ما هو الفرق بين الإيثانول والكحول؟

"الكحول" هي كلمة ، مثل الكثير من المصطلحات الإنجليزية ، لها معنى أكثر تحديدًا في العلوم مما هو عليه في الاستخدام اليومي. وفي الوقت نفسه ، يصف "الإيثانول" مادة كيميائية معينة ؛ بينما يعتبر الإيثانول نوعًا من الكحول ، إلا أن له أيضًا تطبيقات متعددة (أحدهما صناعي ، والآخر متعلق بالأطعمة والمشروبات) يتشاركان قليلاً في التداخل.

ما هو الإيثانول؟ يُطلق عليه أيضًا الكحول الإيثيلي ، وهو أحد أبسط أنواع الكحوليات وهو بالتأكيد الأكثر شهرة في الثقافة الغربية ، في السراء والضراء. هذا الجزيء المتواضع ثنائي الكربون هو مركز جدل تاريخي واسع ، واستخدامه كمنتج المواد التي تغير المزاج لها تأثيرات كبيرة على المجتمعات البشرية على مدار تاريخ الحضارة.

العديد من المركبات في الكيمياء عبارة عن هيدروكربونات تتكون فقط من ذرات الكربون والهيدروجين. يفتح إدخال ذرات الأكسجين في الهيدروكربونات الباب أمام مجموعة متنوعة من الفئات الجديدة من المواد الكيميائية مع مجموعة من الخصائص.

الكحولات عبارة عن هيدروكربونات حيث تم استبدال ذرة الهيدروجين بمجموعة -OH أو مجموعة الهيدروكسيل. أبسط مثال على ذلك هو الميثان الهيدروكربوني ، والذي له الصيغة CH

بينما يحتوي الميثانول على ذرة كربون واحدة ، فإن الإيثانول ، ثاني أكبر ذرة مشتق من إيثان الهيدروكربون النقي ، يحتوي على ذرتين. الصيغة الكيميائية للإيثان هي C H₃CH₃ (مكتوب أيضًا C₂ح₆); كل ذرة كربون مرتبطة بثلاث ذرات هيدروجين وذرات كربون أخرى. لذلك فإن صيغة الإيثانول هي CH₃CH₂(أوه).

يسمى الإيثانول أيضًا بالكحول الإيثيلي. تنطبق اصطلاح التسمية هذا ، كما قد يكون لديك شك ، على جميع أنواع الكحوليات ؛ يمكن استبدال اللاحقة "-anol" بـ "-yl alcohol" المرهقة. مع العلم أن البروبان هو اسم لثلاثة كربون الهيدروكربون ، هل يمكنك عمل صيغته الكيميائية ، معادلة الكحول المرتبط به والاسمان المختلفان لذلك كحول؟

نظرًا لأن الميثانول والإيثانول عبارة عن كحول أحادي وثنائي الكربون على التوالي ، فلا يوجد غموض من حيث تركيبتهما. وهذا يعني أنه بالنظر إلى هيدروكربون أحادي أو ثنائي الكربون مع مجموعة هيدروكسيل واحدة بدلاً من ذرة هيدروجين واحدة ، فهناك تكوين واحد فقط ممكن. في حالة الإيثانول ، يكون الكربون الذي يرتبط به -OH غير ذي صلة لأن الإيثان نفسه جزيء متماثل ؛ لا يوجد تمييز هندسي بين الكربون الأول والثاني.

ومع ذلك ، على مستوى المركبات ثلاثية الكربون ، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا. البروبان له الصيغة CH₃CH₂CH₃ (مكتوب أيضًا باسم C₃ح₈). إذا تم إرفاق مجموعة الهيدروكسيل بأحد الكربونات الطرفية (الطرفية) ، تكون النتيجة كحول بروبيل عادي ، أو بروبانول. ولكن ماذا لو تم لصق مجموعة الهيدروكسيل بدلاً من ذلك بالكربون الأوسط؟

في الواقع ، مركب مهم يسمى propan-2-ol له مثل هذا الترتيب. (قد ترى هذا مكتوبًا على أنه 2-بروبانول في المراجع القديمة ؛ إن إضافة "2" كنقطة اتصال هي اصطلاح بدأ في عام 2013 عندما طور الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ، أو IUPAC ، قواعد التسمية.) يشير "2" إلى حقيقة أن مجموعة الهيدروكسيل مرتبطة بالثاني من الكربونات الثلاثة للبروبان ، وبالتالي فهي موجودة في وسط. تحتوي هذه المادة على ثلاثة ذرات كربون وثمانية هيدروجين وأكسجين ، تمامًا مثل البروبانول العادي. على هذا النحو هو أيزومر من البروبانول ، ويطلق عليه اسم كحول الأيزوبروبيل. معظم ما يسمى "الكحول المحمر" للاستخدام المطهر يحتوي على كحول الأيزوبروبيل.

