ETIL ALKOHOL: FORMULA, SIFAT, RISIKO DAN PENGGUNAAN - KIMIA - 2026

The etil alkohol , etanol atau alkohol, adalah kelas sebatian kimia organik daripada alkohol dalam alkohol dan dihasilkan oleh yis atau oleh proses petrokimia. Ini adalah cairan yang tidak berwarna, mudah terbakar dan selain menjadi bahan psikoaktif, sebagai pembasmi kuman dan antiseptik, sebagai sumber bahan bakar untuk pembakaran bersih, dalam industri pembuatan atau sebagai pelarut kimia.

Formula kimia etil alkohol ialah C ₂ H ₅ OH dan formula lanjutannya ialah CH ₃ CH ₂ OH. Ia juga ditulis sebagai EtOH dan nama IUPAC adalah etanol. Oleh itu, komponen kimianya adalah karbon, hidrogen dan oksigen. Molekul terdiri daripada rantai dua karbon (etana), di mana satu H telah digantikan oleh kumpulan hidroksil (-OH). Struktur kimianya ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1: struktur etanol

Ini adalah alkohol kedua termudah. Semua atom karbon dan oksigen adalah sp3 yang memungkinkan putaran bebas molekul sempadan. (Formula etil alkohol, SF).

Etanol boleh didapati secara meluas kerana ia adalah sebahagian daripada proses metabolik ragi seperti Saccharomyces cerevisiae, ia juga terdapat pada buah masak. Ia juga dihasilkan oleh beberapa tumbuhan melalui anerobiosis. Ia juga dijumpai di angkasa lepas.

Etanol dapat dihasilkan oleh ragi menggunakan fermentasi gula yang terdapat pada biji-bijian seperti jagung, sorgum, dan barli, serta kulit kentang, beras, tebu, bit gula, dan tanaman halaman; atau dengan sintesis organik.

Sintesis organik dilakukan melalui penghidratan etilena yang diperoleh dalam industri petrokimia dan menggunakan asid sulfurik atau fosforik sebagai pemangkin pada suhu 250-300 ºC:

CH ₂ = CH ₂ + H ₂ O → CH ₃ CH ₂ OH

Pengeluaran alkohol etil

Etanol dari penapaian gula adalah proses utama untuk menghasilkan minuman beralkohol dan biofuel. Ia digunakan terutamanya di negara-negara seperti Brazil, di mana ragi digunakan untuk biosintesis etanol dari tebu.

Jagung adalah bahan utama untuk bahan bakar etanol di Amerika Syarikat. Ini disebabkan oleh banyaknya dan harganya yang rendah. Tebu dan bit adalah bahan yang paling biasa digunakan untuk membuat etanol di bahagian lain dunia.

Oleh kerana alkohol diciptakan melalui penapaian gula, tanaman gula adalah bahan termudah untuk ditukar menjadi alkohol. Brazil, pengeluar etanol bahan bakar kedua terbesar di dunia, menghasilkan sebahagian besar etanolnya dari tebu.

Sebilangan besar kereta di Brazil mampu menggunakan etanol tulen atau campuran petrol dan etanol.

Sifat fizikal dan kimia

Etanol adalah cecair jernih tanpa warna dengan ciri khas bau dan rasa terbakar (Royal Society of Chemistry, 2015).

Jisim molar etil alkohol ialah 46.06 g / mol. Titik lebur dan takat didihnya masing-masing -114 ºC dan 78 ºC. Ini adalah cecair yang mudah menguap dan ketumpatannya adalah 0.789 g / ml. Etil alkohol juga mudah terbakar dan menghasilkan api biru tanpa asap.

Ia boleh dicampur dengan air dan pelarut organik seperti asid asetik, aseton, benzena, karbon tetraklorida, kloroform dan eter.

Fakta yang menarik adalah bahawa etanol juga dapat dicampur dalam pelarut alifatik seperti pentana dan heksana, tetapi kelarutannya bergantung pada suhu (Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 702, 2017).

Etanol adalah wakil alkohol yang paling terkenal. Dalam molekul ini, kumpulan hidroksil berada pada karbon terminal, mengakibatkan polarisasi molekul yang tinggi.

