ETIL ALKOL: FORMÜL, ÖZELLIKLERI, RISKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Etil alkol , etanol ya da alkol, alkol içinde alkollerin, bir organik kimyasal bileşik sınıfı ve maya ya da petrokimya işlemlerle üretilir. Renksiz, yanıcı bir sıvıdır ve psikoaktif bir madde olmasının yanı sıra, dezenfektan ve antiseptik olarak, temiz yanma için yakıt kaynağı olarak, imalat endüstrisinde veya kimyasal bir çözücü olarak.

Etil alkolün kimyasal formülü C ₂ H ₅ , OH ve genişletilmiş bir formül CH olduğu ₃ , CH ₂ , OH. Ayrıca EtOH olarak yazılır ve IUPAC adı etanoldur. Bu nedenle kimyasal bileşenleri karbon, hidrojin ve oksijendir. Molekül, bir H'nin bir hidroksil grubu (-OH) ile değiştirildiği iki karbonlu bir zincirden (etan) oluşur. Kimyasal yapısı Şekil 1'de sunulmuştur.

Şekil 1: etanolün yapısı

En basit ikinci alkoldür. Tüm karbon ve oksijen atomları, molekül sınırlarının serbest dönüşüne izin veren sp3'tür. (Etil alkol Formülü, SF).

Etanol, Saccharomyces cerevisiae gibi mayanın metabolik sürecinin bir parçası olduğu için doğada yaygın olarak bulunabilir, ayrıca olgun meyvelerde de bulunur. Ayrıca bazı bitkiler tarafından anerobiosis yoluyla üretilir. Ayrıca uzayda da bulundu.

Etanol, mısır, sorgum ve arpa gibi tahıllarda bulunan şekerlerin yanı sıra patates kabukları, pirinç, şeker kamışı, şeker pancarı ve bahçe süsleri kullanılarak maya tarafından üretilebilir; veya organik sentez yoluyla.

Petrokimya endüstrisinde elde edilen etilenin hidrasyonu ve katalizör olarak sülfürik veya fosforik asidin 250-300 ºC'de kullanılmasıyla organik sentez yapılır:

CH ₂ = CH ₂ + H ₂ O → CH ₃ CH ₂ , OH

Etil alkol üretimi

Şekerlerin fermantasyonundan elde edilen etanol, alkollü içeceklerin ve biyoyakıtların üretilmesi için ana işlemdir. Esas olarak, mayanın şeker kamışından etanolün biyosentezi için kullanıldığı Brezilya gibi ülkelerde kullanılır.

Mısır, Amerika Birleşik Devletleri'nde etanol yakıtının ana maddesidir. Bu, bolluğu ve düşük fiyatından kaynaklanmaktadır. Şeker kamışı ve pancar, dünyanın diğer bölgelerinde etanol yapmak için kullanılan en yaygın bileşenlerdir.

Alkol, şekerin fermantasyonu yoluyla oluştuğu için, şeker mahsulleri alkole dönüştürülmesi en kolay maddelerdir. Dünyanın ikinci en büyük yakıt etanol üreticisi olan Brezilya, etanolünün çoğunu şeker kamışından üretiyor.

Brezilya'daki arabaların çoğu saf etanol veya benzin ve etanol karışımı ile çalışabilir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Etanol, karakteristik bir kokusu ve yakıcı tadı olan berrak, renksiz bir sıvıdır (Royal Society of Chemistry, 2015).

Etil alkolün molar kütlesi 46.06 g / mol'dür. Erime noktası ve kaynama noktası sırasıyla -114 ºC ve 78 C'dir. Uçucu bir sıvıdır ve yoğunluğu 0.789 g / ml'dir. Etil alkol de yanıcıdır ve dumansız mavi bir alev üretir.

Su ve asetik asit, aseton, benzen, karbon tetraklorür, kloroform ve eter gibi çoğu organik çözücü ile karışabilir.

İlginç bir gerçek, etanolün pentan ve heksan gibi alifatik çözücülerle de karışabilmesidir, ancak çözünürlüğü sıcaklığa bağlıdır (Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 702, 2017).

Etanol, alkollerin en iyi bilinen temsilcisidir. Bu molekülde, hidroksil grubu terminal bir karbon üzerindedir ve molekülün yüksek polarizasyonuna neden olur.

Sonuç olarak, etanol, hidrojen bağı ve dipol-dipol etkileşimi gibi güçlü etkileşimler oluşturabilir. Suda etanol karışabilir ve iki sıvı arasındaki etkileşimler o kadar yüksektir ki, iki bileşene farklı özelliklere sahip azeotrop olarak bilinen bir karışıma yol açarlar.

