Уики за етилов алкохол. Възможно ли е да се пие медицински алкохол без вреда за здравето?

(етилов алкохол, винен алкохол) - органично съединение, представител на серията едновалентни алкохолисъстав C 2 H 5 OH (съкратено EtOH).При нормални условияе безцветна, запалима течност. Според Националния стандарт на Украйна DSTU 4221: 2003етанолът е токсично вещество с наркотичен ефект, според степента на въздействие върху човешкото тяло принадлежи към четвърти клас опасни субстанции. Притежава канцерогенни свойства.

Етанолът е основната активна съставка в алкохолните напитки, които обикновено се произвеждат чрез ферментация на въглехидрати. За промишлени нужди етиловият алкохол често се синтезира от нефт и газови суровини чрез каталитична хидратация на етилен. В допълнение към производството на храни, етанолът се използва в големи количествакато гориво, разтворител, антисептик и като суровина за производството на други промишлено важни вещества.

История

Етанолът се използва от човечеството от древни времена. Играе роля в напитките, лекарствата, като успокоително и афродизиак, а също така има място в религиозни церемонии.

В Древен Египет се извлича чрез ферментация на растителни суровини. По този начин се получава само разреден алкохолен разтвор. За да се увеличи концентрацията, в Китай е изобретен метод за дестилация. Както свидетелстват рисунки върху китайска керамика, напитките от ферментирала смес от ориз, плодове и мед са правени преди 9000 години. Приблизително по същото време в Близкия изток алкохолът се получава от грозде и ечемик, както се вижда от записи върху глинени плочки в Месопотамия.

През Средновековието етиловият алкохол играе ролята на основа за приготвянето на много лекарства и тинктури. Алхимиците винаги са използвали етанол в своите произведения, давайки му името лат. Aqua vitae,това е жива вода.

Чистият етанол е получен за първи път през 1796 г. от руско-германския химик Товий Егорович Ловиц. Според описанието на водещия учен от онова време Антоан Лоран Лавоазие, изследваното съединение се състои от химичните елементи въглерод, водород и кислород. През 1808 г. швейцарският биохимик Никола Теодор де Сосюр установява химичната формула на етанола, а петдесет години по-късно шотландският химик Арчибалд Скот Купър предлага нейната структура.

Първият синтетичен метод за производство на етилен е разработен независимо от английския химик Хенри Хенъл и френския фармацевт Жорж-Симон Серула през 1826 г. А през 1828 г. английският физик и химик Майкъл Фарадей получава етанол чрез каталитична хидратация на етена, страничен продукт от рафинирането на нефт и газ. Този метод е в основата на много методи, които се използват в производството на етанол и до днес.

структура

И двата въглеродни атома в молекулата на етанола, включително атома, който е свързан с хидроксилната група, са в състояние на sp3 хибридизация. Разстояние C-Cе 1,512 ангстрьома.

В зависимост от позицията на хидроксилната група спрямо другата част на молекулата има гош- (фр. гош)И транс форми.Транс формахарактеризиращ се с положение O-H връзкихидроксилна група в същата равнина с C-C връзката и една от C-H връзките. IN гош-форма, водородният атом в хидроксилната група е обърнат настрани. Диполен моментЗа гош формие 1,68 D, а за транс форми— 1,44 D.

Разпространение в природата

Етанолът е отпадъчен продукт на някои гъбички. Сред тях основните са видовете Saccharomyces, Schizosaccharomyces,и Kluyveromyces.Един от най-известните представители на тези класове е вида Saccharomyces cerevisiae,която носи тривиалното наименование бирена мая. Други често срещани типове включват Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilisтакива неща. Етанолът се произвежда и от някои бактерии, напр. Zymomonas mobilis.

През 1975 г. астрономите съобщават за откриване на значителни натрупвания на етанол в облака газ и прах Стрелец B2. Според учените броят на присъстващите там молекули етанол значително надвишава количеството алкохол, произведен през цялата история на човечеството. Намереният етанол имаше транс формамолекули, а през 1996 г. е записано в гош- форма.

Между възможни начиниОбразуването на етанол в междузвездната среда е дадено, по-специално неговият синтез от метан и метилов катион под въздействието на радиация:

На другите по потенциален начине взаимодействието на метиловия катион с формалдехида, което също е често срещано в космоса:

физични свойства

Етанолът е безцветна течност със слаб "алкохолен" мирис. Той е летлив и запалим. Смесва се във всякакви пропорции с вода, етери, ацетон, бензен. Етиловият алкохол е добър разтворител за много органични и неорганични вещества.

С вода образува азеотропна смес: 95,6% алкохол и 4,4% вода. Безводният етанол е леко хигроскопичен: за постигане на стабилност той може да абсорбира 0,3-0,4% вода.

получаване

етиленова хидратация

Има два основни начина за производство на етанол от етилен. В исторически план първият е методът на непряка хидратация, изобретен през 1930 г. от компанията Union Carbide. Друг, разработен през 70-те години на миналия век, е проектиран като безкиселинен метод (елиминиращ използването на сярна киселина).

индиректна хидратация

Производството на етанол от етилен с помощта на сярна киселина протича на три етапа. Първо, етиленът се абсорбира от концентрирана киселина, образувайки естерите етилсулфат или диетилсулфат:

Абсорбцията се извършва с 95-98% разтвор на киселина при температура 80 ° C и налягане 1,3-1,5 MPa. Това взаимодействие е екзотермично, така че стените на реактора трябва да бъдат охладени. Наличието на етилсулфат в киселинния разтвор може значително да увеличи скоростта на абсорбция, тъй като разтворимостта на етилен в етилсулфат е много по-висока, отколкото в чиста киселина.

Във втория етап получените продукти от реакцията се подлагат на хидролиза и се разлагат до образуване на алкохол и киселина. Взаимодействието на два основни естера обаче се изключва, което води до образуването на трети, диетилов:

След третиране на сярна киселина с абсорбиран етил и диетилсулфат в достатъчно количество вода, разтворът придобива концентрация от около 50-60%. Продуктите от хидролизата се изпращат в колони за разделяне: разредената киселина остава на дъното на резервоара, а газираната алкохолно-етерна смес е на върха. Целевата смес се промива с вода или разреден разтвор на натриев хидроксид и след това се пречиства чрез дестилация.

Последната стъпка е да се възстанови концентрацията на разредената киселина. Този етап е един от най-скъпите в целия синтез. Използвайки система за изпаряване на киселина, е възможно да се увеличи концентрацията на киселина до 90%. Този показател се повишава до необходимите 98% чрез смесване с олеум (концентрация 103%).

Сериозен проблем за метода на индиректна хидратация е образуването на въглеродни вещества в киселината, които оказват значително влияние върху нейната концентрация. Използването на концентрирана киселина също причинява корозия на оборудването, така че някои части от оборудването са направени от силиций, танталови сплави, олово и др.

