Концентрований спирт формули. Дія етанолу на організм людини

(етиловий спирт, винний спирт) - органічна сполука, представник ряду одноатомних спиртів складу С 2 Н 5 ВІН (скорочено EtOH).За звичайних умов є безбарвною, легкозаймистою рідиною. Згідно з Національним стандартом України * ДСТУ 4221: 2003етанол - це токсична речовина наркотичною дією, за ступенем впливу на організм людини відноситься до четвертого класу небезпечних речовин. Має канцерогенні властивості.

Етанол є головним складником спиртних напоїв, що діють, які зазвичай виготовляються ферментацією вуглеводів. Для промислових потреб етиловий спирт часто синтезують з нафтової та газової сировини каталітичною гідратацією етилену. Крім виготовлення харчових продуктів етанол застосовується у великій кількості як паливо, розчинник, антисептик і як сировина для отримання інших промислово важливих речовин.

Історія

Етанол використовувався людством ще з давніх часів. Він грав роль складової частини напоїв, ліків, як заспокійливе та афродизіак, а також мав місце у проведенні релігійних обрядів.

У Стародавньому Єгиптійого видобували ферментацією рослинної сировини. У такий спосіб отримували тільки розведений розчин спирту. З метою збільшення концентрації у Китаї винайшли спосіб перегонки. Як свідчать розписи на китайській кераміці, напої із ферментованої суміші рису, фруктів та меду виготовляли ще 9000 тому. Приблизно в цей же час на Близькому Сході спирт отримували з винограду та ячменю, про що свідчать записи на глиняних табличках у Міжріччі.

У Середньовіччі етиловий спирт грав роль основи для приготування численних ліків та настоянок. Алхіміки завжди використовували етанол у своїх роботах, давши йому назву лат. Aqua vitae,тобто жива вода.

Чистий етанол уперше отримав у 1796 році російсько-німецький хімік Товій Єгорович Ловіц. Згідно з описом провідного вченого того часу Антуана Лорана Лавуазьє, досліджувана сполука складалася з хімічних елементіввуглецю, водню та кисню. У 1808 році швейцарський біохімік Ніколя Теодор де Соссюр встановив хімічну формулу етанолу, а через п'ятдесят років шотландський хімік Арчібальд Скотт Купер запропонував його структуру.

Перший синтетичний метод отримання етилену розробили незалежно один від одного англійський хімік Генрі Геннель та французький фармацевт Жорж-Симон Серюлла у 1826 році. А в 1828 р. англійський фізик і хімік Майкл Фарадей отримав етанол шляхом каталітичної гідратації етен, побічного продукту переробки нафти і газу. Цей спосіб ліг в основу багатьох методів, які застосовуються у виробництві етанолу і до сьогодні.

структура

Обидва атоми вуглецю в молекулі етанолу, у тому числі і атом, який пов'язаний з гідроксильною групою, знаходяться в стані sp 3 -гібридизації. Відстань C-C становить 1512 ангстрем.

Залежно від положення гідроксильної групи по відношенню до іншої частини молекули розрізняють гош- (Фр. Gauche)і транс-форми.Транс-формахарактеризується становищем зв'язку O-Hгідроксильної групи в одній площині зі зв'язком C-Cі одним із C-H зв'язків. У гош-формі атом водню в гідроксильної групи звернений убік Дипольний момент для гош-формистановить 1,68 D, а для транс-форми- 1,44 D.

Поширення у природі

Етанол є продуктом життєдіяльності деяких грибів. Серед них основними є роди Saccharomyces, Schizosaccharomyces,а також Kluyveromyces.Одним із найвідоміших представників цих класів є вид Saccharomyces cerevisiae,який має тривіальну назву пивні дріжджі. До інших поширених видів відносяться Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces anamensis, Schizosaccharomyces pombe, Candida utilisтощо. Також етанол утворюють деякі бактерії, наприклад, Zymomonas mobilis.

У 1975 році астрономи повідомили про знаходження значних скупчень етанолу в газопиловій хмарі Стрілець B2. За підрахунками вчених, кількість наявних там молекул етанолу значно перевищує кількість спирту, отриманого за всю історію людства. Знайдений етанол мав транс-формумолекул, а в 1996 році він був зафіксований і в гош-формі.

Серед можливих шляхів утворення етанолу в міжзоряному середовищі наводиться, зокрема, його синтез із метану та метил-катіону під дією випромінювання:

Іншим потенційним способом є взаємодія метил-катіону з формальдегідом, який також поширений у космосі:

Фізичні властивості

Етанол - безбарвна рідина зі слабким "алкогольним" запахом. Він летючим і легкозаймистим. Змішується у будь-яких пропорціях з водою, ефірами, ацетоном, бензолом. Етиловий спирт є добрим розчинником для багатьох органічних, а також неорганічних речовин.