Asetil klorür ve bromür, etanol veya su ile şiddetli bir şekilde reaksiyona girer. Konsantre sülfürik asit ve güçlü hidrojen peroksit içeren alkol karışımları patlamalara neden olabilir. Etil alkol ile konsantre hidrojen peroksit karışımları da güçlü patlayıcılar oluşturur.

Alkil hipokloritler şiddetli patlayıcılardır. Hipokloröz asit ve alkollerin sulu çözelti veya karışık sulu karbon tetraklorür çözeltileri içinde reaksiyona sokulmasıyla kolayca elde edilirler.

Klor artı alkoller de alkil hipokloritler üretecektir. Soğukta ayrışırlar ve güneş ışığına veya sıcağa maruz kaldıklarında patlarlar. Tersiyer hipokloritler, ikincil veya birincil hipokloritlerden daha az kararsızdır.

İzosiyanatların baz katalizli alkollerle reaksiyonları, inert çözücüler içinde gerçekleştirilmelidir. Çözücülerin yokluğunda bu tür reaksiyonlar genellikle patlayıcı şiddetle meydana gelir (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Tepkime ve tehlikeler

Etil alkol, kararlı, uçucu ve oldukça yanıcı bir bileşik olarak sınıflandırılır. Isı, kıvılcım veya alevle kolayca tutuşacaktır. Buharlar hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilir. Bunlar ateşleme kaynağına gidebilir ve geri çekilebilir.

Buharların çoğu havadan ağırdır. Zemin boyunca yayılacaklar ve alçak veya dar alanlarda (kanalizasyon, bodrum katları, tanklar) toplanacaklar. İçeride, dışarıda veya kanalizasyonda buhar patlama tehlikesi vardır. Kaplar ısıtıldığında patlayabilir.

Etanol, büyük miktarlarda veya yüksek konsantrasyonlarda yutulduğunda toksiktir. Merkezi sinir sistemine depresif ve idrar söktürücü olarak etki eder. Ayrıca gözleri ve burnu tahriş eder.

Oldukça yanıcıdır ve peroksitler, asetil klorür ve asetil bromür ile şiddetli reaksiyona girer. Bazı platin katalizörlerle temas ettiğinde tutuşabilir.

Solunması halinde belirtiler öksürük, baş ağrısı, yorgunluk, uyuşukluktur. Kuru cilt üretebilir. Madde göze temas ederse kızarıklık, ağrı veya yanma hissine neden olur. Yutulduğunda yanma hissi, baş ağrısı, kafa karışıklığı, baş dönmesi ve bilinç kaybı yaratır (IPCS, SF).

Gözler

Bileşik göze temas ederse kontakt lensler kontrol edilmeli ve çıkarılmalıdır. Gözler derhal bol su ile en az 15 dakika soğuk su ile yıkanmalıdır.

cilt

Ciltle teması halinde, etkilenen bölge derhal bol su ile en az 15 dakika boyunca kirlenmiş giysiler ve ayakkabılar çıkarılırken yıkanmalıdır.

Tahriş olmuş cildi yumuşatıcı ile örtün. Yeniden kullanmadan önce giysileri ve ayakkabıları yıkayın. Temas şiddetli ise, dezenfektan sabunla yıkayın ve kontamine olmuş cildi antibakteriyel bir kremle kapatın.

soluk alma

Solunması durumunda mağdur serin bir yere taşınmalıdır. Nefes almıyorsa suni solunum yapılır. Nefes almakta güçlük çekiyorsanız oksijen verin.

yeme

Bileşik yutulursa, tıbbi personel tarafından talimat verilmedikçe kusturulmamalıdır. Gömlek yakası, kemer veya kravat gibi dar giysileri gevşetin.

Her durumda, derhal tıbbi yardım alınmalıdır (Malzeme Güvenlik Bilgi Formu Ethyl alkol 200 Proof, 2013).

Uygulamalar

İlaç

Etanol tıpta antiseptik olarak kullanılır. Etanol, proteinlerini denatüre ederek ve lipitlerini çözerek organizmaları öldürür ve çoğu bakteri, mantar ve birçok virüse karşı etkilidir. Bununla birlikte, etanol, bakteri sporlarına karşı etkisizdir.