директна хидратация

Синтезът по схемата за директна хидратация се извършва с помощта на катализатори. Тук има две форми на взаимодействие:

• Газообразните реагенти влизат в контакт с твърд или течен катализатор (процес в газова фаза)
• Течните и газообразните реагенти влизат в контакт с твърд или течен катализатор (змишанофазен процес).

Етанолът се синтезира предимно чрез процес в газова фаза. Изходният етилен и вода преминават през въглероден катализатор, наситен с фосфорна киселина:

При нормални температури само малко количество етанол може да присъства в газовата фаза и повишаването на температурата ще доведе до намаляване на концентрацията му. Равновесието на реакцията може да се изравни чрез прилагане на принципа Le Chatelier-Brown, увеличаване на налягането в реакционната смес и намаляване на броя на молекулите в системата. Оптимални условияза осъществяване на взаимодействието температурата е 250-300 ° C и налягането е 6,1-7,1 MPa.

Реакционният продукт може да претърпи междумолекулна дехидратация, което води до образуването диетилов етер:

Ако въглехидратната суровина съдържа примес на ацетилен, тя се хидратира до етанал:

Наличието на етанол е нежелателно, тъй като той произвежда кротоналдехид, който се отразява негативно на качеството на етанола, дори и в милионни части:

получени чрез ферментация

Производството на етанол чрез ферментация на захарни вещества е най-старото. За производството му може да се използва всеки продукт, съдържащ захар или вещества, от които може да се получи (например нишесте). Плодовете и плодовете се използват като продукти, съдържащи захар. тръстикова захар, захарно цвекло, меласа, а храните, съдържащи нишесте, са картофите, зърната от пшеница, ръж и царевица. Като суровина се използва и целулоза (от отпадъци). селско стопанство, целулозно-хартиена промишленост и др.).

Екстракти от нишесте и захар

За да се превърне нишестето в захарни вещества, то първо се подлага на хидролиза. За тази цел суровините (картофено пюре или брашно) се варят топла водаза ускоряване на набъбването на нишестето. Към суровината се добавя и ензим, под въздействието на който нишестето се екскорира, т.е. се превръща в глюкоза.

Като ензим се използва диастазата, съдържаща се в покълналите зърна, или други амилази от гъбичен произход.

Вторият етап, който е подобен на производството на алкохол от захари, се състои от анаеробна ферментация, тоест превръщане в алкохол и въглероден диоксид:

Тук реакцията протича под въздействието на микроорганизми: гъбички (дрожди) или бактерии.

Сред дрождите, използвани в процеса, активното място е заето от Saccharomyces cerevisiae(т.нар. бирена мая). Когато ги използвате, киселинността и температурата са важни - те влияят върху растежа на дрождите, добива на етанол, образуването на странични продукти и бактериалното замърсяване. Обикновено такава ферментация в промишленото производство се извършва при рН 4-6. При стойност на рН по-малка от 5, бактериалният растеж в средата е силно потиснат; за растеж на дрожди Saccharomyces cerevisiaeкиселинността трябва да се поддържа в диапазона 2,4-8,6 при оптимална стойност 4,5, а процесът на ферментация е по-интензивен в диапазона 3,5-6.

Повечето дрожди, използвани в производството на етанол, имат оптимална температура за растеж около 39-40 °C, като максималната стойност се наблюдава при Kluyveromyces marxianus- 49 ° C. Тъй като процесът на ферментация е екзотермичен (586 J топлина се отделя от 1 g абсорбирана глюкоза), използването на мая с най-висока оптимална температурарастежът ви позволява да спестите пари за охлаждане на реакционната система. Важен моменте доставянето на малки количества кислород за синтеза на ненаситени съединения от дрождите мастни киселинии ергостерол, които подпомагат техния растеж и добра клетъчна пропускливост. При липса на кислород липсата на киселини и стероли ще доведе до промени във физиологията на дрождите в рамките на няколко поколения.

Бактериите също се използват в синтеза на етанол, по-специално обикновените видове Zymomonas mobilis,които имат висок темп на растеж, висок добив на крайния продукт и не зависят от доставката на кислород.

Екстракти от пулп

Както целулозата, така и нишестето са полизахариди, полимери на въглехидратите, но синтезът на етанол от целулоза е много по-труден поради слабата й склонност към хидролиза. Структурата му е по-близка до кристалната, което затруднява разкъсването на връзките вътре в полимера, а в растенията е защитен от хидролитично разлагане чрез слой лигнин (след обработка на целулозата с киселина само 15% от общата маса е хидролизиран). Отпадъчните суровини също съдържат хемицелулоза, която се състои главно от пентози.

Предоперативната обработка включва смилане и накисване на суровината за набъбване. След това се нагрява в автоклави с 0,3-0,5% киселина под налягане 7-10 atm. Най-често използваната киселина е сярна, по-рядко солна. В края на процеса киселината се концентрира в отделен резервоар и се връща обратно в производството, а лигнинът се филтрира и пречиства чрез промиване.

Полученият по този начин етилов алкохол се нарича хидролитичен.Използва се само за технически цели, тъй като съдържа редица вредни примеси, включително метилов алкохол, ацетон и др.

Също така, за разлика от киселинната хидролиза, се използва ензименметод. Тук хидролизата се извършва под въздействието на гъби като Trichoderma viride.Предварителната обработка включва отстраняване на лигниновата обвивка с помощта на разтворител кадоксен (разтвор, съдържащ 5-7% кадмиев оксид и 28% етилендиамин) и обработка с течен амоняк под високо налягане, който възбужда фибрите в целулозата, улеснявайки проникването на ензимите. В някои случаи е възможно да се постигне 100% рециклиране на целулоза.

други методи

Хидролиза на халогенирани въглеводороди

Етанолът се образува при хидролизата на халогениран етан. Извършва се във вода или в воден разтворалкали. В първия случай реакцията е обратна, а във втория може да настъпи елиминиране (елиминиране) на халогеноводорода:

Преобразуване на синтетичен газ

Производството на етанол от синтезен газ е подобно на метода за производство на метанол с помощта на процеса на Фишер-Тропш:

Реакцията протича при температура от 125-175 °C и налягане от 1,42 MPa, като се използва прахообразен железен катализатор.

Възстановяване на органични съединения

Редукцията на алдехиди и киселини е доста често срещан метод за производство на алкохоли, включително етанол:

Каталитична редукция се извършва върху никел на Раней, платина; В лабораторни условия се използват литиево-алуминиев хидрид и натриев борохидрид.

пречистване на етанол

Синтезираният етанол обикновено е водно-алкохолна смес. Неговото пречистване и дехидратация започва с дестилация (ректификация), с която може да се постигне концентрация от 95,6% vol. Получената смес е азеотропна и не може да бъде пречистена чрез последваща дестилация. За допълнителна дехидратация се използват бензен, циклохексан или хептан. Тяхното присъствие създава нови азеотропни смеси с ниска точка на кипене, което прави възможно получаването на безводен етанол.

