מה ההבדל בין אתנול לאלכוהול?

"אלכוהול" היא מילה שכמו הרבה מונחים באנגלית, יש לה משמעות ספציפית יותר במדע מאשר בשימוש היומיומי. "אתנול" מתאר בינתיים חומר כימי ספציפי; בעוד שאתנול הוא סוג של אלכוהול, יש לו גם יישומים מרובים (אחד תעשייתי, אחד שקשור למזון ומשקאות) שחולפים מעט.

מה זה אתנול? נקרא גם אלכוהול אתילי, הוא אחד האלכוהולים הפשוטים ביותר והוא בהחלט המהולל ביותר, לטוב ולרע, בתרבות המערבית. המולקולה הצנועה הזו עם שתי פחמן היא מרכז המחלוקת ההיסטורית והשימוש בה כ- לחומר משנה מצב רוח היו השפעות משמעותיות על חברות אנושיות לאורך ההיסטוריה של תַרְבּוּת.

תרכובות רבות בכימיה הן פחמימנים, המורכבות רק מאטומי פחמן ומימן. הכנסת אטומי חמצן לפחמימנים נפתחת לפתח למגוון קטגוריות חדשות של כימיקלים עם מגוון תכונות.

אלכוהול הם פחמימנים שבהם הוחלפה קבוצת -OH, או קבוצת הידרוקסיל, לאטום מימן. הדוגמה הפשוטה ביותר היא הפחמימן מתאן, בעל הנוסחה CH₄. אטומי פחמן יכולים ליצור ארבעה קשרים עם אטומים אחרים ומימן רק אחד, כך שמתאן הוא תרכובת יציבה. לעומת זאת חמצן יוצר בסך הכל שני קשרים. כך שלקבוצת הידרוקסיל, שיש לה חמצן קשור למימן, יש "נקודה" אחת לקשר. המשמעות היא שאם התנאים מתאימים, ניתן להמיר מתאן למתיל אלכוהול, או למתנול. הנוסחה למולקולה זו היא CH

בעוד שלמתנול יש אטום פחמן אחד, יש באתנול, הבא הגדול ביותר שמקורו באתאן הפחמימן הטהור, שניים. הנוסחה הכימית לאתאן היא CH₃CH₃ (כתוב גם ג₂ה₆); כל אטום פחמן קשור לשלושה מימנים ולאטומי הפחמן האחרים. הנוסחה לאתנול היא אפוא CH₃CH₂(אוה).

אתנול נקרא גם אלכוהול אתילי. אמנת שמות זו, כפי שחשדתם, חלה על כל האלכוהול; את הסיומת "-אנול" ניתן להחליף עם ה"אלכוהול "המסורבל יותר. הידיעה כי פרופאן הוא שמו של שלוש פחמן פחמימנים, האם תוכל להבין את הנוסחה הכימית שלו, את האלכוהול הקשור אליו ואת שני השמות השונים לכך כּוֹהֶל?

מכיוון שמתנול ואתנול הם אלכוהול אחד ושני פחמן בהתאמה, לא קיימת עמימות מבחינת הנוסחה שלהם. כלומר, בהינתן פחמימן חד פחמן או שני פחמן עם קבוצת הידרוקסיל אחת במקום אטום מימן יחיד, קיימת תצורה אפשרית אחת בלבד. במקרה של אתנול, הפחמן אליו מחובר ה- -OH אינו רלוונטי מכיוון שהאתאן עצמו הוא מולקולה סימטרית; אין הבחנה גיאומטרית בין הפחמן הראשון לשני.

ברמה של תרכובות שלוש פחמן, לעומת זאת, הדברים נעשים מסובכים יותר. לפרופן הנוסחה CH₃CH₂CH₃ (נכתב גם כג₃ה₈). אם מחוברת קבוצת הידרוקסיל לאחד הפחמנים הטרמינליים (הסופיים), התוצאה היא אלכוהול פרופיל רגיל, או פרופאנול. אך מה אם קבוצת ההידרוקסיל מודבקת במקום זאת על הפחמן האמצעי?

למעשה, לתרכובת חשובה הנקראת פרופאן -2-אול יש סידור כזה בדיוק. (ייתכן שתראה את זה כתוב כ- 2-פרופנול בהפניות ישנות יותר; הוספת ה- "2" כאינפיקס היא מוסכמה שהחלה בשנת 2013 כאשר האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית, או IUPAC, פיתח חדש כללי המינוח.) "2" מתייחס לעובדה שקבוצת ההידרוקסיל מחוברת לשנייה מבין שלושת הפחמנים של הפרופן, ולכן היא נמצאת אֶמצַע. חומר זה מכיל שלושה פחמנים, שמונה מימנים וחמצן, ממש כמו פרופנול רגיל. ככזה הוא איזומר של פרופנול, ושמו אלכוהול איזופרופיל. מרבית מה שמכונה "אלכוהול משפשף" לשימוש בחיטוי מכיל אלכוהול איזופרופיל.