Etanol, metanol ve etilen glikol zehirlenmesine bir panzehir olarak uygulanabilir. Bunun nedeni, enzimin alkol dehidrojenaz adı verilen onları parçalayan rekabetçi inhibisyonudur.

eğlence

Bir merkezi sinir sistemi depresanı olan etanol, en yaygın kullanılan psikoaktif ilaçlardan biridir.

Vücuttaki etanol miktarı tipik olarak, burada birim kan hacmi başına etanol ağırlığı olarak alınan kandaki alkol içeriği ile ölçülür.

Küçük etanol dozları genellikle coşku ve rahatlama sağlar. Bu semptomları yaşayan kişiler konuşkan ve daha az çekingen olma eğilimindedir ve zayıf karar verebilirler.

Daha yüksek dozlarda, etanol, kademeli olarak daha yüksek dozlar, bozulmuş duyusal ve motor fonksiyon, azalmış biliş, sersemlik, bilinç kaybı ve olası ölüm üreten bir merkezi sinir sistemi depresanı görevi görür.

Etanol, özellikle sosyalleşirken, genellikle eğlence amaçlı bir ilaç olarak kullanılır. Ayrıca alkolizmin belirti ve semptomlarını görebiliyor musunuz?

Yakıt

Etanolün ana kullanımı motor yakıtı ve yakıt katkı maddesi olarak kullanılır. Etanol kullanmak petrole bağımlılığı azaltabilir ve sera gazı emisyonlarını (EGI) azaltabilir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde etanol yakıtı kullanımı, 2001'de yaklaşık 1,7 milyar galondan 2015'te yaklaşık 13,9 milyara yükseldi (ABD Enerji Bakanlığı, SF).

E10 ve E15, etanol ve benzin karışımlarıdır. "E" işaretinden sonraki sayı, hacimce etanol yüzdesini gösterir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan benzinin çoğu% 10'a kadar etanol içerir, miktarı bölgeye göre değişir. Tüm otomobil üreticileri, benzinli araçlarında E10'a kadar karışımları onaylamaktadır.

1908'de Henry Ford, benzin ve alkol karışımıyla çalışan çok eski bir otomobil olan Model T'yi tasarladı. Ford bu karışıma geleceğin yakıtı adını verdi.

1919'da alkollü bir içecek olduğu için etanol yasaklandı. Sadece yağ ile karıştırıldığında satılabilirdi. Etanol, 1933'te Yasaklamanın sona ermesinden sonra tekrar yakıt olarak kullanıldı (ABD enerji bilgi yönetimi, SF).

Diğer kullanımlar

Etanol, önemli bir endüstriyel bileşendir. Etil halojenürler, etil esterler, dietil eter, asetik asit ve etil aminler gibi diğer organik bileşiklerin öncüsü olarak geniş bir kullanıma sahiptir.

Etanol suyla karışabilir ve genel amaçlı iyi bir çözücüdür. Boyalar, lekeler, keçeli kalemler ve ağız gargaraları, parfümler ve deodorantlar gibi kişisel bakım ürünlerinde bulunur.

Ancak alkol varlığında sulu çözeltiden polisakkaritler çökelir ve bu nedenle DNA ve RNA'nın saflaştırılmasında etanol çökelmesi kullanılır.

Düşük erime noktası (-114,14 ° C) ve düşük toksisitesi nedeniyle, etanol bazen laboratuarlarda (kuru buz veya diğer soğutucu akışkanlarla) kapları bu noktanın altındaki sıcaklıklarda tutmak için bir soğutma banyosu olarak kullanılır. su donuyor. Aynı sebeple alkol termometrelerinde de aktif sıvı olarak kullanılır.

biokimya

Vücuttaki etanolün oksidasyonu, karbonhidratlar ve yağ asitleri arasında 7 kcal / mol enerji üretir. Etanol boş kaloriler üretir, bu da herhangi bir besin maddesi sağlamadığı anlamına gelir.

Oral uygulamadan sonra etanol, mide ve ince bağırsaktan hızla kan dolaşımına emilir ve toplam vücut suyuna dağıtılır.

Emilim mideden ziyade ince bağırsaktan daha hızlı gerçekleştiğinden mide boşalmasındaki gecikmeler etanolün emilimini geciktirir. Dolayısıyla aç karnına içmeme kavramı.

Vücuda giren etanolün% 90'ından fazlası tamamen asetaldehite oksitlenir. Etanolün geri kalanı ter, idrar ve solunum yoluyla (nefes) atılır.