В индустриален мащаб за дехидратация могат да се използват молекулярни сита, чиито пори са пропускливи за водните молекули, но не и за етанола. Такива сита могат да бъдат изкуствени или зеолити от естествен произход (например клиноптилолит). 75% от адсорбираните молекули са вода, останалите 25% са етанол, който след това се връща в дестилационната система.

Използва се и мембранният метод, който се състои в отделяне на водно-алкохолна смес, нагрята до 60 ° C с полупропусклива мембрана, която не позволява преминаването на етанол. Тази операцияизвършва се под налягане по-малко от 1 kPa. В резултат на разделянето се образува етанол с концентрация 99,85% и разтвор, преминал през мембраната с концентрация 23%. Кондензираният мембранен разтвор може да бъде ректифициран отново.

Класификация на етанола

Полученият алкохол условно се разделя на четири класа според неговия състав:

• промишленият етанол (96,5 об.%) е продукт за промишлена и техническа употреба: като разтворител, гориво и др. За да се предотврати употребата му, към него обикновено се добавят вещества с неприятна миризма, например пиридин в количество от 0,5 -1% (поведение денатурация).Също така за повече лесно определениеможе да е леко оцветен с метил виолет;
• денатурираният алкохол е технически продукт с концентрация на етанол 88 об.%, което е значително количество примеси. Той е денатуриран и съответно оцветен. Използва се при осветление и отопление;
• висококачествен алкохол (96,0-96,5% vol.) - пречистен етанол, използван за фармацевтични нужди, в производството козметиказа консумация на храна;
• абсолютен етанол (99,7-99,8% vol.) - много чист етанол, използван във фармацевтиката и производството на аерозоли.

В Украйна класовете на произвеждания ректифициран етанол се регулират от стандарта DSTU 4221: 2003 „Ректифициран етилов алкохол“. В зависимост от степента на пречистване се разграничават четири разновидности: „Пшенична сълза“, „Лукс“, „Екстра“ и „Най-високо пречистване“.

Химични свойства

Етанолът е едновалентен първичен алкохол и хидроксилната група представлява повечето от неговите химични свойства. По този начин етанолът може да участва в реакции на дехидратация - както вътренитрони, така и междумолекулни:

При взаимодействие с други алкохоли се образува смес от три естера:

Етанолът образува естери с карбоксилни киселини в присъствието на концентрирана сярна киселина:

В резултат на добавянето на етанол към ацетилена се синтезира винилетилов етер:

Проявявайки своите киселинни свойства, етанолът реагира с алкални метали (например натрий) и алкали, за да образува етоксид:

Тази реакция се провежда в безводна среда, тъй като хидроксидът се образува по-бързо от етоксида.

По-малко активните метали - алуминий и магнезий - също реагират с етанол, но само в присъствието на живачен катализатор:

Хидроксилната група, присъстваща в молекулата, може да бъде заменена с халогенидни киселини, за да се образуват етан халогенни производни:

Етанолът се окислява до етанал и след това до оцетна киселинаРезултатът от пълното окисляване (например изгаряне на етанол) е въглероден диоксид и вода:

Обработка на етанол с амоняк при 300°C при кисела среда, се образуват заместени амини: първични, вторични, третични или дори кватернерни амониеви соли (в зависимост от съотношението на реагентите):

Етанолът е суровина за синтеза на бутадиен. Реакцията се провежда при температура 370-390 ° C и в присъствието на катализатори - MgO-SiO 2 или Al 2 O 3 -SiO 2 (със селективност 70%):

биологичен ефект

метаболизъм

Почти целият консумиран алкохол (90-98%) се метаболизира от тялото и само малка част от него (2-10%) се екскретира непроменен: с урина, въздух, пот, слюнка. Консумацията на етанол води до прекомерно уриниране: всеки 10 g алкохол кара тялото да загуби 100 ml течност, но не помага за отстраняването на алкохола от тялото. Основната част от етанола, влизащ в тялото, навлиза в черния дроб, където претърпява биологична трансформация в микрозоми.

На първия етап от метаболизма ацеталдехидът се образува от етанол. Това се случва под действието на алкохол дехидрогеназа (ADH), ензим, чийто кофактор е никотинамид (NAD). Впоследствие ацеталдехидът, образуван от етанол, се окислява до ацетат в митохондриите от ензима алдехид дехидрогеназа, който използва NAD като коензим, който чрез добавяне на протон се редуцира до NAD H. На този етап взаимодействието се осъществява много по-бързо отколкото при предишния. Ацетатът влиза в цикъла на Кребс, където се разгражда до CO 2 и H 2 O. Алдехид дехидрогеназата се намира не само в черния дроб, но и в други органи, включително мозъка. При възрастен, здрав човек ADH унищожава около 10 g алкохол на час.

В допълнение към основния метаболитен процес, етанолът се окислява и по два други начина. Единият от тях включва микрозомална оксидаза в комбинация с редуциран никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADP), докато другият включва каталаза в комбинация с водороден пероксид. И двата пътя водят до образуването на токсичен алдехид, който има канцерогенни свойства и е десет пъти по-токсичен от етанола.

Въздействие върху тялото

Влизайки в човешкото тяло през хранопровода, етанолът бързо се абсорбира. 20% от първоначалния етанол се абсорбира в стомаха и 80% в тънките черва. След абсорбиране той навлиза в кръвта в рамките на 5 минути, разпространявайки се по кръвния поток в цялото тяло.

Централна нервна система.Етанолът потиска функциите на централната нервна система, подобно на другите анестетици. Въпреки общоприетото схващане, етанолът не стимулира действието на нервната система: ако възникнат възбуди, тяхната поява се дължи на противодействието на инхибиторните процеси. В нормални дози етанолът действа главно върху активирането на функцията на ретикуларната формация на мозъчния ствол и само големи дозидиректно потискат функцията на мозъчната кора.

Хроничната консумация на етанол причинява дефицит на серотонин. Функционалното намаляване на активността на тази система предотвратява развитието на толерантност и, обратно, повишаването на нейната активност и повишаването на нивата на серотонин ускоряват развитието на толерантност към алкохола. Под въздействието на етанола метаболизмът на допамина, който участва в синтеза на норепинефрин и координира движенията, емоционалните и психическо състояние. Етанолът има отрицателен ефект и върху физическите и умствените възможности: намалява остротата на зрението и слуха, нарушава координацията и стабилността на мускулите, забавя реакцията при дразнене.

Дихателната система.Етанолът има изразен токсичен ефект върху дихателната система. Увреждането на белите дробове влияе върху развитието на бронхопулмонална инфекция поради намаляване на защитните функции на тялото. Отрицателните ефекти на алкохола са свързани с инхибиране на фагоцитозата и образуването на антитела, улесняване на проникването на бактерии в дихателните пътища и др. Бронхопулмоналните патологии могат да се развият в остра пневмония, която има значителен процент фатални случаи.

