатък и тяхното взаимно влияние. Той участва главно в два вида реакции – с разкъсване на връзката О-H, или с разкъсване на връзката C-OH (заместване на OH-групата с други атоми или атомни групи).

В природата се среща само като продукт на ферментационни процеси под действието на дрожди. Промишлено се получава чрез каталитична хидратация на етилен. Тъй като с водата образува ацетропна смес не е възможно чрез пряка дестилация да се получи продукт, съдържащ повече от 97,13 % (масови) етанол. За получаването на абсолютен алкохол (100 %) се прилага ацетропна дестилация. При окисление етанолът се превръща в ацеталдехид и оцетна киселина. Реагира с киселини, при което се образуват естери. Може да се дехидратира. При междумолекулна дехидратация се получават етери, а при вътрешномолекулна — етен. Етанолът взаимодейства и с активни метали като натрия. По-голямата полярност на връзката кислород-водород в -OH групата определя подвижността на този водороден атом. Ето защо етиловият алкохол може да взаеимодейства с алкални метали. Продуктите се наричат етилати. Етиловият алкохол обаче не променя лакмуса в червен, не взаимодейства с NaOH (натриева основа). Следователно етиловият алкохол не е киселина. Използва се като суровина при производството на други продукти, напр. ацеталдехид.

Получаване и употреба[редактиране | edit source]

Етанолът се получава главно по два метода.

Ферментация на въглехидрати в плодове и озахарени зърнени храни[редактиране | edit source]

Алкохолната ферментация на захарите се извършва под действието на сборния ензим цимаза в дрождите, които използват захарите като храна. Цимазата е сборен ензим от 13 отделни специфични ензима. Ферментационният процес е сложен, минава през междинни етапи, във всеки от които участва съответен специфичен ензим от цимазата. На края се получават главно етанол, въглероден диоксид и вода.

Синтетичен метод[редактиране | edit source]

Основен промишлен метод за получаване на синтетичен етанол е хидратацията на етилена в газова фаза и катализатор H3PO4. Ферментационният етанол намира широко разпространение в парфюмерията, фармацията, медицината и за приготвяне на алкохолни напитки. Полученият по синтетичния метод етанол се използва широко в промишлеността като разтворител и за синтези на редица продукти в големи мащаби. Синтетичният етанол се използва за технически цели, тъй като съдържа нежелани примеси. Произвежда се в големи количества.

Чистият алкохол и спиртните напитки се облагат с акциз, което ги оскъпява значително. Тъй като етанолът има много приложения, освен човешката консумация, към него се добавят различни вещества, които го правят негоден за употреба. Такъв алкохол се нарича денатуриран и не се облага с акциз.

Физиологично въздействие[редактиране | edit source]

Всички алифатни алкохоли (метанол, етанол, пропанол, бутанол и други) имат наркотичен ефект, те са упойващи вещества. Алкохолът е психотропна субстанция, която упражнява множество действия върху организма. Оказва депресивен ефект. В малки количества може да създаде чувство за релаксация. В случай на остра интоксикация в началната фаза индивидът е в състояние на приповдигнатост, радост, самоувереност, но и намаляване на самоконтрола. Употребен в големи количества води до агресивност, загуба на контрол и координация. Следващият стадий, който настъпва при опиване, се характеризира с разкъсване на целите, освобождаване на инстинктите, некоординиране на движенията, намаляване на чувствителността, след което настъпва сънливост. Може да се стигне до кома, а в някои случаи – до смърт. Особено опасно е смесването му с медикаменти и други упойващи вещества.

