Kakšna je razlika med etanolom in alkoholom?

"Alkohol" je beseda, ki ima, tako kot mnogi angleški izrazi, v znanosti bolj specifičen pomen kot v vsakdanji rabi. "Etanol" medtem opisuje določeno kemično snov; Čeprav je etanol vrsta alkohola, ima tudi več aplikacij (ena industrijska, druga hrana in pijača), ki se le malo prekrivajo.

Kaj je etanol? Imenuje se tudi etilni alkohol, je eden najpreprostejših alkoholov in je zagotovo najbolj znan v dobrem ali slabem v zahodni kulturi. Ta skromna molekula z dvema ogljikoma je središče številnih zgodovinskih polemik in njena uporaba kot Snov, ki spreminja razpoloženje, je imela v zgodovini Ljubljane pomembne učinke na človeške družbe civilizacija.

Mnoge spojine v kemiji so ogljikovodiki, sestavljeni samo iz atomov ogljika in vodika. Vnos atomov kisika v ogljikovodike odpira vrata številnim novim kategorijam kemikalij z različnimi lastnostmi.

Alkoholi so ogljikovodiki, pri katerih je atom vodika nadomeščena skupina -OH ali hidroksilna skupina. Najenostavnejši primer je ogljikovodikov metan s formulo CH

Medtem ko ima metanol en atom ogljika, ima etanol, naslednji največji in izhaja iz čistega ogljikovodikovega etana, dva. Kemična formula za etan je CH₃CH₃ (napisano tudi C₂H₆); vsak atom ogljika je vezan na tri vodike in na druge atome ogljika. Formula za etanol je torej CH₃CH₂(OH).

Etanol se imenuje tudi etilni alkohol. Ta konvencija o poimenovanju, kot ste morda sumili, velja za vse alkohole; pripono "-anol" lahko zamenjamo z bolj okornim "-ilnim alkoholom". Vedeti, da je propan ime treh ogljikov ogljikovodik, ali lahko določite njegovo kemijsko formulo, formulo pripadajočega alkohola in dve različni imeni za to alkohol?

Ker sta metanol in etanol eno- in dvoogljična alkohola, glede njihove formule ne obstaja dvoumnost. To pomeni, da je glede na enoogljični ali dvoogljikovodični ogljikovodik z eno hidroksilno skupino namesto enega vodikovega atoma možna le ena konfiguracija. V primeru etanola je ogljik, na katerega je pritrjen -OH, nepomemben, ker je sam etan simetrična molekula; ni geometrijske razlike med prvim ogljikom in drugim.

Na ravni treh ogljikovih spojin pa se stvari zapletejo. Propan ima formulo CH₃CH₂CH₃ (zapisano tudi kot C₃H₈). Če je hidroksilna skupina vezana na enega od končnih (končnih) ogljikov, je rezultat navaden propilni alkohol ali propanol. Kaj pa, če je hidroksilna skupina namesto tega pritrjena na srednji ogljik?

Pravzaprav ima pomembna spojina, imenovana propan-2-ol, prav takšen dogovor. (V starejših referencah boste to videli kot 2-propanol; dodajanje "2" kot pripone je konvencija, ki se je začela leta 2013, ko je Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) razvila novo nomenklaturna pravila.) "2" se nanaša na dejstvo, da je hidroksilna skupina vezana na drugega od treh ogljikovih atomov propana in je zato v srednji. Ta snov vsebuje tri ogljike, osem vodikov in kisik, tako kot običajni propanol. Kot tak je izomer propanola in se imenuje izopropil alkohol. Večina tako imenovanega "alkohola za drgnjenje" za antiseptično uporabo vsebuje izopropilni alkohol.

Kaj pa, če je prisotnih več kot ena hidroksilna skupina? Je zadevna spojina še vedno v alkoholu? Pravzaprav se tudi to zgodi. Ko se etanolu pri drugem ogljiku doda drugi -OH, je nastala molekula, imenovana 1,2-etandiol. "Diol" razkriva, da je snov dvojni alkohol z dvema hidroksiloma, predpona "1,2-" pa kaže, da sta vezana na različne ogljike. Ta alkohol se bolj pogosto imenuje etilen glikol in je glavna sestavina antifriza. Je zelo strupen (tako kot metanol).