Сърдечно-съдовата система.Под въздействието на етанол липидите на клетъчните мембрани, по-специално миокардните клетки, се разтварят. В резултат на това се увеличава пропускливостта на мембраната и се нарушава обмяната на натриеви, калиеви, магнезиеви и калциеви йони. Това отслабва контрактилитета на сърдечния мускул.

Храносмилателната система.Еднократна доза води до остър хеморагичен ерозивен гастрит; подобен ефект на етанола върху лигавицата дванадесетопръстника. В рамките на една минута след влизане в стомаха на плъхове етанолът причинява дифузна хиперемия на стомашната лигавица.

Черен дроб.Степента на увреждане на черния дроб от етанол зависи пряко от количеството консумиран алкохол. В резултат на действието му могат да се появят стеатоза, фиброза, алкохолен хепатит и цироза, които често завършват с развитие на хепатоцелуларен карцином. По този начин, според Международната агенция за изследване на рака, етанолът е канцерогенен.

Един от резултатите от дългосрочното излагане на етанол върху тялото е увеличаване на обема на червените кръвни клетки - макроцитоза, причинена от токсичния ефект на ацеталдехида, дефицит на фолиева киселина и хиперлипидемия.

алкохолизъм

Етанолът е в основата на алкохолните напитки. Продължителната им употреба причинява алкохолизъм.

Алкохолизмът е набор от явления, които характеризират клиничната картина на зависимостта от алкохол (т.е. продукти, съдържащи етанол). Сред симптомите и проявите на такава зависимост са следните: толерантност на организма към алкохола, физическа зависимост, синдром на отнемане при спиране или намаляване на консумацията, неконтролирана и отнемаща време прекомерна консумация.

Има три етапа на прогресиране на алкохолизма:

1. човек няма желание за алкохол, има загуба на контрол при консумация, преминаване към системна консумация, повишаване на толерантността към алкохола, има начални психични разстройства;
2. има физическа зависимост със загуба на мярка, образуване на психопатоподобен синдром, нарушаване на телесните системи (сърдечно-съдови, пикочно-полови, дихателни) и органи (поява на гастрит, хепатит)
3. алкохолната зависимост е психическа, има силно физическо привличане като проява на синдром на отнемане, появата на халюцинации, необратими увреждания на вътрешните органи (цироза на черния дроб, сърдечни заболявания, енцефалопатия и др.).

Ефект върху бременността

Рискът от аномалии в развитието на плода е правопропорционален на количеството алкохол, консумиран по време на бременност.

Етанолът лесно прониква през плацентата, така че съдържанието му в кръвта на майката и плода бързо достига същото ниво. Той се натрупва в тъканите на плода, богати на фосфолипиди, в мозъка, а също и в червените кръвни клетки. Отстраняването на алкохола от тялото се извършва с помощта на чернодробни ензими, а при нероденото дете се образува едва през втората половина на бременността на майката. Вредното въздействие на етанола върху плода е свързано с незрялостта на защитния механизъм и повишена пропускливостсъдове и други подобни. Специално значениеимат критични периоди на ембрионално развитие, когато чувствителността на ембриона и плода към чужди вещества достига максимално ниво. Токсичният ефект на етанола причинява забавяне на развитието или дори смърт на ембриона.

Консумацията на етанол от майката по време на бременност е свързана с фетални (фертилитет) тератогенни ефекти. Влиянието на алкохола се проявява в нарушаване на общото развитие на плода, раждане на дете с по-ниско от нормалното телесно тегло и ръст и умствена изостаналост. По-специално, децата, засегнати от тератогенния ефект на етанола, имат модифицирани черти на лицето: тесни палпебрални фисури, тънък Горна устна, появата на микроцефалия и ретрогнатия, липсата на филтри и различни ушни аномалии. Физическите промени се допълват от недоразвитие на мозъка, склонност към гърчове, мозъчен оток, лоша координация на движенията, намалена интелигентност и рожденни дефектисърца. Този ефект на етанола се нарича фетален алкохолен синдром, FAS (или фетален алкохолен синдром).

Взаимодействие с лекарства

Етанолът има способността да засилва ефекта на антибиотиците, антихистамини, барбитурати, мускулни релаксанти, а също така предизвикват негативна реакция в организма.

приложение

Етанолът има широк обхватприложения, сред които най-значими са производството на алкохолни напитки, използването като разтворител, гориво и синтеза на други химикали.

гориво

Първата кола, която може да работи с етанол, е проектирана от Хенри Форд през 1920 г. - Ford Model T. Тази иновация обаче не постига това тогава необходимо развитиечрез технически и икономически проблеми: производството на чист етанол беше твърде скъпо и използването на суб-рафиниран алкохол, смесен с въглеводородни горива, беше до известна степен ограничено - с ниски температуриНеразтворимата в бензин вода замръзна, разяждайки резервоара за гориво.

Сега, с технологията за производство на евтин етанол, замяната на традиционния бензин или дизелово гориво с етанол или използването му като добавка стана широко разпространено в целия свят. Световното производство на етанол за нуждите на горивната промишленост през 2014 г. възлиза на 24750000000 галона.

разтворител

Етанолът е най-важният разтворител след водата. Основното му приложение е производството на козметика, парфюми, повърхностно активни вещества и дезинфектанти, фармацевтични продукти и различни покрития. За тези цели се използва етанол както от синтетичен, така и от ензимен произход.

антисептик

Етанолът е най-старият антисептик, известен на човечеството. Способността му да дезинфекцира рани е отбелязана от древногръцкия лекар Клавдий Гален, а по-късно и от средновековния френски хирург Ги дьо Шолиак.

Етанолът проявява бактерициден ефект при концентрации от 30% или по-високи, в зависимост от вида на бактериите, водното съдържание и времето на действие. Според изследвания ефектът на етанола е най-ефективен при концентрация от 60-70% - както в присъствието на вода, така и в нейното отсъствие. Това е съдържанието на етанол в домакинските дезинфектанти за ръце. Използването на висока концентрация (например 90% разтвор) за дезинфекция на кожата е непрактично, тъй като при такива концентрации етанолът проявява своите дъбилни свойства, докато антисептичните свойства намаляват.

Принципът на действие на етанола върху микроорганизмите вероятно е неговият ефект върху техните мембрани и бързото денатуриране на протеините, което води до нарушаване на бактериалния метаболизъм и по-нататъшно разрушаване на клетките. Етанолът показва висок биоциден ефект срещу вегетативни бактерии (включително микобактерии), вируси, гъбички, но не и спори.

Поради липсата на спороцидни ефекти, етанолът не може да се използва за стерилизация, но неговите свойства са достатъчни за превантивна дезинфекция на повърхности, обработка на кожата и др.