Vücudun alkolü metabolize ettiği üç yol vardır. Ana yol, alkol dehidrojenaz (ADH) enzimidir. ADH, hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Esas olarak karaciğerde bulunur, ancak aynı zamanda gastrointestinal sistemde, böbreklerde, nazal mukozada, testislerde ve uterusta da bulunur.

Bu enzim, oksitlenmiş koenzim NAD'ye bağlıdır. Karaciğerde alınan etanolün% 80 ila% 100'ünü metabolize ettiği için etanolün oksidasyonunda en önemlisidir. Fonksiyonu, reaksiyona göre alkolü asetaldehide oksitlemektir:

CH ₃ CH ₂ , OH + NAD ⁺ → CH ₃ -CHO + NADH + H ⁺

Alkolü metabolize etmenin başka bir yolu, alkolü asetaldehide oksitlemek için hidrojen peroksit kullanan katalaz enzimidir:

CH ₃ CH ₂ , OH + H ₂ O ₂ → CH ₃ -CHO + 2H ₂ O

Bu yol, hücresel koşullar altında ksantin oksidaz veya NADPH-oksidaz enzimleri tarafından üretilen düşük H ₂ O ₂ oluşum hızlarıyla sınırlıdır .

Alkolü metabolize etmenin üçüncü yolu, mikrozomal etanol oksidasyon sistemidir (SMOE). Karışık sitokrom P450 işlevine sahip oksidaz enzimlerinden oluşan, karaciğerde bulunan organizmadan toksik maddelerin eliminasyonu için bir sistemdir.

Oksidasyonlar, ilaçları ve yabancı bileşikleri (ksenobiyotikler) hidroksilasyon yoluyla değiştirerek, onları toksik olmayan hale getirir. Özel etanol durumunda reaksiyon şudur:

CH ₃ CH ₂ OH + NADPH + H ⁺ + O ₂ → CH ₃ CHO + NADP ⁺ + 2H ₂ O

Etanol, bu üç enzim tarafından asetaldehite dönüştürüldüğünde, aldehit dehidrojenaz enziminin (ALDH) etkisiyle asetata oksitlenir. Bu enzim, oksitlenmiş koenzim NAD'ye bağlıdır ve reaksiyon:

CH ₃ CHO + NAD + H ₂ O → CH ₃ -COOH + NADH + H ⁺

Asetat, asetil CoA üretmek için koenzim A ile aktive edilir. Bu, enerji üretimi için Krebs döngüsüne girer (ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi, 2012).

Alkollerde hidroksil grubunun önemi

Hidroksil grubu, bir oksijen atomu ve bir hidrojen atomundan oluşan bir moleküldür.

Bu, karbon zincirine bağlanan net bir negatif yüke sahip su benzeri bir molekülle sonuçlanır.

Bu molekül karbon zincirini alkol yapar. Ayrıca, ortaya çıkan moleküle belirli genel özellikler sağlar.

Karbon ve hidrojen zincirlerinden dolayı polar olmayan moleküller olan alkanların aksine, zincire bir hidroksil grubu yapıştığında OH molekülünün suya benzerliğinden dolayı suda çözünebilme yeteneği kazanır.

Ancak bu özellik, molekülün büyüklüğüne ve hidroksil grubunun karbon zinciri üzerindeki konumuna bağlı olarak değişir.

Fizikokimyasal özellikler, molekülün boyutuna ve hidroksil grubunun dağılımına bağlı olarak değişir, ancak genel olarak alkoller genellikle sıvıdır ve karakteristik bir kokusu vardır.

Referanslar

1. DENATÜR EDİLMİŞ ALKOL. (2016). Cameochemicals.noaa.gov'dan kurtarıldı.
2. Etil alkol Formülü. (SF). Softschools.com'dan kurtarıldı.
3. (SF). ETANOL (SUSUZ). İnchem.org'dan kurtarıldı.
4. Malzeme Güvenliği Veri Sayfası Etil alkol 200 Kanıt. (2013, 21 Mayıs). Sciencelab.com'dan kurtarıldı.
5. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 702. (2017, 18 Mart). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 702. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
6. Kraliyet Kimya Derneği. (2015). Etanol. Chemspider.com'dan kurtarıldı
7. S. enerji bölümü. (SF). Etanol. Fueleconomy.gov'dan kurtarıldı.
8. S. enerji bilgi yönetimi. (SF). Etanol. Eia.gov'dan kurtarıldı.
9. S. Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2012, 20 Aralık). HSDB: ETANOL. Toxnet.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.