Етанол

Етанол (скрат. EtOH; исто така наречен етил алкохол, зрнест алкохол, алкохол за пиење, или едноставно алкохол) е органско соединение. Тоа е алкохол со хемиска формула . Неговата формула може да се напише и како или (етил група поврзана со хидроксилна група). Етанолот е испарлива, запалива, безбојна течност со карактеристичен мирис на вино и лут вкус. Тоа е психоактивна рекреативна дрога и активна состојка во алкохолните пијалаци.

Етанолот природно се произведува со процесот на ферментација на шеќери со квасец или преку петрохемиски процеси како што е хидратација на етилен. Историски се користел како општ анестетик и има современи медицински примени како антисептик, средство за дезинфекција, растворувач за некои лекови и противотров за труење со метанол и труење со етилен гликол. Се користи како хемиски растворувач и во синтезата на органски соединенија и како извор на гориво. Етанолот, исто така, може да се дехидрира за да се направи етилен, важна хемиска суровина. Од 2006 година, светското производство на етанол беше 51 гигалитар, главно од Бразил и САД.

Етимологија Етанол е систематско име дефинирано од страна на Меѓународната унија за чиста и применета хемија за соединение кое се состои од алкилна група со два јаглеродни атоми (префикс „ет-“), кои имаат единечна врска меѓу нив (инфикс „-ан-“) и приложена −OH функционална група (наставка „-ол“).

Префиксот „ет-“ и квалификаторот „етил“ во „етил алкохол“ првично потекнуваат од името „етил“ доделено во 1834 година на групата − од Јустус Либиг. Тој го измислил зборот од германското име Етер од соединението −O− (на англиски најчесто се нарекува „етер“, поконкретно наречен „диетил етер“). Според Оксфордскиот англиски речник, етил е контракција на старогрчкиот αἰθήρ (aithḗr, „горен воздух“) и грчкиот збор ὕλη (hýlē, „супстанција“).

Името етанол е измислено како резултат на резолуцијата за именување на алкохоли и феноли која беше усвоена на Меѓународната конференција за хемиска номенклатура што се одржа во април 1892 година во Женева, Швајцарија.For a report on the 1892 International Conference on Chemical Nomenclature, see:

Armstrong's report is reprinted with the resolutions in English in:

Терминот алкохол сега се однесува на поширока класа на супстанции во номенклатурата на хемијата, но во вообичаениот јазик останува името на етанол. Тоа е средновековен заем од арапски ал-кухл, прашкаста руда на антимон што се користела уште од антиката како козметика и го задржала тоа значење на среднолатинскиот. p. 205; OED; etymonline.com Употребата на „алкохол“ за етанол (во целост, „алкохол од вино“) е модерна и за прв пат е забележана во 1753 година.

Употреба Медицина Анестетик Етанолот е најстариот познат седатив, кој се користел како орален општ анестетик за време на операцијата во античка Месопотамија и во средниот век. Благата интоксикација започнува со концентрација на алкохол во крвта од 0,03 - 0,05 % и индуцира анестетичка кома на 0,4 %. Сепак, оваа употреба носеше висок ризик од смртоносна алкохолна интоксикација и пулмонална аспирација при повраќање, што доведе до употреба на алтернативи во антиката, како што се опиумот и канабисот, а подоцна и диетил етер почнувајќи од 1840-тите.Grattan, N. "Treatment of Uterine Haemorrhage". Provincial Medicine and Surgical Journal. Vol. 1, No. 6 (Nov. 7, 1840), p. 107.

Антисептик Етанолот се користи во медицински марамчиња и најчесто во антибактериски гелови за дезинфекција на раце како антисептик поради неговите бактерицидни и антигабични ефекти. Етанолот ги убива микроорганизмите со растворање на нивниот мембрански липиден двослој и денатурирање на нивните белковини и е ефикасен против повеќето бактерии, габи и вируси. Сепак, тој е неефикасен против бактериски спори, но тоа може да се ублажи со користење на водород пероксид. Растворот од 70 % етанол е поефикасен од чистиот етанол бидејќи етанолот се потпира на молекулите на водата за оптимална антимикробна активност. Апсолутниот етанол може да ги инактивира микробите без да ги уништи бидејќи алкохолот не може целосно да навлезе во мембраната на микробот. Етанолот може да се користи и како средство за дезинфекција и антисептик бидејќи предизвикува дехидрација на клетките со нарушување на осмотската рамнотежа низ клеточната мембрана, па водата ја напушта клетката што доведува до клеточна смрт.