Утаяване на нуклеинови киселини

Етанолът се използва широко в молекулярната биология за утаяване и концентриране на ДНК и РНК. Използва се заедно с буферни разтвори на соли, съдържащи прости еднократно заредени катиони (например натриеви катиони). Типично е да се използва 0,3 mol/L натриев ацетатен буфер с pH 5,2 (при 4 °C) и етанол - абсолютен и 70% (при -20 °C).

За утаяване на нуклеиновите киселини пробата се смесва с буферен разтвор и абсолютен етанол и се охлажда при -20 °C за един час, след което се центрофугира. Отделяне с пипета излишна течностот повърхността, добавете 70% разтвор на етанол и повторете центрофугирането и отделянето на течността. Остатъкът се изпарява при температура 37°С на водна баня и така се получава концентрирано вещество.

противоотрова

Поради способността си да образува естери при взаимодействие с алкохоли, етанолът се използва като наличен антидот при отравяне с метанол, етиленгликол и диетиленгликол. Етанолът се прилага перорално или интравенозно в организма, като дозата за приложение се изчислява, като се има предвид, че концентрацията му в кръвния серум трябва да достигне 10-15 mg/l.

Рискът от употребата на етанол е инхибирането на централната нервна система, появата на хипогликемия (поради намалена глюконеогенеза) и гадене. При интравенозно приложение може да се появи флебит, хипертония и хипонатриемия. Употребата на такъв антидот изисква постоянно проследяване на нивата на серумния етанол и глюкозата във венозната кръв.

Синтез на други вещества

В промишлеността етанолът се използва за производството на етанал, бутадиен, диетилов етер, етилацетат, етиламин и други подобни.

Видео по темата

През 1985 г. с идването на Горбачов на власт започва СССР активна борбас алкохолизма чрез ограничаване на продажбата на алкохолни напитки. В резултат на това хората започнаха да варят самогон, да пият различни течности, съдържащи алкохол, дори за технически цели, да пият неразреден медицински алкохол ... В много случаи това доведе до катастрофални последици за здравето и дори живота.

Понякога чувате, че е опасно да използвате например метилов алкохол (метанол). Но етиловият алкохол (етанол) е относително безопасен...

Преди няколко години беше публикувана книгата „Химия и токсикология на етиловия алкохол“, написана от група изследователи, ръководени от известния руски токсиколог, професор В.П. Необходимо. Там се казва, че съвременната „руска водка“, която е смес от ректифицирана вода и вода, е изключително токсична. Освен това, колкото по-висока е степента на пречистване на алкохола, толкова по-бързо пиенепристрастяване.

Ректификатът, за разлика от дестилата, не се екскретира от тялото. На първо място, бързо абсорбиран в кръвта и проникващ във всички органи, етиловият алкохол причинява смущения в централната нервна система. Ако превишаваме нормата, тогава се получават провали емоционална сфера, възприемане на околния свят, проблеми със слуха, зрението и ориентацията в пространството. Отначало човекът става разговорлив и общителен, след това може да стане агресивен. Всички знаем това добре.

Ако консумирате етилов алкохол над нормата, тогава могат да се появят признаци на отравяне - повръщане, объркване, припадък, синкава кожа и хипотермия. Може да се наруши респираторни функции, нивата на кръвната захар падат, може да настъпи увреждане на черния дроб и дехидратация... Но това не е най-лошото. Отравянето с етилов алкохол може да причини гърчове, което може да доведе до смърт на мозъчни неврони и деменция. В резултат на алкохолна интоксикация може да има смърт- това не е толкова необичайно...

Дългосрочната консумация на етанол води до цироза на черния дроб, развитие на сърдечно-съдови заболявания и заболявания на стомашно-чревния тракт. Доказано е също, че основният метаболит на етанола, ацеталдехидът, има канцерогенни свойства и причинява мутации на ДНК.

Между другото, за справка, ако пиете 400 грама неразреден етилов алкохол „наведнъж“, тогава в 30-50% от случаите ще настъпи смърт.

Нито един празник не е пълен без алкохолни напитки. И, разбира се, всеки знае, че всяка силна напитка съдържа пиене на етилов алкохол. Именно това вещество носи на човек усещане за приятна еуфория и релаксация и най-тежките симптоми на интоксикация в случай на прекомерна употреба. Но малко алкохол носи смърт със себе си.

Това се дължи на производството на сурогатен алкохол, който използва не етилов алкохол, а метилов алкохол, токсичен и изключително отровен продукт. И двата вида съединения практически не се различават по външен вид, различен е само химичният им състав. Нека да разберем каква е формулата за пиене на алкохол в химията и каква е разликата между него и метиловия алкохол.

За да избегнете фатално отравяне, трябва да различавате етиловия алкохол от метиловия алкохол

Произходът на запознанството с алкохола се връща към легендарното библейско минало. Ной, след като е опитал ферментиралото гроздов сок, за първи път изпитах чувството на махмурлук. От този момент започва триумфалното шествие алкохолни продукти, развитието на винената култура и множество алкохолни експерименти.

Spiritus vini е името, дадено на алкохола за пиене, който е създаден чрез дестилация. Това е дестилация и изпаряване на течност, последвано от отлагане на пара в течна форма.

Формулата на етанола е създадена през 1833 г

Отправната точка за винопроизводството и производството на алкохол е 14 век.. Оттогава започва производството на "вълшебната" течност различни странисъс създаването и развитието на множество техники. ДА СЕ важни етапиРазпространението на етанола, както научно се нарича пиенето на алкохол, и неговото развитие може да се отдаде на следните години:

1. XIV век (30-те години). Виненият алкохол е открит за първи път от френския алхимик Арно дьо Вилгер и ученият успява да го изолира от виното.
2. XIV век (80-те години). Италиански търговец представи съединението етилов алкохол на древните славяни, донасяйки това вещество в Москва.
3. XVI век (20-те години). Легендарният швейцарски лекар и алхимик Парацелз започва да изучава свойствата на етанола и открива основната му способност – да приспива хората.
4. XVIII век. За първи път хипнотичните свойства на етиловия алкохол са тествани върху хора. С негова помощ за първи път е евтаназиран пациент, подготвян за сложна операция.

От този момент нататък започва бързият растеж на производството на алкохол и водка. Само у нас до началото на революцията активно работеха над 3000 фабрики за алкохол. Вярно е, че по време на Втората световна война техният брой рязко намалява с почти 90%. Възраждането започва едва в края на 40-те години на миналия век. Те започнаха да си спомнят древните технологии и да разработват нови.

Видове алкохол

Алкохолът има много различни модификации. Някои видове алкохол влизат в близък контакт с хранителни технологии, други са отровни. За да знаете тяхното действие и влияние върху човешкото тяло, трябва да разберете основните им характеристики.