وأيضًا ، ماذا لو وجدت أكثر من مجموعة هيدروكسيل واحدة؟ هل المركب المعني لا يزال في الكحول؟ في الواقع ، هذا يحدث أيضًا. عند إضافة -OH ثاني إلى الإيثانول في الكربون الآخر ، ينتج عن ذلك جزيء يسمى 1،2-إيثانيديول. يكشف "ديول" أن المادة عبارة عن كحول مزدوج به نوعان من الهيدروكسيل ، وتشير البادئة "1،2-" إلى أنها مرتبطة بكربون مختلف. يُسمى هذا الكحول بشكل أكثر شيوعًا جلايكول الإيثيلين وهو المكون الرئيسي لمضاد التجمد. إنه شديد السمية (مثل الميثانول).

هناك نوع آخر شائع يسمى كحول بولي هيدروكسيل بالاسم الشائع الجلسرين أو الجلسرين. هذا ببساطة عبارة عن بروبان مع مجموعة هيدروكسيل مستبدلة بذرة هيدروجين في كل من ذرات الكربون الثلاث ، وكلها على نفس الجانب من جزيء البروبان. وبالتالي ، فإن الاسم الرسمي لهذه المادة هو 1،2،3-بروبانيتريول ، وكلاهما يعمل بمثابة "العمود الفقري" لجزيئات الدهون الغذائية ويمكن أن تستخدمه الخلايا مباشرة كوقود.

يتكون الإيثانول من الذرة والمواد النباتية الأخرى. يتكون الإيثانول بشكل عام من جزيء الجلوكوز الموجود في النشويات بجميع أنواعه وهو الشكل الرئيسي للطاقة التي تستخدمها جميع الخلايا الحية. يتم تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون تحت تأثير الخميرة ، والتي تعمل بمثابة إنزيم لتشجيع التفاعل على طول:

ج₆ح₁₂ا₆ → 2 ج₂ح₅OH + 2CO₂

يُعرف هذا التفاعل باسم التخمير لأنه شكل من أشكال التنفس اللاهوائي (بدون أكسجين). نوع آخر من تفاعل التخمير هو تخمير حمض اللاكتيك ، وهو ما يمر به جسمك عندما أنت تمارس الرياضة بشكل مكثف للغاية للسماح باستهلاك الأكسجين ومعالجته لمواكبة طاقتك يحتاج. كلا النوعين من التخمير بدائل للتنفس الهوائي ، حيث تتم معالجة الجلوكوز في الميتوكوندريا الخلوية من خلال دورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون لإنتاج الطاقة على شكل ATP ، أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات.

على الرغم من أن الإيثانول معروف منذ فترة طويلة بأنه العنصر النشط في المشروبات الكحولية ، فقد أصبح أيضًا شائع الاستخدام بشكل متزايد كوقود "بديل" ، بمعنى أنه بديل للوقود الأحفوري التقليدي ، أو الوقود القائم على البترول ، مثل مثل:

• الغازولين
  
• غاز طبيعي

اليوم ، يحتوي ما يزيد عن 98 في المائة من البنزين المباع في الولايات المتحدة على قدر من الإيثانول. النسبة الأكثر شيوعًا هي 90 في المائة من البنزين (هيدروكربون آخر ، إذا كنت تحافظ على النتيجة) إلى 10 في المائة من الإيثانول. تتمتع بعض المركبات بمزيد من المرونة من حيث خصائص احتراق الوقود لمحركاتها ، وهذه يمكن أن تعمل باستخدام أنواع الوقود التي تتكون من أكثر من 50 في المائة من الإيثانول وفي بعض الحالات أكثر من 80 نسبه مئويه.

يستخدم الإيثانول أيضًا في إنتاج الكحول المخصص للشرب. استخدم الناس الإيثانول في أشكال الشرب المعالجة ، مثل البيرة ، لعدة قرون لتغيير الطريقة التي يشعرون بها. بكميات أقل ، قد يريح العقل ويسمح لبعض الأفراد بالمشاركة بسهولة أكبر في المواقف الاجتماعية المجهدة.

ومع ذلك ، مما لا شك فيه ، أنه بسبب سهولة إساءة استخدامه وإتاحته على نطاق واسع ، فإن شرب الكحول يشكل خطرًا كبيرًا على الصحة العامة. في عام 2010 ، وفقًا للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها ، فإن استهلاك الكحول المفرط يكلف الاقتصاد الأمريكي ربع تريليون دولار نتيجة حوادث وخسارة في الإنتاجية ومشاكل صحية وجريمة وغيرها مسائل. تُعزى حوالي 88000 حالة وفاة سنويًا بشكل مباشر إلى آثار الإفراط في الشرب. يميل بعض الناس أكثر بكثير من غيرهم إلى الاعتماد جسديًا أو نفسيًا على المشروبات المحتوية على الكحول ، ويُعتقد أن الكثير من هذا وراثي. يعتقد معظم الخبراء أنه لا يوجد حد آمن حقًا من حيث تشغيل السيارة تحت التأثير ، لكن حوادث السيارات المرتبطة بالكحول تظل مصدرًا هائلاً للوفاة والوهن الذي يمكن الوقاية منه على الصعيد الوطني.