Противотров Етанолот може да се администрира како противотров за труење со етилен гликол и труење со метанол. Етанолот служи за овој процес со тоа што делува како конкурентен инхибитор против метанолот и етилен гликолот за алкохол дехидрогеназа. Иако има повеќе несакани ефекти, етанолот е поевтин и полесно достапен од фомепизолот, кој исто така се користи како противотров за труење со метанол и етилен гликол.

Медицински растворувач Етанолот, често во високи концентрации, се користи за растворање на многу лекови нерастворливи во вода и сродни соединенија. Течните препарати од лекови против болки, лекови за кашлица и настинки и миење уста, на пример, може да содржат до 25 % етанол и можеби треба да се избегнуваат кај лица со несакани реакции на етанол, како што се респираторните реакции предизвикани од алкохол. Етанолот е присутен главно како антимикробен конзерванс во преку 700 течни препарати на лекови, вклучувајќи ацетаминофен, додатоци на железо, ранитидин, фуросемид, манитол, фенобарбитал, триметоприм/сулфаметоксазол и лекови против кашлица без рецепт.

Фармакологија Кај цицачите, етанолот примарно се метаболизира во црниот дроб и желудникот преку ензимите на алкохол дехидрогеназа (ADH). Овие ензими ја катализираат оксидацијата на етанолот во ацеталдехид (етанал):

CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+

Кога е присутен во значителни концентрации, овој метаболизам на етанол е дополнително потпомогнат од ензимот CYP2E1 на цитохром P450 кај луѓето, додека трагите исто така се метаболизираат со каталаза.

Добиениот меѓупроизвод, ацеталдехид, е познат канцероген и претставува значително поголема токсичност кај луѓето од самиот етанол. Многу од симптомите типично поврзани со интоксикација со алкохол - како и многу од здравствените опасности типично поврзани со долгорочното консумирање на етанол - може да се припишат на токсичноста на ацеталдехид кај луѓето.

Последователната оксидација на ацеталдехидот во ацетат се изведува со ензими на алдехид дехидрогеназа (ALDH). Мутација во генот ALDH2 што кодира за неактивна или дисфункционална форма на овој ензим влијае на приближно 50 % од популациите во источна Азија, придонесувајќи за карактеристичната реакција на црвенило на алкохол што може да предизвика привремено црвенило на кожата, како и голем број сродни и често непријатни симптоми на токсичност од ацеталдехид. Оваа мутација е типично придружена со друга мутација на ензимот на алкохол дехидрогеназа ADH1B кај приближно 80 % од источните Азијци, што ја подобрува каталитичката ефикасност на претворањето на етанолот во ацеталдехид.

Рекреација Како депресив на централниот нервен систем, етанолот е еден од најчесто консумираните психоактивни дроги.Alcohol use and safe drinking . US National Institutes of Health.

И покрај психоактивните и канцерогени својства на алкохолот, тој е лесно достапен и легален за продажба во повеќето земји. Сепак, постојат закони кои ја регулираат продажбата, извозот/увозот, оданочувањето, производството, потрошувачката и поседувањето на алкохолни пијалаци. Највообичаена регулатива е забраната за малолетници.

