Mis vahe on etanoolil ja alkoholil?

"Alkohol" on sõna, millel on sarnaselt paljudel ingliskeelsetel terminitel teaduses täpsem tähendus kui igapäevases kasutuses. Vahepeal kirjeldab "etanool" konkreetset keemilist ainet; kuigi etanool on teatud tüüpi alkohol, on sellel ka mitu rakendust (üks tööstus, üks toidu ja joogiga seotud), millel on vähe kattumisi.

Mis on etanool? Seda nimetatakse ka etüülalkoholiks, see on üks lihtsamaid alkohole ja on Lääne kultuuris kindlasti kõige paremini või halvemini kõige enam tähistatud. See tagasihoidlik kahe süsiniku molekul on rohkete ajalooliste vaidluste keskpunkt ja selle kasutamine a meeleolu muutval ainel on olnud inimühiskondadele kogu selle ajaloo vältel märkimisväärne mõju tsivilisatsioon.

Paljud keemias olevad ühendid on süsivesinikud, mis koosnevad ainult süsiniku- ja vesinikuaatomitest. Hapniku aatomite sisseviimine süsivesinikesse avab ukse mitmesugustele uutele kemikaalikategooriatele, millel on erinevad omadused.

Alkoholid on süsivesinikud, milles vesinikuaatom on asendatud -OH või hüdroksüülrühmaga. Lihtsaim näide on süsivesinikmetaan, mille valem on CH

Kui metanoolil on üks süsinikuaatom, siis järgmiseks suurimaks ja puhtast süsivesiniketaanist saadud etanoolil on kaks. Etaani keemiline valem on CH₃CH₃ (kirjutatud ka C₂H₆); iga süsinikuaatom on seotud kolme vesiniku ja teiste süsinikuaatomitega. Etanooli valem on seetõttu CH₃CH₂(OH).

Etanooli nimetatakse ka etüülalkoholiks. See nimetamisviis, nagu te võib-olla kahtlustasite, kehtib kõigi alkoholide kohta; liidet "-anool" võib vahetada tülikama "-üülalkoholiga". Teades, et propaan on kolme süsiniku nimi süsivesinik, kas saate välja töötada selle keemilise valemi, sellega seotud alkoholi ja selle kaks erinevat nimetust alkohol?

Kuna metanool ja etanool on vastavalt ühe- ja kahe süsinikuga alkoholid, pole nende valemi osas ebaselgust. See tähendab, et ühe vesiniku aatomi asemel ühe süsiniku või kahe süsiniku süsivesinik, millel on üks hüdroksüülrühm, on ainult üks võimalik konfiguratsioon. Etanooli puhul on süsinik, millega -OH on seotud, ebaoluline, kuna etaan ise on sümmeetriline molekul; esimese süsiniku ja teise vahel pole geomeetrilist vahet.

Kolmesüsinikühendite tasemel muutuvad asjad aga keerulisemaks. Propaanil on valem CH₃CH₂CH₃ (kirjutatud ka kui C₃H₈). Kui hüdroksüülrühm on seotud ühe terminaalse (otsa) süsinikuga, on tulemuseks tavaline propüülalkohol või propanool. Aga mis siis, kui hüdroksüülrühm kinnitatakse hoopis keskmise süsiniku külge?

Tegelikult on oluline ühend propan-2-ool just sellise paigutusega. (Võib-olla näete seda vanemates viidetes kirjutatuna 2-propanoolina; "2" lisamine infiksina on konventsioon, mis sai alguse 2013. aastal, kui Rahvusvaheline puhta ja rakendusliku keemia liit ehk IUPAC töötas välja uue nomenklatuuri reeglid.) "2" viitab asjaolule, et hüdroksüülrühm on seotud propaani kolmest süsinikust teise ja on seega keskel. Sellel ainel on kolm süsinikku, kaheksa vesinikku ja hapnik, nagu tavalisel propanoolil. Sellisena on see propanooli isomeer ja kannab nime isopropüülalkohol. Enamik antiseptiliseks kasutamiseks mõeldud nn alkoholi hõõrumisest sisaldab isopropüülalkoholi.

