Jaký je rozdíl mezi ethanolem a alkoholem?

„Alkohol“ je slovo, které má stejně jako mnoho anglických výrazů ve vědě konkrétnější význam než v běžném používání. „Ethanol“ mezitím popisuje konkrétní chemickou látku; zatímco ethanol je druh alkoholu, má také několik aplikací (jedno průmyslové, jedno související s potravinami a nápoji), které se málo překrývají.

Co je to ethanol? Nazývá se také ethylalkohol, je to jeden z nejjednodušších alkoholů a je jistě nejslavnějším, v dobrém i v horším, v západní kultuře. Tato skromná molekula se dvěma uhlíky je centrem rozsáhlých historických kontroverzí a její použití jako látka měnící náladu měla v celé historii společnosti významné účinky na lidské společnosti civilizace.

Mnoho sloučenin v chemii jsou uhlovodíky, které se skládají pouze z atomů uhlíku a vodíku. Zavedení atomů kyslíku do uhlovodíků otevírá dveře řadě nových kategorií chemikálií s řadou vlastností.

Alkoholy jsou uhlovodíky, ve kterých je atom vodíku nahrazen skupinou -OH nebo hydroxylovou skupinou. Nejjednodušším příkladem je uhlovodík methan, který má vzorec CH

Zatímco methanol má jeden atom uhlíku, ethanol, další největší a odvozený z čistého uhlovodíkového etanu, má dva. Chemický vzorec pro ethan je CH₃CH₃ (také psáno C₂H₆); každý atom uhlíku je vázán na tři vodíky a na ostatní atomy uhlíku. Vzorec pro ethanol je proto CH₃CH₂(ACH).

Ethanol se také nazývá ethylalkohol. Tato konvence pojmenování, jak jste asi tušili, platí pro všechny alkoholy; příponu „-anol“ lze zaměnit za těžkopádnější „-ylalkohol“. Vědět, že propan je název tří uhlíku uhlovodík, můžete vypočítat jeho chemický vzorec, chemický vzorec přidruženého alkoholu a dva různé názvy alkohol?

Vzhledem k tomu, že methanol a ethanol jsou alkoholy s jedním a dvěma uhlíky, neexistuje žádná dvojznačnost, pokud jde o jejich vzorec. To znamená, že vzhledem k jednomuhlíkovému nebo dvouuhlíkovému uhlovodíku s jedinou hydroxylovou skupinou namísto jediného atomu vodíku existuje pouze jedna možná konfigurace. V případě ethanolu je uhlík, ke kterému je připojen -OH, irelevantní, protože samotný etan je symetrická molekula; mezi prvním uhlíkem a druhým není žádný geometrický rozdíl.

Na úrovni sloučenin se třemi uhlíky se však věci komplikují. Propan má vzorec CH₃CH₂CH₃ (také psáno jako C₃H₈). Pokud je hydroxylová skupina připojena k jednomu z koncových (koncových) uhlíků, výsledkem je obyčejný propylalkohol nebo propanol. Ale co když je hydroxylová skupina místo toho připojena ke střednímu uhlíku?

Ve skutečnosti má důležitá sloučenina zvaná propan-2-ol právě takové uspořádání. (Ve starších odkazech to můžete vidět jako 2-propanol; přidání „2“ jako infix je konvence, která začala v roce 2013, kdy Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) vyvinula nové Pravidla nomenklatury.) „2“ označuje skutečnost, že hydroxylová skupina je připojena k druhému ze tří uhlíků propanu, a je tedy v střední. Tato látka má tři uhlíky, osm vodíků a kyslík, stejně jako běžný propanol. Jako takový je to izomer propanolu a je pojmenován isopropylalkohol. Většina takzvaného „třecího alkoholu“ pro antiseptické použití obsahuje isopropylalkohol.