Храна (или пиене)

Или етилов алкохол. Получава се чрез ректификация (процес на разделяне на многокомпонентни смеси чрез топлообмен между течност и пара). Вземат се суровините за приготвянето му различни видовезърна Химична формулапиенето на етилов алкохол е както следва: C2H5OH.

Как действа етилов алкохол?

Хранителният алкохол, който е част от алкохола, в повечето случаи се възприема като водка. Именно с него много хора злоупотребяват, водейки се до трайна алкохолна зависимост.

Хранителният етанол също има свои разновидности (те зависят от вида на използваните суровини). Класификацията на пиенето на алкохол има следните видове:

Алкохол първи клас (или медицински)

Не се използва за производство на алкохолни напитки. Тази връзка е предназначена за използване изключително в медицински целикато антисептик, дезинфекция на операционни зали и хирургически инструменти.

Алфа

Алкохолно съединение премия. За производството му се взема избрана висококачествена пшеница или ръж. Именно на базата на Alpha алкохол се произвеждат елитни суперпремиум алкохолни напитки. Например:

• ром Бакарди;
• Абсолют водка;
• уиски Джак Даниелс;
• Уиски Джони Уокър.

Лукс

За производството на питеен етанол от това ниво се използват картофи и зърно, като се има предвид, че изходният обем на картофено нишесте не трябва да надвишава 35%. Алкохолното съединение преминава през няколко етапа на филтриране. От него се произвежда премиум водка. Като:

• Хъски;
• Дъга;
• Белуга;
• Мамут;
• Nemiroff;
• Столичная;
• руско злато;
• Руски стандарт.

Тези напитки водка имат няколко степени на защита. Имат специална форма на бутилка, специално проектирани холограми и уникална капачка.

Как да проверите качеството на водката

Екстра

На негова основа се прави класическа и позната водка от средния ценови сегмент. Този алкохол за пиене се разрежда (силата му в неразреден вид е около 95%) и освен това се подлага на допълнително пречистване. Крайният продукт е с по-ниско съдържание на естери и метанол. Алкохолът на базата на това съединение се счита за екологично чист продукт, въпреки че не е толкова скъп, колкото алкохола на базата на Alpha или Lux.

Основа

На практика не отстъпва на етанолите за водка Extra и Alpha. Има същата висока якост (около 95%). Водката, направена от този алкохол за пиене, е най-популярният продукт, тъй като е най-достъпен (среден ценови сегмент на пазара). Тази марка алкохол се произвежда от картофи и зърно, като се има предвид, че обемът на картофеното нишесте в получения продукт не надвишава 60%.

Етиловият алкохол се използва широко в медицината

Алкохол от най-висока категория на пречистване

Произвежда се от смес от следните продукти:

• царевица;
• картофи;
• меласа;
• захарно цвекло.

Тази връзка е технологичен процеспретърпява минимална обработка и филтриране от различни примеси и сивушни масла. Използва се за производство на евтина водка икономична класа, различни тинктурии ликьори.

Метилов алкохол (или технически)

Безцветно, прозрачно вещество, подобно на миризмата на класическия етанол. Но за разлика от последния, метанолът е силно токсично съединение. Химическата формула на метанола (или дървесния алкохол) е CH3OH. Ако попадне в човешкото тяло, това съединение причинява остро отравяне. Не е изключен фатален изход.

Какво е метилов алкохол

Според статистиката годишно се диагностицират около 1500 случая на отравяне с метилов алкохол. Всяка пета интоксикация е довела до смърт на човек.

Метиловият алкохол няма нищо общо с производството на алкохолни напитки и хранително-вкусовата промишленост. Но сурогатният алкохол често се разрежда с този евтин продукт, за да се намали цената на получения продукт. Когато взаимодейства с органични структури, метанолът се превръща в ужасна отрова, която вече е унищожила много животи.

Как да различим алкохолите

Изключително трудно е да се разграничи отровният индустриален алкохол от алкохола за пиене. Поради тази причина възникват случаи на фатално отравяне. Когато под прикритието на етанол метанолът се използва за приготвяне на алкохолни напитки.

Но все още е възможно да се разграничат алкохолните съединения. Има прости начини да направите това, които можете да приложите у дома.

1. С помощта на огъня. Това е най лесен методчекове. Просто подпалете алкохолна напитка. Етанолът гори със син пламък при изгаряне, но цветът на горящия метанол е зелен.
2. Използване на картофи. Напълнете парче с алкохол сурови картофии оставете за 2-3 часа. Ако цветът на зеленчука не се е променил, водката е с отлично качество и може безопасно да се консумира по предназначение. Но в случай, че картофите са придобили розов оттенък, това е следствие от наличието на промишлен алкохол в алкохола.
3. Използване на медна жица. Жицата трябва да се нагрее до червено и да се спусне в течността. Ако има остра, отблъскваща миризма, когато гази, в алкохола има метанол. Етиловият алкохол изобщо няма да мирише.
4. Измерване на точката на кипене. Трябва да използвате обикновен термометър за измерване на точката на кипене на алкохолите. Моля, имайте предвид, че метанолът кипи при +64⁰С, а етанолът – при +78⁰С.
5. Използване на сода и йод. Изсипете алкохола за тестване в прозрачен съд. Добавете към него щипка обикновена сода. Разбъркайте добре и добавете към него йод. Сега дръжте течността до светлината. Ако в него има утайка, това е доказателство за „чистотата“ на алкохола. Етанолът, когато взаимодейства с йодоформ (йод + сода), дава жълтеникава суспензия. Но метанолът изобщо не се променя и остава прозрачен.
6. Използване на калиев перманганат. Добавете няколко кристалчета калиев перманганат към тествания алкохол. След като се разтвори и течността стане розова, загрейте я. Ако при нагряване започнат да се отделят мехурчета газ, имате отровен метилов алкохол.

Но си струва да се има предвид, че всички тези и подобни домакински методи няма да работят, ако индустриалният алкохол първоначално се смеси с етанол в един продукт. В този случай само химичното изследване може да помогне. И отговорен подход към закупуването на алкохол.

Ако не се окаже помощ, смъртта от отравяне с метанол настъпва след 2-3 часа

За да не придобиете потенциално опасен алкохол, купувайте алкохол само на проверени места, специализирани магазини, които будят доверие. Избягвайте подземни магазини и малки сергии. Това е мястото, където често се разпространяват фалшиви продукти.

Начини за използване на етанол

Етиловият алкохол се използва не само в любимата алкохолна индустрия. Употребите му са разнообразни и доста интересни. Вижте само няколко от основните приложения на етанола:

• гориво (ракетни двигатели с вътрешно горене);
• химически (база за производство на много различни лекарства);
• парфюмерия (при създаване на различни парфюмни композиции и концентрати);
• боя и лак (като разтворител, включен в антифриз, домакински почистващи химикали, устройства за измиване на предното стъкло);
• храна (с изключение на производството на алкохол, успешно се използва при производството на оцет и различни аромати);
• медицина (най-популярната област на приложение, като антисептик за дезинфекция на рани, по време на изкуствена вентилация на белите дробове като пенопласт, е част от анестезия и анестезия, различни лечебни тинктури, антибиотици и екстракти).