Ефекти от употребата в краткосрочен план[редактиране | edit source]

Положителни[редактиране | edit source]

  • общо отпускане на тялото
  • повдигане на настроението, чувство за щастие, замайване
  • разговорливост
  • смекчаване на задръжките / понижаване на социалните притеснения
  • аналгетичен ефект (болкоуспокояващо)

Неутрални[редактиране | edit source]

  • завален, неясен говор
  • зачервяване на кожата, особено на лицето
  • сънливост
  • нистагмус (затруднено фокусиране на погледа)
  • развиване на физиологичен толеранс при редовна употреба (в рамките на няколко дни)
  • изкривяване на визуалното възприятие при тежки дози

Негативни[редактиране | edit source]

  • затруднена координация
  • гадене и повръщане (повръщането в безсъзнание е потенциално смъртоносно)
  • трудно се подтискат импулсивните действия
  • емоционално непостоянство, избухливост, агресивност, тъга
  • диуретичен ефект
  • замаяност и объркване
  • загуба на памет при тежки дози
  • кома и смърт при особено тежки дози
  • увреждане на мозъка и черния дроб (цироза) при редовна тежка употреба
  • махмурлук, продължаващ 12 до 36 часа след тежка употреба
  • при бременни — увреждане на ембриона/зародиша при тежка или честа употреба

Последици за физическото здраве при продължителна употреба[редактиране | edit source]

Действа като тъканна отрова в цялата нервна система, води до тежка атрофия на мозъчната кора, която е абсолютно нелечима, практически смалява мозъка, превръщайки мозъчните клетки във вещество наподобяващо вода. Предизвиква цироза на черния дроб, предизвиква остър панкреатит, рак на панкреаса. Също така уврежда лигавицата на стомаха и червата, като по този начин ги прави неспособни да извлекът необходимите за тялото вещества от храната. И не на последно място — уврежда сърдечният мускул.

Вредите от алкохола (етанола), практически не могат да се предвидят напълно, защото когато се погълне, той действа токсично на всяка една клетка от човешкото тяло, което значи, че можете да хванете рак на почти всеки орган от тялото.

Психични последици при продължителна употреба[редактиране | edit source]

Промяната на личността стои на преден план, интелектуалната деградация може да стигне до пълно оглупяване. Вероятността е индивидуално различна, но по принцип е толкова по-голяма, колкото повече и по-често се злоупотребява с алкохол. Последици от хроничния алкохолизъм: делириум тременс, трайни сетивни измами, ревностова налудност и други. При абстиненция част от тях са лечими.

Социални последици[редактиране | edit source]

Промяната на личността се съпътства от целия спектър тежки социални последици, от професионална деградация до необходимост от хоспитализиране за продължително време. Заедно с това хроничния алкохолизъм по-често от другите видове пристрастеност води до злополуки, податливост на заболявания, разрушаване на социалните връзки.

Симптоми на предозиране[редактиране | edit source]

Смущения в регулацията на кръвообращението, на сърдечната дейност, на усета за равновесие, на говора. При по-високи дози – смърт поради парализа на дишането. Известни са и случаи на удавяне при повръщане.

Етанолово гориво[редактиране | edit source]

Етанолът може да бъде използван като гориво за автомобили. Като E100 (чист етанол) широко се използва за гориво в Бразилия и Аржентина, като за целта е нужен специален двигател. Може да се използва и като добавка в обикновен двигател. В САЩ често срещани са Е10 и Е85, които съдържат съответно 10 и 85% етанол. В Бразилия смеската от 20-25% етанол с бензин (газолин тип Ц) е единствения вид гориво, който може да се зареди на горивостанциите. Това гориво е с по-малко вредни газове при изгаряне от нормалния бензин.

Критики към това гориво са от социален характер. За приготвянето му в зависимост от страната се използва царевица, захарно цвекло, картофи и житни култури, като особено царевицата е жизнено необходима в много краища на света (виж тематичен филм). Другата критика е, че се изсичат милиони хектари гори за засаждането на тези култури.

История[редактиране | edit source]

Етанолът е известен на хората още от праисторията като активна съставка на алкохолните напитки. Той е най-старият наркотик, известен на хората от дълги времена. Смятало се е, че той не причинява сериозни последствия за човешкото тяло и психика. Отделянето му като сравнително чисто съединение е вероятно постигнато за пръв път от арабски алхимици, които се усъвършенствали в дестилацията, като Гебер (721–815) и Ал-Рази (864–930).