A co když je přítomna více než jedna hydroxylová skupina? Je dotyčná sloučenina stále v alkoholu? Ve skutečnosti k tomu také dochází. Když se do ethanolu na druhém uhlíku přidá druhý -OH, vznikne molekula zvaná 1,2-etandiol. „Diol“ prozrazuje, že látkou je dvojitý alkohol se dvěma hydroxyly, a předpona „1,2-“ znamená, že jsou vázány na různé uhlíky. Tento alkohol se běžněji nazývá ethylenglykol a je hlavní složkou nemrznoucí směsi. Je vysoce toxický (stejně jako methanol).

Další běžný takzvaný polyhydroxylalkohol se nazývá běžný název glycerol nebo glycerin. Jedná se jednoduše o propan s hydroxylovou skupinou substituovanou atomem vodíku na každém ze tří atomů uhlíku, to vše na stejné straně molekuly propanu. Formální název této látky je tedy 1,2,3-propantriol a oba slouží jako „páteř“ pro molekuly tuku v potravě a mohou být přímo použity buňkami jako palivo.

Ethanol se vyrábí z kukuřice a jiných rostlinných látek. Ethanol se obecněji vyrábí z molekuly glukózy, která existuje ve škrobech všeho druhu a je hlavní formou energie využívané všemi živými buňkami. Jedna molekula glukózy se pod vlivem kvasinek přeměňuje na ethanol a oxid uhličitý, který působí jako enzym, který podporuje reakci:

C₆H₁₂Ó₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Tato reakce je známá jako fermentace, protože jde o formu anaerobního (bez kyslíku) dýchání. Dalším typem fermentační reakce je fermentace kyselinou mléčnou, kterou vaše tělo kdy podstoupí cvičíte příliš intenzivně, abyste umožnili spotřebu a zpracování kyslíku držet krok s vaší energií potřeby. Oba druhy fermentace jsou alternativou k aerobnímu dýchání, při kterém se glukóza zpracovává v buněčných mitochondriích prostřednictvím Krebsova cyklu a elektronového transportního řetězce k získání energie ve formě ATP nebo adenosintrifosfátu.

Ethanol, i když je dlouho známý jako účinná látka v alkoholických nápojích, se také stále častěji používá jako „alternativní“ palivo, což znamená, že se jedná o alternativu k tradičním fosilním nebo ropným palivům, tak jako:

• benzín
  
• zemní plyn

Dnes více než 98 procent benzínu prodaného v USA obsahuje určité množství ethanolu. Nejběžnějším poměrem je 90 procent benzínu (jiný uhlovodík, pokud sledujete skóre) k 10 procentům ethanolu. Některá vozidla mají větší flexibilitu, pokud jde o vlastnosti spalování paliva jejich motorů, a to může pracovat s palivem, které obsahuje více než 50 procent ethanolu a v některých případech i více než 80 procent procent.

Ethanol se také používá při výrobě alkoholu určeného k pití. Lidé už po staletí používají etanol v jeho zpracovaných nápojových formách, jako je pivo, ke změně vnímání. V menším množství může uvolnit mysl a umožnit některým jednotlivcům snadněji se účastnit jinak stresujících sociálních situací.

Nepochybně však, protože je tak snadno zneužíván a tak široce dostupný, představuje pití alkoholu velké riziko pro veřejné zdraví. V roce 2010 stála podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí v USA nadměrná konzumace alkoholu částku Americká ekonomika čtvrt bilionu dolarů v důsledku nehod, ztráty produktivity, zdravotních problémů, kriminality a dalších problémy. Asi 88 000 úmrtí ročně lze přímo přičíst účinkům nadměrného pití. Někteří lidé mají mnohem větší tendenci než jiní být fyzicky nebo psychicky závislí na nápojích obsahujících alkohol, přičemž většina z nich je považována za genetickou. Většina odborníků se domnívá, že ve skutečnosti neexistuje žádný bezpečný limit, pokud jde o provoz motorového vozidla v rámci EU vliv, ale autonehody související s alkoholem zůstávají obrovským zdrojem úmrtí a slabosti, jimž lze předcházet celostátní.