Каква е разликата между етанол и алкохол?

„Алкохол“ е дума, която, подобно на много английски термини, има по-специфично значение в науката, отколкото в ежедневната употреба. Междувременно "етанол" описва специфично химично вещество; докато етанолът е вид алкохол, той също има множество приложения (едно промишлено, едно свързано с храни и напитки), които имат малко припокриване.

Какво е етанол? Наричан още етилов алкохол, той е един от най-простите алкохоли и със сигурност е най-известният, за добро или за лошо, в западната култура. Тази скромна молекула с два въглерода е центърът на множество исторически противоречия и нейното използване като вещество, променящо настроението, е имало значителни ефекти върху човешките общества през цялата история на цивилизация.

Много химични съединения са въглеводороди, състоящи се само от въглеродни и водородни атоми. Въвеждането на кислородни атоми във въглеводородите отваря вратата за множество нови категории химикали с редица свойства.

Алкохолите са въглеводороди, в които -ОН група или хидроксилна група е заместена с водороден атом. Най-простият пример е въглеводородният метан, който има формулата СН

Докато метанолът има един въглероден атом, етанолът, следващият по големина и получен от чистия въглеводороден етан, има два. Химичната формула за етан е СН₃CH₃ (написано също C₂Н₆); всеки въглероден атом е свързан с три водорода и с останалите въглеродни атоми. Следователно формулата за етанол е СН₃CH₂(ОН).

Етанолът се нарича още етилов алкохол. Тази конвенция за именуване, както може би подозирате, се отнася за всички алкохоли; суфиксът "-anol" може да бъде заменен с по-тромавия "-ил алкохол." Знаейки, че пропанът е името на тривъглерод въглеводород, можете ли да разработите химическата му формула, тази на свързания с него алкохол и двете различни имена за това алкохол?

Тъй като метанолът и етанолът са съответно едно- и двувъглеродни алкохоли, не съществува неяснота по отношение на тяхната формула. Тоест, като се има предвид въглеводород с един или два въглерода с единична хидроксилна група на мястото на единичен водороден атом, има само една възможна конфигурация. В случая на етанол въглеродът, към който е прикрепен -ОН, е без значение, тъй като самият етан е симетрична молекула; няма геометрично разграничение между първия въглерод и втория.

На нивото на тривъглеродните съединения обаче нещата стават по-сложни. Пропанът има формулата СН₃CH₂CH₃ (също се пише като C₃Н₈). Ако към един от крайните (крайни) въглероди е прикрепена хидроксилна група, резултатът е обикновен пропилов алкохол или пропанол. Но какво, ако хидроксилната група вместо това е прикрепена към средния въглерод?

Всъщност важно съединение, наречено пропан-2-ол, има точно такова подреждане. (Може да видите това написано като 2-пропанол в по-стари справки; добавянето на "2" като инфикс е конвенция, започнала през 2013 г., когато Международният съюз за чиста и приложна химия, или IUPAC, разработи нов номенклатурни правила.) "2" се отнася до факта, че хидроксилната група е прикрепена към втория от трите въглерода на пропана и следователно е в средна. Това вещество има три въглерода, осем водорода и кислород, точно като обикновения пропанол. Като такъв той е изомер на пропанол и се нарича изопропилов алкохол. Повечето т. Нар. "Алкохол за триене" за антисептична употреба съдържа изопропилов алкохол.

Освен това, какво става, ако присъства повече от една хидроксилна група? Въпросното съединение все още ли е в алкохол? Всъщност и това се случва. Когато втори етан се добави към етанола към другия въглерод, това създава молекула, наречена 1,2-етандиол. "Диолът" разкрива, че веществото е двоен алкохол с два хидроксила, а префиксът "1,2-" показва, че те са свързани с различни въглероди. Този алкохол се нарича по-често етиленгликол и е основният компонент на антифриза. Той е силно токсичен (както и метанолът).

Друг често срещан т. Нар. Полихидроксилов алкохол е с общото наименование глицерол или глицерин. Това е просто пропан с хидроксилна група, заместена с водороден атом при всеки от трите въглеродни атома, всички от една и съща страна на пропан-молекулата. По този начин официалното наименование на това вещество е 1,2,3-пропантриол и и двете служат като "гръбнак" за хранителните мастни молекули и могат да се използват директно от клетките за гориво.

Етанолът се произвежда от царевица и други растителни вещества. По-общо етанолът се получава от молекулата глюкоза, която съществува във всякакви нишестета и е основната форма на енергия, използвана от всички живи клетки. Една молекула глюкоза се превръща в етанол и въглероден диоксид под въздействието на дрожди, които действат като ензим за стимулиране на реакцията заедно:

° С₆Н₁₂О₆ → 2C₂Н₅OH + 2CO₂

Тази реакция е известна като ферментация, тъй като е форма на анаеробно (без кислород) дишане. Друг вид ферментационна реакция е млечнокиселата ферментация, което е това, което тялото ви претърпява кога тренирате твърде интензивно, за да позволите на консумацията на кислород и обработката да са в крак с вашата енергия нужди. И двата вида ферментация са алтернативи на аеробното дишане, при което глюкозата се преработва в клетъчните митохондрии чрез цикъла на Кребс и електронната транспортна верига, за да се получи енергия под формата на АТФ или аденозин трифосфат.

Етанолът, макар и отдавна известен като активна съставка в алкохолните напитки, също все по-често се използва като "алтернативно" гориво, което означава, че е алтернатива на традиционните изкопаеми горива или на петролна основа като:

• бензин
  
• природен газ

Днес над 98 процента от бензина, продаван в САЩ, съдържа известно количество етанол. Най-честото съотношение е 90 процента бензин (друг въглеводород, ако поддържате резултат) към 10 процента етанол. Някои превозни средства имат по-голяма гъвкавост по отношение на свойствата на двигателите за изгаряне на гориво и те могат да работят с горива, които се състоят от над 50 процента етанол и в някои случаи над 80 процента.

Етанолът се използва и при производството на алкохол, предназначен за пиене. Хората са използвали етанол в преработените му форми за пиене, като бира, от векове, за да променят начина, по който се чувстват. В по-малки количества може да отпусне ума и да позволи на някои хора да участват по-лесно в иначе стресови социални ситуации.

Несъмнено обаче, тъй като е толкова лесно злоупотребявано и толкова широко достъпно, пиенето на алкохол представлява голяма опасност за общественото здраве. През 2010 г., според американските центрове за контрол и превенция на заболяванията, прекомерната консумация на алкохол струва Американската икономика четвърт трилион долара в резултат на произшествия, загуба на производителност, здравословни проблеми, престъпност и други въпроси. Около 88 000 смъртни случая годишно се дължат пряко на ефектите от прекомерното пиене. Някои хора имат далеч по-голяма тенденция от други да станат физически или психологически зависими от алкохолни напитки, като голяма част от тях се смята за генетични. Повечето експерти смятат, че наистина няма безопасно ограничение по отношение на експлоатацията на моторно превозно средство под влияние, но свързаните с алкохол автомобилни катастрофи остават огромен източник на предотвратима смърт и дебилност в национален мащаб.