З водою утворює азеотропну суміш: 95,6% спирту та 4,4% води. Безводний етанол трохи гігроскопічний: задля досягнення стабільності він здатний поглинути 0,3-0,4% води.

отримання

гідратація етилену

Для отримання етанолу з етилену є два основні шляхи. Історично першим став метод непрямої гідратації, винайдений 1930 року компанією «Union Carbide». Інший, розроблений у 1970-х роках, був спроектований як безкислотний метод (відмова від використання сірчаної кислоти).

непряма гідратація

Отримання етанолу з етилену з використанням сірчаної кислоти відбувається на три стадії. Спочатку етилен поглинається концентрованою кислотою, утворюючи ефіри етилсульфат або діетил сульфат:

Поглинання проводиться 95-98% розчином кислоти при температурі 80°C та тиску 1,3-1,5 МПа. Дана взаємодія екзотермічна, тому стінки реактора повинні мати охолодження. Присутність у розчині кислоти етилсульфату дозволяє суттєво збільшити швидкість поглинання, оскільки розчинність етилену в етилсульфаті значно вища, ніж у чистій кислоті.

На другій стадії отримані продукти реакції відчувають гідролізу та розкладаються з утворенням спирту та кислоти. Однак виключеною є взаємодія двох базових ефірів, що веде до утворення третього, діетилового:

Після обробки сірчаної кислоти з абсорбованими етил- і діетилсульфатом у достатній кількості води, розчин набуває концентрації близько 50-60%. Продукти гідролізу направляються на колони для поділу: розведена кислота залишатиметься внизу резервуара, а газувати спиртово-етерну суміш - нагорі. Цільову суміш промивають водою або розведеним розчином гідроксиду натрію, а потім очищають перегонкою.

Заключним етапом є відновлення концентрації розведеної кислоти. Цей етап є одним із найдорожчих у всьому синтезі. За допомогою системи кислотних випарників вдається підвищити концентрацію кислоти до 90%. Збільшення цього показника до 98% проводиться змішуванням з олеумом (концентрації 103%).

Серйозною проблемою для методу непрямої гідратації є утворення в кислоті вуглецевих речовин, які істотно впливають на її концентрацію. Використання концентрованої кислотитакож викликає появу корозії на устаткуванні, тому деякі частини обладнання виробляються із кремнію, сплавів танталу, свинцю тощо.

пряма гідратація

Синтез за схемою прямої гідратації проводиться з використанням каталізаторів. Тут існує дві форми взаємодії:

• з твердим або рідким каталізатором контактують газоподібні реагенти (Газофазний процес)
• з твердим або рідким каталізатором контактують як рідкі, так і газоподібні реагенти (Змішанофазний процес).

Етанол синтезують переважно за газофазним процесом. Вихідний етилен і воду пропускають над вугільним каталізатором, насичений ортофосфорною кислотою:

При нормальних температурах лише незначна кількість етанолу може бути в газовій фазі, а збільшення температури призведе до зменшення його концентрації. Вирівняти рівновагу реакції можна, застосувавши принцип Ле Шательє — Брауна, — збільшивши тиск у реакційній суміші та зменшивши кількість молекул у системі. Оптимальними умовами для проведення взаємодії є темепратура 250-300°C та тиск 6,1-7,1 МПа.

Продукт реакції може піддаватися міжмолекулярній дегідратації, що веде до утворення діетилового ефіру:

У разі, якщо у вуглеводній сировині міститься домішка ацетилену, вона гідратується до етаналю:

Присутність етаналю небажана, оскільки з нього утворюється кротоновий альдегід, який негативно впливає на якість етанолу, навіть у кількості мільйонних частин:

отримання ферментацією

Видобуток етанолу шляхом ферментації (бродіння) цукристих речовин є найстарішим. Для його виробництва може застосовуватися будь-який продукт, що містить цукор або речовини, з яких можна отримати (наприклад, крохмаль). Як цукоровмісні продукти використовують фруктовий і очеретяний цукор, цукрові буряки, патоку, а крохмалевмісні є картопля, зерна пшениці, жита, кукурудзи. Також використовується як сировина целюлоза (з відходів сільського господарства, целюлозно-паперової промисловості тощо).

Вилучення з крохмалю та цукру

Для перетворення крохмалю на цукристі речовини його спочатку піддають гідролізу. З цією метою сировину (розтерту картоплю або борошно) заварюють гарячою водою, щоб прискорити набухання крохмалю. Також до сировини додають фермент, під впливом якого відбувається оцукровування крохмалю, тобто перетворення його на глюкозу.