Oleh itu, etanol dapat membentuk interaksi yang kuat, seperti ikatan hidrogen dan interaksi dipol-dipol. Di dalam air, etanol tidak dapat dicampur dan interaksi antara kedua-dua cecair tersebut sangat tinggi sehingga menghasilkan campuran yang dikenali sebagai azeotrope, dengan ciri-ciri yang berbeza pada kedua komponen tersebut.

Asetil klorida dan bromida bertindak balas dengan keras dengan etanol atau air. Campuran alkohol dengan asid sulfurik pekat dan hidrogen peroksida kuat boleh menyebabkan letupan. Campuran etil alkohol dengan hidrogen peroksida pekat membentuk bahan letupan yang kuat.

Hipoklorit alkil adalah bahan letupan yang ganas. Mereka mudah diperoleh dengan bertindak balas asid hipoklorik dan alkohol dalam larutan berair atau larutan campuran tetraklorida karbon berair.

Klorin dan alkohol juga akan menghasilkan alkil hipoklorit. Mereka terurai dalam keadaan sejuk dan meletup apabila terkena cahaya matahari atau panas. Hipoklorit tersier kurang stabil daripada hipoklorit sekunder atau primer.

Tindak balas isosianat dengan alkohol pemangkin asas mesti dilakukan dalam pelarut lengai. Tindak balas sedemikian sekiranya tiada pelarut sering berlaku dengan kekerasan letupan (DENATURED ALCOHOL, 2016).

Kereaktifan dan bahaya

Etil alkohol diklasifikasikan sebagai sebatian yang stabil, tidak stabil dan sangat mudah terbakar. Ia akan mudah terbakar oleh panas, percikan api atau api. Wap boleh membentuk campuran letupan dengan udara. Ini boleh pergi ke sumber pencucuhan dan mundur.

Sebilangan besar wap lebih berat daripada udara. Mereka akan tersebar di tanah dan dikumpulkan di kawasan rendah atau terkurung (pembetung, ruang bawah tanah, tangki). Terdapat bahaya letupan wap di dalam, di luar rumah, atau di pembetung. Bekas boleh meletup semasa dipanaskan.

Etanol beracun apabila dimakan dalam jumlah besar atau dalam kepekatan yang besar. Ia bertindak pada sistem saraf pusat sebagai kemurungan dan diuretik. Ia juga merengsakan mata dan hidung.

Ia sangat mudah terbakar dan bertindak balas dengan hebat dengan peroksida, asetil klorida, dan asetil bromida. Apabila bersentuhan dengan beberapa pemangkin platinum, ia boleh menyala.

Gejala sekiranya menyedut adalah batuk, sakit kepala, keletihan, mengantuk. Ia dapat menghasilkan kulit kering. Sekiranya bahan tersebut bersentuhan dengan mata ia akan menyebabkan kemerahan, sakit atau sensasi terbakar. Sekiranya tertelan ia menghasilkan sensasi terbakar, sakit kepala, kekeliruan, pening dan tidak sedar (IPCS, SF).

Mata

Sekiranya sebatian itu bersentuhan dengan mata, kanta lekap harus diperiksa dan dikeluarkan. Mata harus segera memerah dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 minit dengan air sejuk.

Kulit

Sekiranya terkena kulit, kawasan yang terkena harus segera dibilas dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 minit sambil menanggalkan pakaian dan kasut yang tercemar.

Tutup kulit yang jengkel dengan emolien. Basuh pakaian dan kasut sebelum digunakan semula. Sekiranya sentuhannya teruk, basuh dengan sabun pembasmi kuman dan tutup kulit yang tercemar dengan krim antibakteria.

Penyedutan

Sekiranya tersedut, mangsa harus dipindahkan ke tempat yang sejuk. Sekiranya tidak bernafas, pernafasan buatan diberikan. Sekiranya sukar bernafas, berikan oksigen.

Pengingesan

Sekiranya kompaun tertelan, muntah tidak boleh disebabkan kecuali diarahkan oleh pegawai perubatan. Longgarkan pakaian ketat seperti kolar baju, tali pinggang, atau tali leher.

Dalam semua kes, rawatan perubatan harus segera diperoleh (Lembaran Data Keselamatan Bahan Etil alkohol 200 Bukti, 2013).

Permohonan

Ubat

Etanol digunakan dalam perubatan sebagai antiseptik. Etanol membunuh organisma dengan mendenaturasi proteinnya dan melarutkan lipidnya dan berkesan terhadap kebanyakan bakteria, kulat, dan banyak virus. Walau bagaimanapun, etanol tidak berkesan terhadap spora bakteria.