כמו כן, מה אם קיימת יותר מקבוצת הידרוקסיל אחת? האם המתחם המדובר עדיין באלכוהול? למעשה, גם זה קורה. כאשר נוסף שני -OH לאתנול בפחמן האחר, הדבר יצר מולקולה הנקראת 1,2-אתנדיול. ה"דיול "מגלה שהחומר הוא אלכוהול כפול עם שני הידרוקסילים, והקידומת" 1,2- "מציינת שהם מחוברים לפחמנים שונים. אלכוהול זה נקרא בדרך כלל יותר אתילן גליקול והוא המרכיב העיקרי של נוגד הקפאה. זה רעיל מאוד (כמו גם מתנול).

מה שנקרא אלכוהול פולי-הידרוקסיל נפוץ נוסף נקרא בשם הנפוץ גליצרול או גליצרין. זה פשוט פרופן עם קבוצת הידרוקסיל שהוחלפה אטום מימן בכל אחד משלושת אטומי הפחמן, כולם באותו צד של מולקולת הפרופן. השם הפורמלי של חומר זה הוא אפוא 1,2,3-פרופנטריול, ושניהם משמש כ"עמוד השדרה "למולקולות שומן תזונתיות, והוא יכול לשמש ישירות על ידי תאים לצורך דלק.

אתנול עשוי מתירס וחומר צמחי אחר. אתנול באופן כללי יותר עשוי מגלוקוז המולקולה, שקיים בעמילנים מכל הסוגים והוא הצורה העיקרית של אנרגיה המשמשת את כל התאים החיים. מולקולה אחת של גלוקוז מומרת לאתנול ולפחמן דו חמצני בהשפעת שמרים, הפועלת כאנזים לעידוד התגובה לאורך:

ג₆ה₁₂או₆ → 2C₂ה₅OH + 2CO₂

תגובה זו מכונה תסיסה מכיוון שהיא סוג של נשימה אנאירובית (ללא חמצן). סוג אחר של תגובת תסיסה הוא תסיסה של חומצת חלב, וזה מה שגופך עובר מתי אתם מתאמנים בצורה אינטנסיבית מדי בכדי לאפשר צריכת חמצן ועיבוד כדי לעמוד בקצב האנרגיה שלכם צרכי. שני סוגי התסיסה הם חלופות לנשימה אירובית, בה מעובד גלוקוז במיטוכונדריה של תאים דרך מחזור קרבס ושרשרת הובלת האלקטרונים להפקת אנרגיה בצורה של ATP, או אדנוזין טריפוספט.

אתנול, בעודו ידוע זמן רב כמרכיב הפעיל במשקאות אלכוהוליים, נכנס גם לשימוש נפוץ יותר ויותר כדלק "חלופי", כלומר שהוא חלופה לדלקים המאובנים המסורתיים, או מבוססי נפט כפי ש:

• בֶּנזִין
  
• גז טבעי

כיום, מעל 98 אחוז מהבנזין שנמכר בארה"ב מכיל כמות כלשהי של אתנול. היחס הנפוץ ביותר הוא 90 אחוז בנזין (פחמימן אחר, אם אתה שומר ציון) לבין 10 אחוז אתנול. לכלי רכב מסוימים יש יותר גמישות מבחינת תכונות בעירת הדלקים של המנועים שלהם, ואלה יכול לפעול באמצעות דלקים המורכבים מלמעלה מ -50 אחוז אתנול ובמקרים מסוימים יותר מ -80 אָחוּז.

אתנול משמש גם לייצור אלכוהול המיועד לשתייה. אנשים השתמשו באתנול בצורות השתייה המעובדות שלו, כמו בירה, במשך מאות שנים כדי לשנות את הרגשתם. בכמויות קטנות יותר, זה עשוי להרגיע את הנפש ולאפשר לחלק מהאנשים להשתתף ביתר קלות במצבים חברתיים מלחיצים אחרת.

אולם ללא עוררין מכיוון שהוא מנוצל לרעה כל כך בקלות וזמין באופן נרחב כל כך, שתיית אלכוהול מהווה סכנה גדולה לבריאות הציבור. בשנת 2010, על פי המרכזים האמריקניים לבקרת מחלות ומניעתן, צריכת אלכוהול מוגזמת עלתה כלכלת ארה"ב רבע טריליון דולר כתוצאה מתאונות, איבוד פרודוקטיביות, בעיות בריאות, פשע ועוד נושאים. כ 88,000 מקרי מוות בשנה נובעים ישירות מההשפעות של שתייה מוגזמת. יש אנשים שיש להם נטייה גדולה בהרבה מאחרים להיות תלויים פיזית או פסיכולוגית במשקאות המכילים אלכוהול, ורבים מכך נחשבים גנטיים. רוב המומחים מאמינים כי אין באמת מגבלה בטוחה מבחינת הפעלת רכב מנועי השפעה, אך תאונות דרכים הקשורות לאלכוהול נותרות מקור עצום למוות ולחלש שניתן למנוע בפריסה ארצית.