Qual è la differenza tra etanolo e alcol?

"Alcohol" è una parola che, come molti termini inglesi, ha un significato più specifico nella scienza che nell'uso quotidiano. "Etanolo", nel frattempo, descrive una sostanza chimica specifica; mentre l'etanolo è un tipo di alcol, ha anche molteplici applicazioni (una industriale, una relativa al cibo e alle bevande) che condividono poche sovrapposizioni.

Cos'è l'etanolo? Detto anche alcol etilico, è quello degli alcoli più semplici ed è sicuramente il più celebrato, nel bene e nel male, nella cultura occidentale. Questa umile molecola a due atomi di carbonio è al centro di un'ampia controversia storica e il suo uso come a la sostanza che altera l'umore ha avuto effetti significativi sulle società umane nel corso della storia del civiltà.

Molti composti in chimica sono idrocarburi, costituiti solo da atomi di carbonio e idrogeno. L'introduzione di atomi di ossigeno negli idrocarburi apre la porta a una varietà di nuove categorie di sostanze chimiche con una gamma di proprietà.

Gli alcoli sono idrocarburi in cui un gruppo -OH, o gruppo ossidrile, è stato sostituito dall'atomo di idrogeno. L'esempio più semplice è l'idrocarburo metano, che ha la formula CH₄. Gli atomi di carbonio possono formare quattro legami con altri atomi e l'idrogeno solo uno, quindi il metano è un composto stabile. L'ossigeno, d'altra parte, forma un totale di due legami. Quindi un gruppo ossidrile, che ha un ossigeno legato a un idrogeno, ha un "punto" disponibile per il legame. Ciò significa che se le condizioni sono adatte, il metano può essere convertito in alcol metilico o metanolo. La formula di questa molecola è CH₃(OH).

Mentre il metanolo ha un atomo di carbonio, l'etanolo, il successivo più grande e derivato dall'idrocarburo puro etano, ne ha due. La formula chimica dell'etano è CH₃CH₃ (scritto anche C₂H₆); ogni atomo di carbonio è legato a tre idrogeni e agli altri atomi di carbonio. La formula per l'etanolo è quindi CH₃CH₂(OH).

L'etanolo è anche chiamato alcol etilico. Questa convenzione di denominazione, come avrai sospettato, si applica a tutti gli alcolici; il suffisso "-anol" può essere scambiato con il più ingombrante "-alcolico". Sapendo che il propano è il nome di un tre atomi di carbonio idrocarburo, puoi calcolare la sua formula chimica, quella del suo alcol associato e i due nomi diversi per quello? alcol?

Poiché il metanolo e l'etanolo sono rispettivamente alcoli a uno e due atomi di carbonio, non esiste ambiguità in termini di formula. Cioè, dato un idrocarburo a uno o due atomi di carbonio con un singolo gruppo ossidrile al posto di un singolo atomo di idrogeno, c'è solo una configurazione possibile. Nel caso dell'etanolo, il carbonio a cui è attaccato l'-OH è irrilevante perché l'etano stesso è una molecola simmetrica; non c'è distinzione geometrica tra il primo carbonio e il secondo.

A livello di composti a tre atomi di carbonio, invece, le cose si complicano. Il propano ha la formula CH₃CH₂CH₃ (scritto anche come C₃H₈). Se un gruppo ossidrile è attaccato a uno dei carboni terminali (estremità), il risultato è alcol propilico ordinario o propanolo. Ma cosa succede se il gruppo ossidrile è invece apposto al carbonio centrale?

In effetti, un composto importante chiamato propan-2-olo ha proprio una tale disposizione. (Potresti vederlo scritto come 2-propanolo nei riferimenti più vecchi; l'aggiunta del "2" come infisso è una convenzione iniziata nel 2013 quando l'Unione internazionale di chimica pura e applicata, o IUPAC, ha sviluppato nuovi regole di nomenclatura.) Il "2" si riferisce al fatto che il gruppo ossidrile è attaccato al secondo dei tre atomi di carbonio del propano, ed è quindi nel mezzo. Questa sostanza ha tre atomi di carbonio, otto idrogeni e un ossigeno, proprio come il normale propanolo. In quanto tale è un isomero del propanolo e va sotto il nome di alcol isopropilico. La maggior parte dei cosiddetti "alcol denaturato" per uso antisettico contiene alcol isopropilico.