Etanol boleh diberikan sebagai penawar kepada keracunan metanol dan etilena glikol. Ini disebabkan oleh penghambatan enzim yang kompetitif yang memecahnya yang disebut alkohol dehidrogenase.

Rekreasi

Sebagai penekan sistem saraf pusat, etanol adalah salah satu ubat psikoaktif yang paling banyak digunakan.

Jumlah etanol dalam badan biasanya diukur dengan kandungan alkohol dalam darah, yang diambil di sini sebagai berat etanol per unit isipadu darah.

Etanol dalam dos yang kecil biasanya menghasilkan euforia dan kelonggaran. Orang yang mengalami gejala ini cenderung bercakap dan kurang dihambat, dan mungkin menunjukkan pertimbangan yang buruk.

Pada dos yang lebih tinggi, etanol bertindak sebagai depresan sistem saraf pusat, menghasilkan dosis yang semakin tinggi, gangguan fungsi deria dan motorik, penurunan kognisi, stupefaction, tidak sedarkan diri, dan kemungkinan kematian.

Etanol biasanya digunakan sebagai ubat rekreasi, terutama ketika bersosial. Anda juga dapat melihat apakah tanda dan gejala alkoholisme?

Bahan api

Penggunaan utama etanol adalah sebagai bahan bakar motor dan bahan bakar tambahan. Menggunakan etanol dapat mengurangkan kebergantungan pada minyak dan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau (EGI).

Penggunaan bahan bakar etanol di Amerika Syarikat telah meningkat secara mendadak, dari sekitar 1.7 bilion gelen pada tahun 2001 kepada sekitar 13.9 bilion pada tahun 2015 (jabatan tenaga AS, SF).

E10 dan E15 adalah campuran etanol dan petrol. Nombor selepas "E" menunjukkan peratusan etanol mengikut isipadu.

Sebilangan besar petrol yang dijual di Amerika Syarikat mengandungi hingga 10% etanol, jumlahnya berbeza mengikut kawasan. Semua pengeluar kereta menyetujui campuran hingga E10 di dalam kereta petrol mereka.

Pada tahun 1908, Henry Ford merancang Model T-nya, sebuah kereta yang sangat tua, yang menggunakan campuran petrol dan alkohol. Ford memanggil campuran ini sebagai bahan bakar masa depan.

Pada tahun 1919, etanol dilarang kerana dianggap sebagai minuman beralkohol. Ia hanya dapat dijual apabila dicampurkan dengan minyak. Etanol digunakan sebagai bahan bakar lagi setelah Larangan berakhir pada tahun 1933 (pentadbiran maklumat tenaga AS, SF).

Kegunaan lain

Etanol adalah ramuan industri yang penting. Ia digunakan secara meluas sebagai pendahulu kepada sebatian organik lain seperti etil halida, etil ester, dietil eter, asid asetik, dan etil amina.

Etanol boleh dicampur dengan air dan merupakan pelarut tujuan umum yang baik. Ia terdapat pada cat, noda, penanda, dan produk penjagaan diri seperti ubat kumur, minyak wangi, dan deodoran.

Walau bagaimanapun, polisakarida mendakan dari larutan berair dengan adanya alkohol, dan pemendakan etanol digunakan untuk alasan ini dalam pemurnian DNA dan RNA.

Oleh kerana titik leburnya rendah (-114,14 ° C) dan keracunan rendah, etanol kadang-kadang digunakan di makmal (dengan ais kering atau bahan pendingin lain) sebagai tempat penyejuk untuk memastikan bekas berada pada suhu di bawah titik pembekuan air. Atas sebab yang sama, ia juga digunakan sebagai cecair aktif dalam termometer alkohol.

Biokimia

Pengoksidaan etanol dalam badan menghasilkan sejumlah tenaga 7 kcal / mol, antara antara karbohidrat dan asid lemak. Etanol menghasilkan kalori kosong, yang bermaksud bahawa ia tidak memberikan sebarang jenis nutrien.

Selepas pemberian oral, etanol cepat diserap ke dalam aliran darah dari perut dan usus kecil dan diedarkan dalam jumlah air badan.

Kerana penyerapan berlaku lebih cepat dari usus kecil daripada perut, kelewatan pengosongan gastrik melambatkan penyerapan etanol. Oleh itu konsep untuk tidak minum semasa perut kosong.