Гориво

Моторно гориво +Енергетска содржина (пониска топлинска вредност) на некои горива во споредба со етанол.Тип на гориво MJ/L MJ/kg Истражување октански бројСуво дрво (20% влага) ~19.5Метанол17.919.9108.7Етанол21.226.8108.6E85(85% етанол, 15% бензин)25.233.2105Течен природен гас25.3~55Автогас (ТНГ) (60% пропан + 40% бутан)26.850Воздухопловен бензин (бензин со високи октани, не авионско гориво)33.546.8100/130 (слаб/богат)Гасохол (90% бензин + 10% етанол)33.747.193/94 Обичен бензин34.844.4min. 91 Премиум бензин max. 104Дизел38.645.425Јаглен, екструдиран5023

Најголемата поединечна употреба на етанол е како гориво на моторот и како додаток на горивото. Бразил особено се потпира на употребата на етанол како гориво за моторот, делумно поради неговата улога како еден од водечките светски производители на етанол. Бензинот што се продава во Бразил содржи најмалку 25 % безводен етанол. Водниот етанол (околу 95 % етанол и 5 % вода) може да се користи како гориво во повеќе од 90 % од новите автомобили на бензин што се продаваат во земјата.

САД и многу други земји првенствено користат Е10 (10 % етанол, понекогаш познат како газохол) и Е85 (85 % етанол) етанол/бензин мешавини. Со текот на времето, се верува дека материјалниот дел од ≈150 милијарди американски галони (570.000.000 m3) годишно за бензин ќе почне да се заменува со етанол за гориво.

Австралискиот закон ја ограничува употребата на чист етанол од отпадот од шеќерна трска на 10 % во автомобилите. Кај постарите автомобили (и старите автомобили дизајнирани да користат гориво што гори побавно) треба да ги надградат или заменат вентилите на моторот.

Според група за застапување во индустријата, етанолот како гориво ги намалува штетните емисии на јаглерод моноксид, честички, оксиди на азот и други загадувачи кои формираат озон. Националната лабораторија Argonne ги анализирала емисиите на стакленички гасови на многу различни комбинации на мотори и горива и открила дека мешавината на биодизел/петродизел (B20) покажала намалување од 8 %, конвенционалната мешавина од етанол E85 намалување од 17 % и целулозниот етанол за 64 %, во споредба со чистиот бензин. Етанолот има многу поголем истражувачки октански број (RON) од бензинот, што значи дека е помалку склон кон предзапалување, што овозможува подобро напредување на палењето што значи поголем вртежен момент и ефикасност покрај помалите емисии на јаглерод.

Согорувањето на етанол во мотор со внатрешно согорување дава многу производи од нецелосно согорување произведени од бензин и значително поголеми количества формалдехид и сродни видови како што е ацеталдехидот. Ова води до значително поголема фотохемиска реактивност и повеќе озон на нивото на земјата. Овие податоци се собрани во извештајот за чисти горива за споредба на емисиите на гориво и покажуваат дека издувните гасови од етанол создаваат 2,14 пати повеќе озон од издувните гасови на бензинот. Кога ова ќе се додаде во прилагодениот индекс на локализирано загадување (LPI) на Извештајот за чисти горива, локалното загадување со етанол (загадување кое придонесува за смог) е оценето со 1,7, каде што бензинот е 1,0, а повисоките бројки значат поголемо загадување. Одборот за воздушни ресурси на Калифорнија го формализираше ова прашање во 2008 година со признавање на контролните стандарди за формалдехидите како група за контрола на емисиите, слично како конвенционалните NOx и реактивни органски гасови (ROGs).

Повеќе од 20 % од бразилските автомобили можат да користат 100 % етанол како гориво, што вклучува мотори само со етанол и мотори со флексибилно гориво. Моторите со флекс гориво во Бразил можат да работат целосно со етанол, целосно со бензин или која било мешавина од двете. Во САД возилата со флексибилно гориво можат да работат на 0 % до 85 % етанол (15 % бензин), бидејќи мешавините со повисок етанол сè уште не се дозволени или ефикасни. Бразил ја поддржува оваа флота на автомобили што горат етанол со голема национална инфраструктура која произведува етанол од домашна шеќерна трска.

Високата спојливост на етанолот со вода го прави несоодветен за транспорт преку модерни цевководи како што се течните јаглеводороди. Механичарите забележале зголемени случаи на оштетување на малите мотори (особено, карбураторот) и штетата ја припишуваат на зголеменото задржување на водата од етанолот во горивото. "Mechanics see ethanol damaging small engines", NBC News, 8 January 2008

Ракетно гориво