Jaka jest różnica między etanolem a alkoholem?

„Alkohol” to słowo, które, jak wiele angielskich terminów, ma bardziej specyficzne znaczenie w nauce niż w codziennym użyciu. Tymczasem „etanol” opisuje konkretną substancję chemiczną; chociaż etanol jest rodzajem alkoholu, ma również wiele zastosowań (jedno przemysłowe, jedno związane z żywnością i napojami), które w niewielkim stopniu się pokrywają.

Co to jest etanol? Nazywany również alkoholem etylowym, jest jednym z najprostszych alkoholi iz pewnością jest najbardziej lubiany na dobre lub na złe w kulturze zachodniej. Ta skromna dwuwęglowa cząsteczka jest centrum wielu kontrowersji historycznych, a jej zastosowanie jako substancja zmieniająca nastrój miała znaczący wpływ na społeczności ludzkie w całej historii cywilizacja.

Wiele związków chemicznych to węglowodory, składające się tylko z atomów węgla i wodoru. Wprowadzenie atomów tlenu do węglowodorów otwiera drzwi do wielu nowych kategorii chemikaliów o różnych właściwościach.

Alkohole to węglowodory, w których atom wodoru zastąpiono grupą -OH lub grupą hydroksylową. Najprostszym przykładem jest metan węglowodorowy, który ma wzór CH

Podczas gdy metanol ma jeden atom węgla, etanol, następny co do wielkości i pochodzący z czystego etanu węglowodorowego, ma dwa. Wzór chemiczny etanu to CH₃CH₃ (również pisane C₂H₆); każdy atom węgla jest związany z trzema wodorami i z pozostałymi atomami węgla. Wzór na etanol to zatem CH₃CH₂(O).

Etanol jest również nazywany alkoholem etylowym. Ta konwencja nazewnictwa, jak można było podejrzewać, dotyczy wszystkich alkoholi; przyrostek „-anol” można zastąpić bardziej kłopotliwym „alkoholem-yl”. Wiedząc, że propan to nazwa trójwęgla węglowodór, czy możesz wypracować jego wzór chemiczny, powiązany z nim alkohol i dwie różne nazwy tego? alkohol?

Ponieważ metanol i etanol są odpowiednio jedno- i dwuwęglowymi alkoholami, nie ma niejasności co do ich formuły. To znaczy, biorąc pod uwagę jednowęglowy lub dwuwęglowy węglowodór z pojedynczą grupą hydroksylową zamiast pojedynczego atomu wodoru, istnieje tylko jedna możliwa konfiguracja. W przypadku etanolu węgiel, do którego przyłączone jest -OH, nie ma znaczenia, ponieważ sam etan jest cząsteczką symetryczną; nie ma geometrycznego rozróżnienia między pierwszym a drugim węglem.

Jednak na poziomie związków trzywęglowych sprawy stają się bardziej skomplikowane. Propan ma wzór CH₃CH₂CH₃ (zapisany również jako C₃H₈). Jeśli grupa hydroksylowa jest przyłączona do jednego z końcowych (końcowych) węgli, wynikiem jest zwykły alkohol propylowy lub propanol. Ale co, jeśli zamiast tego grupa hydroksylowa zostanie przytwierdzona do środkowego węgla?

W rzeczywistości ważny związek zwany propan-2-olem ma właśnie taki układ. (Możesz zobaczyć to napisane jako 2-propanol w starszych źródłach; dodanie „2” jako wrostka to konwencja, która rozpoczęła się w 2013 roku, kiedy Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) opracowała nowe zasady nomenklatury). „2” odnosi się do faktu, że grupa hydroksylowa jest przyłączona do drugiego z trzech węgli propanu, a zatem znajduje się w środkowy. Ta substancja ma trzy węgle, osiem wodorów i tlen, podobnie jak zwykły propanol. Jako taki jest izomerem propanolu i nosi nazwę alkohol izopropylowy. Większość tak zwanego „alkoholu do nacierania” do stosowania antyseptycznego zawiera alkohol izopropylowy.

