Aký je rozdiel medzi etanolom a alkoholom?

„Alkohol“ je slovo, ktoré má ako veľa anglických výrazov konkrétnejší význam vo vede, ako v každodennom používaní. „Etanol“ zatiaľ popisuje konkrétnu chemickú látku; zatiaľ čo etanol je typ alkoholu, má aj viacnásobné použitie (jedno priemyselné, jedno s potravinami a nápojmi), ktoré sa navzájom málo prekrývajú.

Čo je to etanol? Nazývaný tiež etylalkohol, je to jeden z najjednoduchších alkoholov a je určite najznámejší, v dobrom aj v zlom, v západnej kultúre. Táto skromná molekula s dvoma atómami uhlíka je centrom veľkého množstva historických sporov a jej použitia ako a látka ovplyvňujúca náladu mala v priebehu celej histórie významný vplyv na ľudské spoločnosti civilizácia.

Mnoho zlúčenín v chémii sú uhľovodíky, ktoré pozostávajú iba z atómov uhlíka a vodíka. Zavedenie atómov kyslíka do uhľovodíkov otvára dvere k množstvu nových kategórií chemikálií s rôznymi vlastnosťami.

Alkoholy sú uhľovodíky, v ktorých je atóm vodíka nahradená skupinou -OH alebo hydroxylovou skupinou. Najjednoduchším príkladom je uhľovodík metán, ktorý má vzorec CH

Zatiaľ čo metanol má jeden atóm uhlíka, etanol, ďalší najväčší a odvodený od čistého uhľovodíka etánu, má dva. Chemický vzorec pre etán je CH₃CH₃ (tiež písané C₂H₆); každý atóm uhlíka je viazaný na tri vodíky a na ďalšie atómy uhlíka. Vzorec pre etanol je preto CH₃CH₂(OH).

Etanol sa tiež nazýva etylalkohol. Táto konvencia pomenovania, ako ste asi tušili, sa týka všetkých alkoholov; prípona „-anol“ sa môže zameniť s ťažkopádnejším „-ylalkoholom“. Vedieť, že propán je názov trojuhlíkového uhľovodík, môžete vypočítať jeho chemický vzorec, chemický vzorec pridruženého alkoholu a dva rôzne názvy alkohol?

Pretože metanol a etanol sú jedno- a dvojuhlíkové alkoholy, nie je z hľadiska ich zloženia žiadna nejednoznačnosť. To znamená, že s ohľadom na uhľovodík s jedným alebo dvoma atómami uhlíka s jednou hydroxylovou skupinou namiesto jedného atómu vodíka existuje iba jedna možná konfigurácia. V prípade etanolu je uhlík, na ktorý je pripojený -OH, irelevantný, pretože etán samotný je symetrická molekula; neexistuje prvý geometrický rozdiel medzi prvým uhlíkom a druhým.

Na úrovni troch uhlíkových zlúčenín sa to však komplikuje. Propán má vzorec CH₃CH₂CH₃ (tiež písané ako C₃H₈). Ak je hydroxylová skupina pripojená k jednému z koncových (koncových) uhlíkov, výsledkom je obyčajný propylalkohol alebo propanol. Čo však v prípade, ak je hydroxylová skupina namiesto toho pripojená k strednému uhlíku?

Dôležitá zlúčenina nazývaná propán-2-ol má v skutočnosti práve také usporiadanie. (V starších odkazoch to môžete vidieť ako 2-propanol; pridanie „2“ ako infix je dohovor, ktorý sa začal v roku 2013, keď Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC) vyvinula nové nomenklatúrne pravidlá.) „2“ sa vzťahuje na skutočnosť, že hydroxylová skupina je pripojená k druhému z troch uhlíkov propánu, a teda je v stredný. Táto látka má rovnako ako bežný propanol tri uhlíky, osem vodíkov a kyslík. Ako taký je to izomér propanolu a je nazývaný izopropylalkohol. Väčšina takzvaného „liehového alkoholu“ na antiseptické použitie obsahuje izopropylalkohol.