Между другото, етиловият алкохол се използва и като антидот при отравяне с метанол. Това е ефективен антидот в случай на промишлена алкохолна интоксикация. Би било полезно да си припомним основните признаци на отравяне с алкохолни сурогати:

• силно главоболие;
• обилно изтощително повръщане;
• пронизваща болка в корема;
• чувство на пълна слабост, неподвижност;
• респираторна депресия, човек понякога дори не може да си поеме въздух.

Между другото, точно същите симптоми можете да срещнете и в случай на обикновена алкохолна интоксикация. Затова трябва да обърнете внимание на количеството консумиран алкохол. Индустриалният алкохол причинява развитието на тази симптоматика, когато навлезе в човешкото тяло дори в малки количества (от 30 ml, това е стандартният обем на обикновена чаша).

В този случай трябва незабавно да се обадите Линейка. Не забравяйте, че ако не бъде предоставена квалифицирана помощ, рискът от смърт е много висок.

За да обобщим, можем да разберем, че да можем да разберем видовете алкохол и да разграничим токсичното съединение от пиенето на етанол е много важно. Не забравяйте, че дори и да консумирате малко количество токсичен метанол, вие излагате живота си на риск и довеждате тялото си до фатална точка.

Етиловият алкохол (етанол, C 2 H 5 OH) има седативно-хипнотичен ефект. Когато се приема през устата, етанолът, подобно на метанола, етиленгликола и други алкохоли, се абсорбира лесно от стомаха (20%) и тънко черво(80%) поради ниския си молекулно теглои разтворимост в липиди. Скоростта на абсорбция зависи от концентрацията: например в стомаха тя е максимална при концентрация от приблизително 30%. Парите на етанола могат лесно да се абсорбират в белите дробове. След приемане на етанол на празен стомах, максималната концентрация в кръвта се достига след 30 минути. Наличието на храна в червата забавя абсорбцията. Разпределението на етанола в тъканите на тялото става бързо и равномерно. Повече от 90% от входящия етанол се окислява в черния дроб, останалата част се екскретира през белите дробове и бъбреците (в рамките на 7-12 часа). Количеството окислен алкохол за единица време е приблизително пропорционално на телесното или чернодробното тегло. Възрастен може да метаболизира 7-10 g (0,15-0,22 mol) етанол на час.

Метаболизмът на етанола се осъществява главно в черния дроб с участието на две ензимни системи: алкохолна дехидрогеназа и микрозомална система за окисляване на етанол (MEOS).

Основният път на метаболизма на етанола е свързан с алкохол дехидрогеназата, Zn^-съдържащ цитозолен ензим, който катализира превръщането на алкохола в ацеталдехид. Този ензим се намира основно в черния дроб, но присъства и в други органи (като мозъка и стомаха). При мъжете значително количество етанол се метаболизира от стомашната алкохолна дехидрогеназа. MEOS включва оксидази със смесена функция. Ацеталдехидът също е междинен продукт на метаболизма на етанола с участието на MEOS.

Смята се, че когато концентрацията на алкохол в кръвта е под 100 mg% (22 nmol/l), неговото окисление се извършва предимно от алкохолдехидрогеназа, докато при повече високи концентрации MEOS започва да играе все по-значима роля. Понастоящем не е доказано, че хроничната консумация на алкохол повишава активността на алкохолдехидрогеназата, но е надеждно установено, че това повишава активността на MEOS. Повече от 90% от ацеталдехида, образуван от етанол, се окислява в черния дроб до ацетат с участието на митохондриална алдехид дехидрогеназа. И двете реакции на преобразуване на етанол са зависими от NAD. Дефицитът на NAD поради консумацията му по време на алкохолна интоксикация може да блокира аеробния метаболизъм и да ограничи превръщането на крайния продукт на гликолизата на въглехидрати и аминокиселини - млечна киселина. Лактатът се натрупва в кръвта, причинявайки метаболитна ацидоза.

Механизмът на действие на алкохола върху централната нервна система е неизвестен. Въпреки това е установено, че нефизиологичните концентрации на етанол инхибират йонните помпи, отговорни за генерирането на електрически нервни импулси. В резултат на това алкохолът потиска функциите на централната нервна система, подобно на други анестетици. При алкохолна интоксикация се развиват типичните ефекти на предозиране на седативно-хипнотично лекарство, заедно със сърдечно-съдови ефекти (вазодилатация, тахикардия) и стомашно-чревно дразнене. Връзката между концентрацията на етанол в кръвта и клиничните прояви на интоксикация е представена в таблицата.

етанол в единична доза варира от 4 до 12 g на 1 kg телесно тегло (средно 300 ml 96% етанол при липса на толерантност към него). Алкохолна кома се развива, когато концентрацията на етанол в кръвта е над 500 mg%, а смъртта е над 2000 mg%.

Таблица: Връзка между концентрацията на етанол в кръвта и урината и клиничните прояви на интоксикация

Нестабилност в походката, неясен говор и затруднения при изпълнение на прости задачи стават очевидни при плазмени концентрации на етанол от приблизително 80 mg%. В тази връзка в редица държави тази стойност служи като граница за забрана за шофиране. Умението на водача намалява дори при по-ниски концентрации на етанол. На фиг. показва относителната вероятност от пътнотранспортно произшествие в зависимост от концентрацията на етанол в кръвта [Graham-Smith D.G., Aronson J.K., 2000].

При определяне на концентрацията на етанол в кръвния серум трябва да се има предвид, че тя е с 10-35% по-висока, отколкото в кръвта. Когато се използва методът на алкохолдехидрогеназа за определяне на етанол, други алкохоли (например изопропанол) могат да служат като субстрати и да причинят смущения, което води до фалшиви положителни резултати.

Степента на интоксикация зависи от три фактора: концентрацията на етанол в кръвта, скоростта, с която нивото на алкохол се повишава и времето, през което се задържа. повишено нивоетанол в кръвта. Естеството на консумация, състоянието на стомашно-чревната лигавица и наличието на лекарства в организма също оказват влияние върху степента на интоксикация.

За да се оцени нивото на етанол в кръвта, трябва да се използват следните правила.

Пиковата концентрация на алкохол в кръвта се достига 0,5-3 часа след приема на последната доза.

Всеки 30 g водка, чаша вино или 330 ml бира повишават концентрацията на етанол в кръвта с 15-25 mg%.

Концентрация на етанол, mg%

Концентрация на етанол, mg%

Ориз. Относителна вероятност от пътнотранспортно произшествие в зависимост от концентрацията на етанол в кръвта

Жените метаболизират алкохола по-бързо от мъжете, а концентрацията му в кръвта е с 35-45% по-висока; През предменструалния период концентрацията на етанол в кръвта се повишава по-бързо и в по-голяма степен.