Як фермент використовують діастазу, що міститься в пророслих зернах, або інші амілази грибкового походження.

Друга стадія, яка аналогічна і для отримання спирту з цукрів, полягає в анаеробному бродінні, тобто перетворенні на спирт та діоксид вуглецю:

Тут реакція відбувається під впливом мікроорганізмів: грибів (дріжджів) чи бактерій.

Серед дріжджів, що застосовуються в процесі, діюче місце займають Saccharomyces cerevisiae(Так звані пивні дріжджі). При їх використанні важливе значення мають кислотність середовища та температура — вони впливають на зростання дріжджів, вихід етанолу, формування побічних продуктів та забруднення бактеріями. Зазвичай таке бродіння у промисловому виробництві проводиться за pH 4-6. При значенні pH менше 5 ріст бактерій у середовищі сильно пригнічений; для зростання дріжджів Saccharomyces cerevisiaeкислотність повинна підтримуватись у проміжку 2,4-8,6 з оптимальним значенням 4,5, а процес бродіння має більшу інтенсивність у діапазоні 3,5-6.

Більшість дріжджів, що використовуються у виробництві етанолу, мають оптимальну температуру для зростання близько 39-40°C, а максимальне значення спостерігається на увазі Kluyveromyces marxianus- 49 ° C. Оскільки процес бродіння є екзотермічним (з 1 г поглиненої глюкози виділяється 586 Дж тепла), використання дріжджів з найвищою оптимальною температурою зростання дозволяє заощадити кошти на охолодженні реакційної системи. Важливим моментом є подача незначних кількостей кисню для синтезу дріжджами ненасичених жирних кислот та ергостеролу, які сприяють їх росту та хорошій проникності клітин. За відсутності кисню нестача кислот і стеролу спричинить зміни у фізіології дріжджів вже за кілька поколінь.

Також у синтезі етанолу застосовують бактерії, зокрема, поширений вид Zymomonas mobilis,які мають велику швидкість зростання, високий вихід кінцевого продукту та не залежать від подачі кисню.

Вилучення з целюлози

Як целюлоза, так і крохмаль є полісахаридами, полімерами вуглеводів, але синтез етанолу з целюлози значно важчий через її малу схильність до гідролізу. Її структура більш подібна до кристалічної, що ускладнює розрив зв'язків усередині полімеру, а в рослинах її захищає від гідролітичного розпаду шар лігніну (після обробки целюлози кислотою гідролізується лише 15% всієї маси). У відходах сировини також міститься геміцелюлоза, яка складається з пентоз.

Передопераційна обробка включає розмелювання, замочування вихідної сировини для набухання. Згодом її нагрівають в автоклавах з 0,3-0,5%-ної кислотою під тиском 7-10 атм. Як кислота найчастіше використовується сірчана, рідше — соляна. Після закінчення процесу кислоту концентрують в окремому резервуарі і знову пускають у виробництво, а лігнін відфільтровують та очищають промиванням.

Отриманий у такий спосіб етиловий спирт називають гідролізним.Його застосовують лише для технічних цілей, тому що в ньому міститься цілий ряд шкідливих домішок, у тому числі метиловий спирт, ацетон та ін.

Також, на відміну від кислотної гідролізу, застосовується ензиматичнийметод. Тут гідроліз відбувається під дією грибів на кшталт Trichoderma viride.Попередня обробка включає усунення лігнінової оболонки дією розчиннику кадоксену (розчин з 5-7% вмістом оксиду кадмію і 28% Етилендіамін) і обробку рідким аміаком під високим тиском, який розбурхує волокна в целюлозі, полегшуючи проник. У деяких випадках вдається досягти стовідсоткової переробки целюлози.

інші способи

Гідроліз галогенпохідних вуглеводнів

Етанол утворюється при гідролізі галогенозаміщеного етану. Його проводять у воді або у водному розчині лугів. У першому випадку реакція є зворотною, а в другому може відбуватися елімінування (відщеплення) гідрогенгалогеніду:

Конверсія синтез-газу

Видобуток етанолу із синтез-газу аналогічний методу отримання метанолу за процесом Фішера — Тропша:

Реакція відбувається при температурі 125-175 °C та тиску 1,42 МПа, використовуючи каталізатор типу порошкоподібного заліза.

Відновлення органічних сполук

Відновлення альдегідів та кислот є досить поширеним методом одержання спиртів, у тому числі і етанолу:

Каталітичне відновлення зазвичай проводять над нікелем Ренея, платиною; в лабораторних умовах застосовується алюмогідрид літію і борогідрид натрію.