Lebih daripada 90% etanol yang masuk ke dalam badan teroksidasi sepenuhnya kepada asetaldehid. Etanol selebihnya dikeluarkan melalui peluh, air kencing, dan melalui pernafasan (nafas).

Terdapat tiga cara di mana tubuh memetabolisme alkohol. Jalan utama adalah melalui enzim alkohol dehidrogenase (ADH). ADH terletak di sitoplasma sel. Ia dijumpai terutamanya di hati, walaupun ia juga terdapat di saluran gastrointestinal, ginjal, mukosa hidung, testis, dan rahim.

Enzim ini bergantung pada NAD koenzim teroksidasi. Ini adalah yang paling penting dalam pengoksidaan etanol, kerana metabolisme antara 80 dan 100% etanol yang tertelan di hati. Fungsinya adalah mengoksidakan alkohol kepada asetaldehid mengikut tindak balas:

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

Cara lain untuk memetabolisme alkohol adalah melalui enzim katalase, yang menggunakan hidrogen peroksida untuk mengoksidakan alkohol kepada asetaldehid dengan cara:

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

Laluan ini dibatasi oleh kadar rendah generasi H ₂ O ₂ yang dihasilkan dalam keadaan sel oleh enzim xanthine oxidase atau NADPH-oxidase.

Cara ketiga memetabolisme alkohol adalah melalui sistem pengoksidaan etanol mikrosomal (SMOE). Ini adalah sistem untuk penghapusan bahan toksik dari organisme yang terletak di hati, yang terdiri daripada enzim oksidase fungsi campuran sitokrom P450.

Oksidasi mengubah ubat dan sebatian asing (xenobiotik) dengan hidroksilasi, menjadikannya tidak beracun. Dalam kes khusus etanol, tindak balasnya adalah:

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

Apabila etanol ditukar menjadi asetaldehid oleh ketiga enzim ini, ia dioksidakan menjadi asetat dengan tindakan enzim aldehid dehidrogenase (ALDH). Enzim ini bergantung pada koenzim teroksidasi NAD dan tindak balasnya adalah:

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

Asetat diaktifkan dengan koenzim A untuk menghasilkan asetil CoA. Ini memasuki kitaran Krebs untuk pengeluaran tenaga (US National Library of Medicine, 2012).

Kepentingan kumpulan hidroksil dalam alkohol

Kumpulan hidroksil adalah molekul yang terdiri daripada atom oksigen dan atom hidrogen.

Ini menghasilkan molekul seperti air dengan muatan negatif bersih yang mengikat pada rantai karbon.

Molekul ini menjadikan rantai karbon sebagai alkohol. Selanjutnya, ia memberikan ciri umum tertentu pada molekul yang dihasilkan.

Berbeza dengan alkana, yang merupakan molekul nonpolar kerana rantai karbon dan hidrogennya, apabila kumpulan hidroksil mematuhi rantai, ia memperoleh kemampuan untuk larut dalam air, kerana kemiripan molekul OH dengan air.

Walau bagaimanapun, sifat ini berbeza-beza bergantung pada ukuran molekul dan kedudukan kumpulan hidroksil pada rantai karbon.

Sifat fizikokimia berubah bergantung pada ukuran molekul dan taburan kumpulan hidroksil, tetapi secara amnya alkohol biasanya cair dengan bau khas.

Rujukan

1. ALCOHOL YANG DENATUR. (2016). Dipulihkan dari cameochemicals.noaa.gov.
2. Formula etil alkohol. (SF). Dipulihkan dari softschools.com.
3. (SF). ETHANOL (ANHYDROUS). Dipulihkan dari inchem.org.
4. Helaian Data Keselamatan Bahan Etil alkohol 200 Bukti. (2013, 21 Mei). Dipulihkan dari sciencelab.com.
5. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 702. (2017, 18 Mac). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 702. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Persatuan Kimia Diraja. (2015). Etanol. Dipulihkan dari chemspider.com
7. S. jabatan tenaga. (SF). Etanol. Dipulihkan dari fueleconomy.gov.
8. S. pentadbiran maklumat tenaga. (SF). Etanol. Dipulihkan dari eia.gov.
9. S. Perpustakaan Perubatan Nasional. (2012, 20 Disember). HSDB: ETHANOL. Dipulihkan dari toxnet.nlm.nih.gov.