A co, jeśli obecna jest więcej niż jedna grupa hydroksylowa? Czy omawiany związek jest nadal w alkoholu? W rzeczywistości tak się dzieje. Kiedy drugi -OH dodaje się do etanolu na drugim węglu, tworzy się cząsteczka zwana 1,2-etanodiolem. „diol” ujawnia, że ​​substancja jest podwójnym alkoholem z dwoma hydroksylami, a przedrostek „1,2-” wskazuje, że są one przyłączone do różnych atomów węgla. Alkohol ten jest powszechnie nazywany glikolem etylenowym i jest głównym składnikiem płynu niezamarzającego. Jest wysoce toksyczny (podobnie jak metanol).

Inny popularny tak zwany alkohol polihydroksylowy ma wspólną nazwę glicerol lub gliceryna. Jest to po prostu propan z grupą hydroksylową zastąpioną atomem wodoru przy każdym z trzech atomów węgla, wszystkie po tej samej stronie cząsteczki propanu. Formalna nazwa tej substancji to 1,2,3-propanotriol i służy ona jako „kręgosłup” dla cząsteczek tłuszczu w diecie i może być wykorzystana bezpośrednio przez komórki jako paliwo.

Etanol wytwarzany jest z kukurydzy i innych materii roślinnych. Ogólnie rzecz biorąc, etanol jest wytwarzany z cząsteczki glukozy, która występuje we wszelkiego rodzaju skrobiach i jest główną formą energii wykorzystywaną przez wszystkie żywe komórki. Jedna cząsteczka glukozy jest przekształcana w etanol i dwutlenek węgla pod wpływem drożdży, które działają jak enzym pobudzający reakcję wzdłuż:

do₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Ta reakcja jest znana jako fermentacja, ponieważ jest formą oddychania beztlenowego (bez tlenu). Innym rodzajem reakcji fermentacyjnej jest fermentacja kwasu mlekowego, czyli to, co przechodzi twoje ciało, kiedy ćwiczysz zbyt intensywnie, aby zużycie i przetwarzanie tlenu nadążały za Twoją energią wymagania. Oba rodzaje fermentacji są alternatywą dla oddychania tlenowego, w którym glukoza jest przetwarzana w mitochondriach komórkowych poprzez cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów, aby uzyskać energię w postaci ATP lub trifosforanu adenozyny.

Etanol, choć od dawna znany jako aktywny składnik napojów alkoholowych, również zyskał coraz powszechniejsze zastosowanie jako paliwo „alternatywne”, co oznacza, że ​​jest alternatywą dla tradycyjnych paliw kopalnych lub na bazie ropy naftowej, takich jak tak jak:

• benzyna
  
• gazu ziemnego

Obecnie ponad 98 procent benzyny sprzedawanej w USA zawiera pewną ilość etanolu. Najpopularniejszy stosunek to 90 procent benzyny (kolejny węglowodór, jeśli trzymasz wynik) do 10 procent etanolu. Niektóre pojazdy mają większą elastyczność pod względem właściwości spalania paliwa w silnikach, a te and może pracować na paliwach zawierających ponad 50 procent etanolu, a w niektórych przypadkach ponad 80 procent.

Etanol wykorzystywany jest również do produkcji alkoholu przeznaczonego do picia. Ludzie używali etanolu w jego przetworzonych formach do picia, takich jak piwo, od wieków, aby zmienić swoje samopoczucie. W mniejszych ilościach może rozluźnić umysł i pozwolić niektórym osobom na łatwiejsze uczestnictwo w stresujących sytuacjach społecznych.

Niewątpliwie jednak, ponieważ jest tak łatwo nadużywany i tak powszechnie dostępny, picie alkoholu stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego. Według amerykańskiego Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom w 2010 roku nadmierne spożycie alkoholu kosztowało gospodarka USA ćwierć biliona dolarów w wyniku wypadków, utraty produktywności, problemów zdrowotnych, przestępczości i innych problemy. Około 88 000 zgonów rocznie można bezpośrednio przypisać skutkom nadmiernego picia. Niektórzy ludzie mają znacznie większą niż inni skłonność do fizycznego lub psychicznego uzależnienia się od napojów zawierających alkohol, przy czym większość z nich ma podłoże genetyczne. Większość ekspertów uważa, że ​​tak naprawdę nie ma bezpiecznego limitu, jeśli chodzi o prowadzenie pojazdu silnikowego pod wpływ, ale wypadki samochodowe związane z alkoholem pozostają ogromnym źródłem możliwej do uniknięcia śmierci i osłabienia ogólnonarodowy.