Care este diferența dintre etanol și alcool?

„Alcool” este un cuvânt care, la fel ca o mulțime de termeni englezi, are un înțeles mai specific în știință decât în ​​uzul de zi cu zi. Între timp, „etanol” descrie o substanță chimică specifică; în timp ce etanolul este un tip de alcool, acesta are, de asemenea, mai multe aplicații (una industrială, una legată de alimente și băuturi) care se împart puțin.

Ce este etanolul? Numit și alcool etilic, este unul dintre cei mai simpli alcooli și este cu siguranță cel mai sărbătorit, în bine sau în rău, în cultura occidentală. Această umilă moleculă de doi carbon este centrul unei ample controverse istorice și este folosită ca o substanța care modifică starea de spirit a avut efecte semnificative asupra societăților umane de-a lungul istoriei civilizaţie.

Mulți compuși din chimie sunt hidrocarburi, constând doar din atomi de carbon și hidrogen. Introducerea atomilor de oxigen în hidrocarburi deschide ușa către o varietate de noi categorii de substanțe chimice cu o gamă largă de proprietăți.

Alcoolii sunt hidrocarburi în care o grupare -OH, sau o grupare hidroxil, a fost substituită atomului de hidrogen. Cel mai simplu exemplu este hidrogenul metan, care are formula CH₄. Atomii de carbon pot forma patru legături cu alți atomi, iar hidrogenul doar unul, deci metanul este un compus stabil. Pe de altă parte, oxigenul formează un total de două legături. Deci, o grupare hidroxil, care are un oxigen legat de un hidrogen, are un „punct” disponibil pentru legare. Aceasta înseamnă că, dacă condițiile sunt adecvate, metanul poate fi transformat în alcool metilic sau metanol. Formula acestei molecule este CH₃(OH).

În timp ce metanolul are un atom de carbon, etanolul, următorul cel mai mare și derivat din etanul pur de hidrocarburi, are doi. Formula chimică pentru etan este CH₃CH₃ (scris și C₂H₆); fiecare atom de carbon este legat de trei hidrogeni și de ceilalți atomi de carbon. Formula pentru etanol este deci CH₃CH₂(OH).

Etanolul mai este numit alcool etilic. Această convenție de denumire, după cum probabil ați bănuit, se aplică tuturor alcoolilor; sufixul „-anol” poate fi schimbat cu „alcoolul -il” mai greoi. Știind că propanul este numele unui tri-carbon hidrocarbură, poți să-ți găsești formula chimică, cea a alcoolului asociat și cele două nume diferite pentru aceasta alcool?

Deoarece metanolul și etanolul sunt alcooli cu unul și respectiv doi carboni, nu există nicio ambiguitate în ceea ce privește formula lor. Adică, având în vedere o hidrocarbură cu un singur carbon sau doi carboni cu o singură grupare hidroxil în locul unui singur atom de hidrogen, există o singură configurație posibilă. În cazul etanolului, carbonul de care este atașat -OH este irelevant, deoarece etanul în sine este o moleculă simetrică; nu există nicio distincție geometrică între primul carbon și al doilea.

La nivelul compușilor cu trei atomi de carbon, însă, lucrurile devin mai complicate. Propanul are formula CH₃CH₂CH₃ (scris și ca C₃H₈). Dacă o grupare hidroxil este atașată la unul dintre carbonii terminali (finali), rezultatul este alcool propilic obișnuit sau propanol. Dar dacă grupul hidroxil este atașat în schimb la carbonul mediu?

De fapt, un compus important numit propan-2-ol are exact un astfel de aranjament. (Puteți vedea acest lucru scris ca 2-propanol în referințe mai vechi; adăugarea „2” ca infix este o convenție care a început în 2013 când Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată, sau IUPAC, a dezvoltat noi regulile de nomenclatură.) „2” se referă la faptul că gruparea hidroxil este atașată la al doilea dintre cei trei carboni de propan și, prin urmare, se află în mijloc. Această substanță are trei atomi de carbon, opt hidrogeni și un oxigen, la fel ca propanolul obișnuit. Ca atare, este un izomer de propanol și se numește alcool izopropilic. Majoritatea așa-numitului „alcool de frecare” pentru uz antiseptic conține alcool izopropilic.