Mis siis, kui on olemas rohkem kui üks hüdroksüülrühm? Kas kõnealune ühend on endiselt alkoholis? Tegelikult juhtub ka seda. Kui teise süsiniku juures olevale etanoolile lisatakse teine ​​-OH, siis tekkis molekul nimega 1,2-etaandiool. "Diool" näitab, et see aine on kahe hüdroksüülrühmaga topeltalkohol ja eesliide "1,2-" näitab, et need on seotud erinevate süsinikega. Seda alkoholi nimetatakse sagedamini etüleenglükooliks ja see on antifriisi põhikomponent. See on väga mürgine (nagu ka metanool).

Teine levinud nn polühüdroksüülalkohol kannab üldnimetust glütserool või glütseriin. See on lihtsalt propaan, mille hüdroksüülrühm on asendatud vesinikuaatomiga kõigis kolmes süsinikuaatomis, kõik samal pool propaanimolekuli. Selle aine ametlik nimi on seega 1,2,3-propaandriool ja see toimib toidus sisalduvate rasvamolekulide "selgrooks" ning rakud saavad seda kütuse jaoks otse kasutada.

Etanooli valmistatakse maisist ja muudest taimsetest ainetest. Etanool on üldiselt valmistatud glükoosimolekulist, mis esineb igasugustes tärklistes ja on kõigi elusrakkude peamine energiavorm. Üks glükoosi molekul muundub pärmi toimel etanooliks ja süsinikdioksiidiks, mis toimib ensüümina, et ergutada reaktsiooni:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Seda reaktsiooni tuntakse fermentatsioonina, kuna see on anaeroobse (hapnikuta) hingamise vorm. Teine käärimisreaktsioonide tüüp on piimhappe kääritamine, mida teie keha läbib treenite liiga intensiivselt, et hapniku tarbimine ja töötlemine teie energiaga sammu pidada vajadustele. Mõlemad fermentatsiooniliigid on alternatiivid aeroobsele hingamisele, mille käigus glükoosi töödeldakse raku mitokondrites läbi Krebsi tsükli ja elektroni transpordiahela, et saada energiat ATP või adenosiinitrifosfaadi kujul.

Etanool, mida pikka aega tuntakse alkohoolsete jookide toimeainena, on ka üha enam levinud "alternatiivse" kütusena, mis tähendab, et see on alternatiiv traditsioonilistele fossiilsetele või naftapõhistele kütustele, näiteks kui:

• bensiin
  
• maagaas

Täna sisaldab 98% USA-s müüdavast bensiinist teatud koguses etanooli. Kõige tavalisem suhe on 90 protsenti bensiini (teine ​​süsivesinik, kui skoori säilitate) ja 10 protsenti etanooli. Mõnel sõidukil on mootorite kütuse põlemisomaduste osas suurem paindlikkus ja ka need võib töötada kütusega, mis sisaldab üle 50% etanooli ja mõnel juhul üle 80% etanooli protsenti.

Etanooli kasutatakse ka joomiseks mõeldud alkoholi tootmiseks. Inimesed on oma enesetunde muutmiseks sajandeid kasutanud etanooli selle töödeldud joogivormides, näiteks õlut. Väiksemates kogustes võib see meelt lõdvestada ja võimaldada mõnel isikul muidu stressirohkes sotsiaalses olukorras kergemini osaleda.

Kuna alkoholi joomine on nii kergesti kuritarvitatav ja nii laialdaselt kättesaadav, kujutab see kahtlemata endast suurt ohtu rahvatervisele. USA haiguste tõrje ja ennetamise keskuste andmetel läks 2010. aastal alkoholi liigtarbimine maksma USA majandus veerand triljonit dollarit õnnetuste, tootlikkuse kaotuse, terviseprobleemide, kuritegevuse ja muu tagajärjel küsimustes. Umbes 88 000 surma aastas on otseselt seotud liigse joomise tagajärgedega. Mõnel inimesel on palju suurem kalduvus sõltuda alkoholi sisaldavatest jookidest füüsiliselt või psühholoogiliselt, kusjuures arvatavasti on see geneetiline. Enamik eksperte usub, et mootorsõiduki juhtimisel sõiduki all ei ole ohutut piiri mõju, kuid alkoholiga seotud autoõnnetused on endiselt tohutult välditavate surmade ja nõrkuste allikad üleriigiliselt.