Приемането на орални контрацептиви повишава концентрацията на етанол в кръвта и увеличава продължителността на интоксикацията.

Концентрацията на етанол в урината не корелира добре с нивото му в кръвта и следователно не може да се използва за оценка на степента на интоксикация.

При възрастните хора интоксикацията се развива по-бързо, отколкото при младите хора.

Дихателните тестове, използвани в момента за определяне на алкохол, имат свои собствени характеристики и ограничения. Концентрацията на етанол в издишания въздух е приблизително 0,05% от концентрацията в кръвта, т.е. 0,04 mg% (0,04 mg/l) с концентрация в кръвта 80 mg% (800 mg/l), което е достатъчно за неговото дихателни тестове за откриване.

В табл Дадени са приблизителни данни за времето на откриване на етанол в издишания въздух в зависимост от дозата на приетия алкохол.

Таблица Време за откриване на етанол чрез дихателни тестове

В зависимост от съдържанието на вода, метода на производство и предназначението, има много различни продукти на етанол. Най-широко консумираната смес е 95,6 тегл. % етанол и 4,4 тегл. % Вода, това съдържание на етилов алкохол е максимално възможното по време на конвенционалната фракционна дестилация, тъй като това съотношение образува азеотропна смес с точка на кипене 78,15 С.

В допълнение към хранителните продукти, етиловият алкохол се използва в големи количества като гориво, разтворител и като суровина в различни промишлени процеси. За промишлени цели етиловият алкохол често се произвежда от суровини за нефт и газ чрез каталитична хидратация на етилен.

1. Физични свойства и структура

Етиловият алкохол е безцветна течност със слаб "алкохолен" мирис. Плътността му е 0,789 g/cm3, точката на кипене е 78,3 C. Може да се смесва с вода във всякакви пропорции. Етиловият алкохол е добър разтворител за много органични и неорганични вещества.

Молекулната формула на етиловия алкохол е C2H6O или C2H5-OH. Структурна формула:

2. Промишлени методи на добив

В индустриален мащаб етиловият алкохол се произвежда по три начина: алкохолна ферментация на захарни вещества, хидролиза на целулоза и синтетично.

2.1. Ферментация на захарни вещества

Методът за ферментация на захарни вещества е най-старият. Изходен материал за този метод са природни продукти, богати на нишесте: картофи, зърна от пшеница, ръж, царевица и др., както и целулоза.

За да се превърне нишестето в захарни вещества, то първо се подлага на хидролиза. За тази цел картофено пюре или брашно се запарват с гореща вода, за да се ускори набъбването на нишестето, след което се добавя малц, т.е. смлени с вода покълнали ечемични зърна. Малцът съдържа специален ензим (органично вещество, което играе ролята на катализатор), под въздействието на който нишестето се пречиства (хидролизира), т.е. превръщайки го в глюкоза. Този процес е обобщен със следното уравнение:

• nC 6 H 10 O 5 + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6

След приключване на процеса на хидролиза към сместа се добавят дрожди, под въздействието на които глюкозата претърпява ферментация, тоест се превръща в алкохол и въглероден диоксид:

• C6H12O6 = 2C2H5-OH + 2CO2

В края на ферментацията течността се дестилира и се получава суров алкохол, съдържащ около 90% етилов алкохол и различни странични продукти - пропилов алкохол C 3 H 7-OH, изобутилов алкохол C 4 H 9-OH и изоамилов алкохол C 5 H 11-OH (т.нар. сивушни масла), които придават на суровината неприятна миризма и я правят отровна.

Суровият алкохол се ректифицира (пречиства) чрез дестилация на специални дестилационни колони и се получава ректифициран алкохол (пречистен), който съдържа 96% етилов алкохол и 4% вода. При това съотношение алкохолът и водата образуват неразделно кипяща смес (азеотроп). Следователно 100% алкохол може да се получи чрез дестилация. Безводният или така нареченият абсолютен алкохол се получава само за специални цели чрез третиране на алкохола с безводен меден сулфат CuSO 4, който абсорбира останалата вода и се превръща в меден сулфат CuSO 4 5H 2 O, който след това се отделя. В момента се използват по-модерни методи. Най-простият е изсушаването върху активирани молекулярни сита (3 или 4 Anstrom). Най-доброто е първо третиране с метален натрий (главно водата реагира с него, за да образува NaOH и водород), след това ректификация. Накрая се съхранява върху молекулярни сита.

2.2. Хидролиза на целулоза

Картофите и зърното, на чиято обработка се основава производството на етилов алкохол по предишния метод, са доста ценни хранителни продукти. Затова се опитват да ги заменят с нехранителни суровини. В тази връзка, методът за производство на алкохол от целулоза, който по свой начин вече е намерил широко приложение химичен съставблизо до нишестето.

Този метод се основава на способността на целулозата (влакното) да претърпи хидролиза под въздействието на киселини, за да образува глюкоза, която след това се ферментира в алкохол с помощта на дрожди. За тази цел дървесните отпадъци (стърготини, стърготини) се нагряват в автоклави с 0,3-0,5% сярна киселина под налягане 7-10 atm. Целулозата, подобно на нишестето, се хидролизира:

• (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6

В края на процеса киселината се неутрализира с тебешир:

• H 2 SO 4 + CaCO 3 = CaSO 4 ↓ + CO 2

Слаборазтворимият калциев сулфат се филтрира и разтворът ферментира чрез добавяне на мая. След това разтворът се изпраща в дестилационни колони за дестилиране на алкохола.

Полученият по този начин етилов алкохол се нарича хидролитичен. Използва се само за технически цели, тъй като съдържа редица вредни примеси, по-специално метилов алкохол, ацетон и др.

От един тон дървесина можете да получите до 200 dm 3 алкохол. Това означава, че 1 тон дървесина може да замени 1 тон картофи или 300 кг зърно.

2.3. Извличане на синтетичен алкохол

Този метод се основава на способността на етилена, при определени условия, да претърпи реакция на хидратация, т.е. добавяне на вода за получаване на етилов алкохол. Процесът се провежда в специален контактен апарат под налягане над 50 atm и температура 280-300 С в присъствието на фосфорна киселина като катализатор.

3. Лабораторни методи за получаване на етанол

Съществуват и доста лабораторни методи за производство на етанол.

3.1. Хидролиза на халогенирани въглеводороди

Етанолът се образува при хидролизата на халогениран етан. Тъй като реакцията може да протича и в двете посоки, тя се провежда в присъствието на основи или карбонати, за да се измести равновесието надясно.

3.2. Хидратация на етилен

Реакцията се провежда подобно на индустриалния метод за производство на синтетичен етанол.

3.3. Редукция на карбонилни съединения

Редукцията на карбонилна група до хидроксилна група е доста често срещана лабораторен методполучаване