Inoltre, cosa succede se è presente più di un gruppo ossidrile? Il composto in questione è ancora nell'alcol? In effetti succede anche questo. Quando un secondo -OH viene aggiunto all'etanolo nell'altro carbonio, questo crea una molecola chiamata 1,2-etandiolo. Il "diolo" rivela che la sostanza è un doppio alcol con due ossidrili e il prefisso "1,2-" indica che sono attaccati a atomi di carbonio diversi. Questo alcol è più comunemente chiamato glicole etilenico ed è il componente principale dell'antigelo. È altamente tossico (come il metanolo).

Un altro cosiddetto alcol poliossidrilico comune va sotto il nome comune di glicerolo o glicerina. Questo è semplicemente propano con un gruppo ossidrile sostituito da un atomo di idrogeno in ciascuno dei tre atomi di carbonio, tutti sullo stesso lato della molecola di propano. Il nome formale di questa sostanza è quindi 1,2,3-propantriolo, e funge da "spina dorsale" per le molecole di grasso alimentare e può essere utilizzato direttamente dalle cellule come combustibile.

L'etanolo è composto da mais e altre sostanze vegetali. L'etanolo più in generale è costituito dalla molecola glucosio, presente negli amidi di ogni tipo ed è la principale forma di energia utilizzata da tutte le cellule viventi. Una molecola di glucosio viene convertita in etanolo e anidride carbonica sotto l'influenza del lievito, che funge da enzima per favorire la reazione lungo:

C₆H₁₂oh₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Questa reazione è nota come fermentazione poiché è una forma di respirazione anaerobica (senza ossigeno). Un altro tipo di reazione di fermentazione è la fermentazione dell'acido lattico, che è ciò che il tuo corpo subisce quando ti stai allenando troppo intensamente per consentire al consumo di ossigeno e all'elaborazione di stare al passo con la tua energia esigenze. Entrambi i tipi di fermentazione sono alternative alla respirazione aerobica, in cui il glucosio viene elaborato nei mitocondri cellulari attraverso il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni per produrre energia sotto forma di ATP o adenosina trifosfato.

Anche l'etanolo, noto da tempo come ingrediente attivo nelle bevande alcoliche, è diventato di uso sempre più comune come combustibile "alternativo", nel senso che si tratta di un'alternativa ai tradizionali combustibili fossili, o a base di petrolio, come come:

• benzina
  
• gas naturale

Oggi, più del 98% della benzina venduta negli Stati Uniti contiene una certa quantità di etanolo. Il rapporto più comune è il 90% di benzina (un altro idrocarburo, se stai tenendo il punteggio) al 10% di etanolo. Alcuni veicoli hanno una maggiore flessibilità in termini di proprietà di combustione del carburante dei loro motori, e questi può funzionare utilizzando combustibili costituiti da oltre il 50 percento di etanolo e in alcuni casi da più di 80 per cento.

L'etanolo è anche utilizzato nella produzione di alcol da bere. Le persone hanno usato l'etanolo nelle sue forme di consumo trasformate, come la birra, per secoli per cambiare il modo in cui si sentono. In quantità minori, può rilassare la mente e consentire ad alcuni individui di partecipare più facilmente a situazioni sociali altrimenti stressanti.

Indiscutibilmente, tuttavia, poiché è così facile abusarne e così ampiamente disponibile, bere alcolici costituisce un grave rischio per la salute pubblica. Nel 2010, secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, il consumo eccessivo di alcol è costato il economia degli Stati Uniti un quarto di trilione di dollari a causa di incidenti, perdita di produttività, problemi di salute, criminalità e altri problemi. Circa 88.000 decessi all'anno sono direttamente attribuibili agli effetti del consumo eccessivo di alcol. Alcune persone hanno una tendenza molto maggiore di altre a diventare fisicamente o psicologicamente dipendenti da bevande contenenti alcol, in gran parte ritenute genetiche. La maggior parte degli esperti ritiene che non ci sia davvero alcun limite di sicurezza in termini di utilizzo di un veicolo a motore sotto il influenza, ma gli incidenti automobilistici legati all'alcol rimangono un'enorme fonte di morte e debolezza prevenibili a livello nazionale.