Drug pogost tako imenovani polihidroksilni alkohol se imenuje glicerol ali glicerin. To je preprosto propan s hidroksilno skupino, ki je substituirana za atom vodika pri vsakem od treh atomov ogljika, vse na isti strani molekule propana. Formalno ime te snovi je torej 1,2,3-propanetriol, ki služi kot "hrbtenica" molekul prehranske maščobe in jih celice lahko neposredno uporabljajo za gorivo.

Etanol je narejen iz koruze in drugih rastlinskih snovi. Na splošno je etanol izdelan iz molekule glukoze, ki obstaja v vseh vrstah škroba in je glavna oblika energije, ki jo uporabljajo vse žive celice. Ena molekula glukoze se pod vplivom kvasa pretvori v etanol in ogljikov dioksid, ki deluje kot encim za spodbujanje reakcije:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Ta reakcija je znana kot fermentacija, saj je oblika anaerobnega (brez kisika) dihanja. Druga vrsta fermentacijske reakcije je mlečnokislinska fermentacija, ki jo vaše telo kdaj podvrže telovadite preveč intenzivno, da bi poraba kisika in obdelava lahko sledila vaši energiji potrebe. Obe vrsti fermentacije sta alternativi aerobnemu dihanju, pri katerem se glukoza predeluje v celičnih mitohondrijih skozi Krebsov cikel in verigo prenosa elektronov, da dobimo energijo v obliki ATP ali adenozin trifosfata.

Tudi etanol, ki je bil že dolgo znan kot aktivna sestavina alkoholnih pijač, se vse pogosteje uporablja kot "alternativno" gorivo, kar pomeni, da je alternativa tradicionalnim fosilnim gorivom ali gorivom na osnovi nafte, kot:

• bencin
  
• zemeljski plin

Danes več kot 98 odstotkov prodanega bencina v ZDA vsebuje nekaj etanola. Najpogostejše razmerje je 90 odstotkov bencina (še en ogljikovodik, če držite rezultat) in 10 odstotkov etanola. Nekatera vozila imajo večjo prilagodljivost glede lastnosti zgorevanja goriv pri svojih motorjih lahko deluje z gorivi, ki vsebujejo več kot 50 odstotkov etanola in v nekaterih primerih tudi več kot 80 odstotkov.

Etanol se uporablja tudi pri proizvodnji alkohola, namenjenega pitju. Ljudje že stoletja uporabljajo etanol v njegovih predelanih oblikah pitja, kot je pivo, da spremenijo svoje počutje. V manjših količinah lahko sprosti um in nekaterim posameznikom omogoči lažje sodelovanje v sicer stresnih družbenih situacijah.

Nedvomno pa je pitje alkohola, ker ga je mogoče zlahka zlorabiti in je tako na voljo, velika nevarnost za javno zdravje. Po podatkih ameriških centrov za nadzor in preprečevanje bolezni je leta 2010 stalo pretirano uživanje alkohola Ameriško gospodarstvo četrt bilijona dolarjev zaradi nesreč, izgube produktivnosti, zdravstvenih težav, kriminala in drugega vprašanja. Približno 88.000 smrtnih primerov na leto je mogoče neposredno pripisati učinkom prekomernega pitja. Nekateri ljudje imajo veliko večjo težnjo kot drugi, da postanejo fizično ali psihološko odvisni od pijač, ki vsebujejo alkohol, pri čemer je večina od njih domnevno genetska. Večina strokovnjakov meni, da v resnici ni nobene varne omejitve za upravljanje motornega vozila pod vpliv alkohola, vendar so avtomobilske nesreče, povezane z alkoholom, še vedno izjemen vir preprečljive smrti in oslabelosti po vsej državi.