Čo tiež v prípade, že je prítomná viac ako jedna hydroxylová skupina? Je príslušná zlúčenina stále v alkohole? V skutočnosti k tomu tiež dochádza. Keď sa k etanolu na druhom uhlíku pridá druhý -OH, vznikla molekula nazývaná 1,2-etándiol. „Diol“ ukazuje, že látkou je dvojitý alkohol s dvoma hydroxylovými skupinami a predpona „1,2-“ naznačuje, že sú pripojené k rôznym uhlíkom. Tento alkohol sa častejšie nazýva etylénglykol a je hlavnou zložkou nemrznúcej zmesi. Je vysoko toxický (rovnako ako metanol).

Ďalším bežným takzvaným polyhydroxylalkoholom je všeobecný názov glycerol alebo glycerín. Jedná sa jednoducho o propán s hydroxylovou skupinou substituovanou atómom vodíka na každom z troch atómov uhlíka, a to na tej istej strane molekuly propánu. Formálny názov tejto látky je teda 1,2,3-propántriol, ktorý slúži ako „hlavný reťazec“ pre molekuly tuku v potrave a môže byť priamo použitý v palivových bunkách.

Etanol sa vyrába z kukurice a iných rastlinných látok. Etanol sa všeobecnejšie vyrába z molekuly glukózy, ktorá existuje v škroboch všetkého druhu a je hlavnou formou energie používanej vo všetkých živých bunkách. Jedna molekula glukózy sa pod vplyvom kvasiniek premení na etanol a oxid uhličitý, ktoré pôsobia ako enzým na podporu reakcie pozdĺž:

C.₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Táto reakcia je známa ako fermentácia, pretože je to forma anaeróbneho (bez kyslíka) dýchania. Ďalším typom fermentačnej reakcie je fermentácia kyselinou mliečnou, ktorou kedy prechádza vaše telo cvičíte príliš intenzívne, aby ste umožnili spotrebu a spracovanie kyslíka držať krok s vašou energiou potreby. Oba druhy fermentácie sú alternatívou k aeróbnemu dýchaniu, pri ktorom sa glukóza spracováva v bunkových mitochondriách prostredníctvom Krebsovho cyklu a transportného reťazca elektrónov za účelom získania energie vo forme ATP alebo adenozíntrifosfátu.

Etanol, hoci je dlho známy ako účinná látka v alkoholických nápojoch, sa tiež čoraz častejšie používa ako „alternatívne“ palivo, čo znamená, že je alternatívou k tradičným fosílnym palivám alebo na báze ropy, napríklad ako:

• benzín
  
• zemný plyn

V súčasnosti obsahuje viac ako 98 percent benzínu predávaného v USA určité množstvo etanolu. Najbežnejším pomerom je 90 percent benzínu (iný uhľovodík, ak sledujete skóre) k 10 percentám etanolu. Niektoré vozidlá majú väčšiu flexibilitu, pokiaľ ide o vlastnosti spaľovania paliva ich motorov, a tieto môže pracovať s palivami, ktoré obsahujú viac ako 50 percent etanolu a v niektorých prípadoch viac ako 80 percent percent.

Etanol sa tiež používa na výrobu alkoholu určeného na pitie. Ľudia po stáročia používali etanol v jeho spracovaných pitných formách, ako je pivo, na zmenu vnímania. V menšom množstve môže uvoľniť myseľ a umožniť niektorým jedincom ľahšie sa zúčastňovať na inak stresujúcich sociálnych situáciách.

Je však nespochybniteľné, že pretože je tak ľahko zneužívaný a tak široko dostupný, predstavuje pitie alkoholu veľké riziko pre verejné zdravie. V roku 2010 stála podľa amerických centier pre kontrolu a prevenciu chorôb nadmerná konzumácia alkoholu Americká ekonomika štvrť bilióna dolárov v dôsledku nehôd, straty produktivity, zdravotných problémov, kriminality a ďalších problémy. Asi 88 000 úmrtí ročne možno priamo pripísať účinkom nadmerného pitia. Niektorí ľudia majú oveľa väčšiu tendenciu stať sa fyzicky alebo psychicky závislými od nápojov obsahujúcich alkohol ako ostatní, pričom väčšina z nich je považovaná za genetickú. Väčšina odborníkov sa domnieva, že skutočne neexistuje žiadny bezpečný limit, pokiaľ ide o prevádzku motorového vozidla pod EU vplyv, ale autonehody spojené s alkoholom zostávajú obrovským zdrojom smrti, ktorej sa dá predísť a slabosti celonárodne.