Hva er forskjellen mellom etanol og alkohol?

"Alkohol" er et ord som, i likhet med mange engelske termer, har en mer spesifikk betydning i vitenskapen enn det gjør i daglig bruk. "Etanol" beskriver i mellomtiden et spesifikt kjemisk stoff; mens etanol er en type alkohol, har den også flere bruksområder (en industriell, en mat-og-drikke-relatert) som deler lite overlapping.

Hva er etanol? Også kalt etylalkohol, det er en av de enkleste alkoholene og er absolutt den mest berømte, på godt og vondt, i vestlig kultur. Dette ydmyke to-karbonmolekylet er sentrum for rikelig historisk kontrovers, og dets bruk som en humørsvingende stoff har hatt betydelige effekter på menneskelige samfunn gjennom historien til sivilisasjon.

Mange kjemiske forbindelser er hydrokarboner, som bare består av karbon- og hydrogenatomer. Innføringen av oksygenatomer i hydrokarboner åpner for døren til en rekke nye kategorier kjemikalier med en rekke egenskaper.

Alkoholer er hydrokarboner der en -OH-gruppe, eller hydroksylgruppe, har blitt erstattet med hydrogenatom. Det enkleste eksempelet er hydrokarbonmetan, som har formelen CH

Mens metanol har ett karbonatom, har etanol, det nest største og avledet fra det rene hydrokarbonetanet, to. Den kjemiske formelen for etan er CH₃CH₃ (også skrevet C₂H₆); hvert karbonatom er bundet til tre hydrogener og til de andre karbonatomer. Formelen for etanol er derfor CH₃CH₂(ÅH).

Etanol kalles også etylalkohol. Denne navnekonvensjonen, som du kanskje har mistenkt, gjelder for alle alkoholer; "-anol" -suffikset kan byttes ut med den mer tungvinte "-ylalkoholen." Å vite at propan er navnet på en tre-karbon hydrokarbon, kan du finne ut den kjemiske formelen, den med tilhørende alkohol og de to forskjellige navnene på det alkohol?

Fordi metanol og etanol er henholdsvis en- og to-karbonalkoholer, eksisterer ingen tvetydighet når det gjelder formelen. Det vil si at gitt et hydrokarbon med ett karbon eller to karbon med en enkelt hydroksylgruppe i stedet for et enkelt hydrogenatom, er det bare en mulig konfigurasjon. Når det gjelder etanol, er karbonet som -OH er festet irrelevant fordi etan i seg selv er et symmetrisk molekyl; det er ikke noe geometrisk skille mellom det første karbonet og det andre.

På nivået med tre-karbonforbindelser blir ting imidlertid mer kompliserte. Propan har formelen CH₃CH₂CH₃ (også skrevet som C₃H₈). Hvis en hydroksylgruppe er festet til en av de terminale (ende) karbonene, er resultatet vanlig propylalkohol, eller propanol. Men hva om hydroksylgruppen i stedet er festet til det midterste karbonet?

Faktisk har en viktig forbindelse kalt propan-2-ol akkurat en slik ordning. (Du kan se dette skrevet som 2-propanol i eldre referanser; å legge til "2" som infiks er en konvensjon som begynte i 2013 da International Union of Pure and Applied Chemistry, eller IUPAC, utviklet nye nomenklaturen regler.) "2" refererer til det faktum at hydroksylgruppen er festet til det andre av de tre karbonene i propan, og er dermed i midten. Dette stoffet har tre karbonatomer, åtte hydrogener og oksygen, akkurat som vanlig propanol. Som sådan er det en isomer av propanol, og går under navnet isopropylalkohol. De fleste såkalte "rubbing alcohol" for antiseptisk bruk inneholder isopropylalkohol.

Hva om også mer enn en hydroksylgruppe er til stede? Er den aktuelle forbindelsen fortsatt i alkohol? Faktisk skjer dette også. Når et andre -OH tilsettes etanol i det andre karbonet, skapte dette et molekyl kalt 1,2-etandiol. "Diolen" avslører at stoffet er en dobbel alkohol med to hydroksyler, og "1,2-" prefikset indikerer at de er festet til forskjellige karbonatomer. Denne alkoholen kalles oftere etylenglykol og er hovedkomponenten i frostvæske. Det er svært giftig (som metanol).

En annen vanlig såkalt polyhydroksylalkohol har det vanlige navnet glyserol eller glyserin. Dette er ganske enkelt propan med en hydroksylgruppe erstattet av et hydrogenatom ved hvert av de tre karbonatomer, alle på samme side av propanmolekylet. Det formelle navnet på dette stoffet er således 1,2,3-propanetriol, og det fungerer både som "ryggrad" for fettmolekyler i kosten og kan brukes direkte av celler for drivstoff.

Etanol er laget av mais og annet plantemateriale. Etanol er mer generelt laget av molekylet glukose, som finnes i stivelse av alle slag og er den viktigste energiformen som brukes av alle levende celler. Ett molekyl glukose omdannes til etanol og karbondioksid under påvirkning av gjær, som fungerer som et enzym for å oppmuntre til reaksjonen langs:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Denne reaksjonen er kjent som gjæring, da den er en form for anaerob (uten oksygen) respirasjon. En annen type gjæringsreaksjon er melkesyregjæring, som kroppen din gjennomgår når du trener for intenst til at oksygenforbruk og prosessering holder tritt med energien din behov. Begge typer gjæring er alternativer til aerob respirasjon, der glukose blir behandlet i celle mitokondrier gjennom Krebs-syklusen og elektrontransportkjeden for å gi energi i form av ATP, eller adenosintrifosfat.

Selv om etanol lenge har vært kjent som den aktive ingrediensen i alkoholholdige drikker, har den også blitt mer og mer vanlig som et "alternativt" drivstoff, noe som betyr at det er et alternativ til det tradisjonelle fossile eller petroleumsbaserte drivstoffet som:

• bensin
  
• naturgass

I dag inneholder oppover 98 prosent bensin som selges i USA en del mengde etanol. Det vanligste forholdet er 90 prosent bensin (et annet hydrokarbon, hvis du holder mål) til 10 prosent etanol. Noen biler har mer fleksibilitet når det gjelder motorens drivstoff-forbrenningsegenskaper, og disse kan bruke drivstoff som består av over 50 prosent etanol og i noen tilfeller mer enn 80 prosent.

Etanol brukes også i produksjonen av alkohol beregnet til drikking. Folk har brukt etanol i sine bearbeidede drikkeformer, som øl, i århundrer for å endre følelsen de føler. I mindre mengder kan det slappe av i tankene og la noen individer lettere delta i ellers stressende sosiale situasjoner.

Utvilsomt, men fordi det er så lett misbrukt og så allment tilgjengelig, utgjør alkohol en stor folkehelsefare. I år 2010 kostet overdreven alkoholforbruk ifølge US Centers for Disease Control and Prevention Amerikansk økonomi en kvart billion dollar som et resultat av ulykker, tapt produktivitet, helseproblemer, kriminalitet og annet problemer. Omtrent 88.000 dødsfall per år skyldes direkte effekten av overdreven drikking. Noen mennesker har en langt større tendens enn andre til å bli fysisk eller psykologisk avhengige av alkoholholdige drikker, og mye av dette antas å være genetisk. De fleste eksperter mener det egentlig ikke er noen sikker grense når det gjelder drift av et motorkjøretøy under innflytelse, men alkoholrelaterte bilulykker er fortsatt en enorm kilde til forebyggbar død og svakhet landsdekkende.