De asemenea, ce se întâmplă dacă sunt prezente mai multe grupări hidroxil? Compusul în cauză este încă în alcool? De fapt, și asta se întâmplă. Când un al doilea -OH este adăugat la etanol la celălalt carbon, acest lucru a creat o moleculă numită 1,2-etandiol. "Diolul" relevă faptul că substanța este un alcool dublu cu doi hidroxili, iar prefixul "1,2-" indică faptul că sunt atașați la diferiți atomi de carbon. Acest alcool este denumit mai frecvent etilen glicol și este componenta principală a antigelului. Este foarte toxic (la fel ca și metanolul).

Un alt așa-numit alcool polihidroxilic obișnuit se numește glicerol sau glicerină. Acesta este pur și simplu propan cu o grupare hidroxil substituită cu un atom de hidrogen la fiecare dintre cei trei atomi de carbon, toți de pe aceeași parte a moleculei de propan. Denumirea formală a acestei substanțe este, prin urmare, 1,2,3-propanetriol și servește atât ca „coloană vertebrală” pentru moleculele de grăsime dietetice, cât și poate fi utilizată direct de celule pentru combustibil.

Etanolul este fabricat din porumb și alte materii vegetale. Etanolul este, în general, obținut din molecula glucoză, care există în amidonuri de tot felul și este principala formă de energie utilizată de toate celulele vii. O moleculă de glucoză este transformată în etanol și dioxid de carbon sub influența drojdiei, care acționează ca o enzimă pentru a încuraja reacția de-a lungul:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Această reacție este cunoscută sub numele de fermentație, deoarece este o formă de respirație anaerobă (fără oxigen). Un alt tip de reacție de fermentare este fermentarea acidului lactic, care este ceea ce suferă corpul tău când vă exersați prea intens pentru a permite consumului și procesării de oxigen să țină pasul cu energia dumneavoastră are nevoie. Ambele tipuri de fermentație sunt alternative la respirația aerobă, în care glucoza este procesată în mitocondriile celulare prin ciclul Krebs și prin lanțul de transport al electronilor pentru a produce energie sub formă de ATP sau adenozin trifosfat.

Etanolul, deși este cunoscut de mult timp ca ingredient activ în băuturile alcoolice, a devenit, de asemenea, din ce în ce mai utilizat ca combustibil "alternativ", ceea ce înseamnă că este o alternativă la combustibilii tradiționali fosili sau pe bază de petrol la fel de:

• benzină
  
• gaz natural

Astăzi, peste 98% din benzina vândută în SUA conține o cantitate de etanol. Raportul cel mai frecvent este 90% benzină (o altă hidrocarbură, dacă țineți scorul) la 10% etanol. Unele vehicule au o mai mare flexibilitate în ceea ce privește proprietățile de combustie ale motorului lor și acestea poate funcționa folosind combustibili care conțin peste 50% etanol și, în unele cazuri, mai mult de 80 la sută.

Etanolul este utilizat și în producția de alcool destinat băutului. Oamenii au folosit etanol în formele sale de băut procesate, cum ar fi berea, de secole pentru a schimba modul în care se simt. În cantități mai mici, aceasta poate relaxa mintea și permite unor persoane să participe mai ușor la situații sociale altfel stresante.

Cu toate acestea, fără îndoială, deoarece este atât de ușor abuzat și atât de disponibil, consumul de alcool reprezintă un pericol major pentru sănătatea publică. În anul 2010, conform Centrelor SUA pentru Controlul și Prevenirea Bolilor, consumul excesiv de alcool a costat Economia SUA un sfert de trilion de dolari ca urmare a accidentelor, a pierderii productivității, a problemelor de sănătate, a criminalității și altele probleme. Aproximativ 88.000 de decese pe an sunt direct atribuite efectelor consumului excesiv de alcool. Unii oameni au o tendință mult mai mare decât alții de a deveni dependenți fizic sau psihologic de băuturile care conțin alcool, multe dintre acestea considerându-se genetice. Majoritatea experților consideră că nu există nicio limită de siguranță în ceea ce privește operarea unui autovehicul sub influența, dar accidentele de mașini legate de alcool rămân o sursă extraordinară de moarte și debilitate prevenibile la nivel național.