Hvad er forskellen mellem etanol og alkohol?

"Alkohol" er et ord, der ligesom mange engelske udtryk har en mere specifik betydning inden for videnskab end det gør i dagligdagen. "Ethanol" beskriver i mellemtiden et specifikt kemisk stof; mens ethanol er en type alkohol, har den også flere anvendelser (en industriel, en mad-og-drikkevarerelateret), der deler lidt overlapning.

Hvad er ethanol? Også kaldet ethylalkohol, det er en af ​​de enkleste alkoholer og er bestemt den mest berømte, på godt og ondt, i vestlig kultur. Dette ydmyge to-kulstofmolekyle er centrum for rigelig historisk kontrovers og dets anvendelse som en humørsvingende stof har haft betydelige virkninger på menneskelige samfund gennem historien om civilisation.

Mange kemiske forbindelser er carbonhydrider, der kun består af kulstof- og hydrogenatomer. Indførelsen af ​​iltatomer i kulbrinter åbner for døren til en række nye kategorier af kemikalier med en række egenskaber.

Alkoholer er carbonhydrider, i hvilke en -OH-gruppe eller hydroxylgruppe er substitueret med hydrogenatom. Det enkleste eksempel er carbonhydridmetan, som har formlen CH

Mens methanol har et carbonatom, har ethanol, det næststørste og afledt af den rene carbonhydridethan, to. Den kemiske formel for ethan er CH₃CH₃ (også skrevet C₂H₆); hvert carbonatom er bundet til tre hydrogener og til de andre carbonatomer. Formlen for ethanol er derfor CH₃CH₂(OH).

Ethanol kaldes også ethylalkohol. Denne navngivningskonvention gælder, som du måske har mistanke om, for alle alkoholer; "-anol" -suffikset kan udskiftes med den mere besværlige "-alkohol." At vide, at propan er navnet på en tre-kulstof kulbrinte, kan du finde ud af dets kemiske formel, den af ​​dens tilknyttede alkohol og de to forskellige navne for det alkohol?

Da methanol og ethanol er henholdsvis en- og to-carbonalkoholer, eksisterer der ingen tvetydighed med hensyn til deres formel. Det vil sige, givet et carbonhydrid med én eller to carbonatomer med en enkelt hydroxylgruppe i stedet for et enkelt hydrogenatom, er der kun en mulig konfiguration. I tilfælde af ethanol er det carbon, som -OH er bundet til, irrelevant, fordi ethan i sig selv er et symmetrisk molekyle; der er ingen geometrisk skelnen mellem det første kulstof og det andet.

På niveauet med tre-kulstofforbindelser bliver tingene imidlertid mere komplicerede. Propan har formlen CH₃CH₂CH₃ (også skrevet som C₃H₈). Hvis en hydroxylgruppe er bundet til et af de terminale (ende) carbonatomer, er resultatet almindelig propylalkohol eller propanol. Men hvad nu hvis hydroxylgruppen i stedet er fastgjort til det mellemste kulstof?

Faktisk har en vigtig forbindelse kaldet propan-2-ol netop sådan et arrangement. (Du kan se dette skrevet som 2-propanol i ældre referencer; tilføjelse af "2" som en infix er en konvention, der begyndte i 2013, da International Union of Pure and Applied Chemistry, eller IUPAC, udviklede nye nomenklaturregler.) "2" henviser til det faktum, at hydroxylgruppen er bundet til det andet af de tre carbonatomer i propan og derfor er i midt. Dette stof har tre carbonatomer, otte hydrogener og ilt, ligesom almindelig propanol. Som sådan er det en isomer af propanol og går under navnet isopropylalkohol. De fleste såkaldte "gnidningsalkohol" til antiseptisk brug indeholder isopropylalkohol.

Hvad også hvis der er mere end en hydroxylgruppe til stede? Er den pågældende forbindelse stadig i alkohol? Faktisk sker dette også. Når en anden -OH tilsættes til ethanol ved det andet kulstof, skabte dette et molekyle kaldet 1,2-etandiol. "Diol" afslører, at stoffet er en dobbeltalkohol med to hydroxyler, og "1,2-" præfikset indikerer, at de er bundet til forskellige carbonatomer. Denne alkohol kaldes mere almindeligt ethylenglycol og er hovedkomponenten i frostvæske. Det er meget giftigt (ligesom methanol).

En anden almindelig såkaldt polyhydroxylalkohol har det almindelige navn glycerol eller glycerol. Dette er simpelthen propan med en hydroxylgruppe, der er substitueret med et hydrogenatom ved hvert af de tre carbonatomer, alle på samme side af propanmolekylet. Det formelle navn for dette stof er således 1,2,3-propanetriol, og det fungerer begge som "rygraden" for fedtmolekyler i kosten og kan bruges direkte af celler til brændstof.

Ethanol er fremstillet af majs og andet plantemateriale. Ethanol fremstilles mere generelt af molekylet glucose, som findes i stivelse af enhver art og er den vigtigste form for energi, der bruges af alle levende celler. Et molekyle glukose omdannes til ethanol og kuldioxid under påvirkning af gær, som fungerer som et enzym til at tilskynde reaktionen langs:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Denne reaktion er kendt som gæring, da den er en form for anaerob (uden ilt) åndedræt. En anden form for gæringsreaktion er mælkesyrefermentering, hvilket din krop gennemgår hvornår du træner for intenst til at tillade iltforbrug og behandling at holde trit med din energi behov. Begge former for gæring er alternativer til aerob respiration, hvor glukose behandles i cellemitokondrier gennem Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden for at give energi i form af ATP eller adenosintriphosphat.

Selv om etanol længe er kendt som den aktive ingrediens i alkoholholdige drikkevarer, er det også blevet mere og mere almindeligt anvendt som et "alternativt" brændstof, hvilket betyder at det er et alternativ til det traditionelle fossile eller oliebaserede brændstof som sådan som:

• benzin
  
• naturgas

I dag indeholder op til 98 procent af den benzin, der sælges i USA, en vis mængde ethanol. Det mest almindelige forhold er 90 procent benzin (et andet kulbrinte, hvis du holder score) til 10 procent ethanol. Nogle køretøjer har større fleksibilitet med hensyn til deres motorers brændstofforbrændingsegenskaber, og disse kan fungere ved hjælp af brændstoffer, der består af over 50 procent ethanol og i nogle tilfælde mere end 80 procent.

Ethanol bruges også til produktion af alkohol beregnet til drikke. Folk har brugt ethanol i dets forarbejdede drikkeformer, såsom øl, i århundreder for at ændre den måde, de føler på. I mindre mængder kan det slappe af i sindet og give nogle individer lettere deltagelse i ellers stressende sociale situationer.

Uden tvivl er det imidlertid en stor fare for folkesundheden, fordi det er så let misbrugt og så bredt tilgængeligt. I år 2010 kostede overdreven alkoholforbrug ifølge US Centers for Disease Control and Prevention Amerikansk økonomi en kvart billion dollar som et resultat af ulykker, mistet produktivitet, sundhedsproblemer, kriminalitet og andet problemer. Omkring 88.000 dødsfald om året kan direkte tilskrives virkningerne af overdreven drikke. Nogle mennesker har en langt større tendens end andre til at blive fysisk eller psykologisk afhængige af alkoholholdige drikkevarer, hvor meget af dette menes at være genetisk. De fleste eksperter mener, at der virkelig ikke er nogen sikker grænse for drift af et motorkøretøj under køretøjet indflydelse, men alkoholrelaterede bilulykker forbliver en enorm kilde til død og svækkelse, der kan forebygges landsdækkende.