очищення етанолу

Синтезований етанол зазвичай є водно-спиртовою сумішшю. Його очищення та зневоднення починається з перегонки (ректифікації), якої можна досягти концентрації 95,6% про. Утворена суміш є азеотропною і не може бути очищена наступною перегонкою. Для додаткової дегідратації використовують бензол, циклогексан чи гептан. Їхня присутність створює нові азеотропні суміші з низькою температурою кипіння, що дозволяє отримати безводний етанол.

У промислових масштабах для зневоднення можуть використовуватися молекулярні сита, пори яких проникні для молекул води, але не для етанолу. Такі сита можуть бути штучними або цеолітами природного походження (наприклад, кліноптилоліту). 75% адсорбованих молекул є водою, решта 25% — етанол, який потім знову повертається в перегінну систему.

Також застосовується мембранний метод, який полягає у розділенні підігрітої до 60 °C водно-спиртової суміші напівпроникною мембраною, яка не пропускає етанол. Ця операція виконується під впливом тиску менше 1 кПа. В результаті поділу утворюється етанол з концентрацією 99,85% та розчин, що пройшов через мембрану, з концентрацією 23%. Конденсований мембранний розчин може бути ректифікований.

Класифікація етанолу

Отриманий спирт за своїм складом умовно поділяють на чотири класи:

• промисловий етанол (96,5% об.) — продукт для промислового та технічного використання: як розчинник, паливо тощо. Для запобігання його застосуванню зазвичай до нього додають речовини з неприємним запахом, наприклад, піридин у кількості 0,5-1% (Проводять денатурацію).Також для більш легкого визначення йому можуть надавати слабке забарвлення метиловим фіолетовим;
• денатурований спирт - технічний продукт з концентрацією етанолу 88% про, що значна кількість домішок. Він денатурується та фарбується відповідним чином. Використовується в освітленні та обігріві;
• якісний алкоголь (96,0-96,5% об.) - очищений етанол, застосовується для потреб фармацевтики, у виготовленні косметичних засобів для харчового споживання;
• абсолютний етанол (99,7-99,8% об.) - дуже чистий етанол, застосовується у фармацевтиці, виготовленні аерозолів.

В Україні марки одержуваного етанолу ректифікованого регламентуються стандартом ДСТУ 4221: 2003 «Спирт етиловий ректифікований». Залежно від ступеня очищення виділяється чотири сорти: «Пшенична сльоза», «Люкс», «Екстра» та «Вищого очищення».

Норми для сортів спирту згідно з ГОСТ 4221: 2003

показник	«Пшенична сльоза»	«Люкс»	«Екстра»	«Вищого очищення»
Об'ємна частка етилового спирту, при температурі 20 ° C, %, не менше	96,3	96,3	96,3	96,0
Масова концентрація альдегідів, перерахунку на оцтовий альдегід у безводному спирті, мг/дм³, не більше	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрація сивушної олії: пропіловий, ізопропіловий, бутиловий, ізобутиловий та ізоаміловий спирти в перерахунку на суміш пропілового, ізобутилового та ізоамілового спиртів (3: 1: 1) у безводному спирті, мг/дм³, не більше	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрація сивушної олії в перерахунку на суміш ізобутилового та ізоамілового спиртів (1: 1) у безводному спирті, мг/дм³, не більше	2,0	2,0	2,0	2,0
Масова концентрація ефірів, у перерахунку на оцтовоетиловий ефір у безводному спирті, мг/дм³, не більше	1,5	2,0	3,0	5,0
Об'ємна частка метилового спирту в перерахунку на безводний спирт,%, не більше	0,005	0,01	0,02	0,03
Масова концентрація вільних кислот (без СО2), у перерахунку на оцтову кислоту у безводному спирті, мг/дм³, не більше	8,0	8,0	12,0	15,0

Хімічні властивості

Етанол є одноатомним первинним спиртом і гідроксильна група наводить більшість його хімічних властивостей. Так, етанол може брати частину в реакціях дегідратації — як внутрішньомолекулярної, так і міжмолекулярної:

При взаємодії з іншими спиртами утворюється суміш трьох ефірів:

З карбоновими кислотами етанол у присутності концентрованої сірчаної кислоти утворює ефіри:

В результаті приєднання етанолу до ацетилену синтезується вінілетиловий ефір:

Виявляючи свої кислотні властивості, етанол реагує з лужними металами (наприклад, натрієм) та лугами з утворенням етоксиду:

Ця реакція проводиться у безводному середовищі, оскільки гідроксид утворюється швидше, ніж етоксид.

Менш активні метали - алюміній і магній - також взаємодіють з етанолом, але тільки в присутності каталізатора ртуті:

Гідроксильна група, що є в молекулі, може заміщатися галогенідними кислотами з утворенням галогенпохідних етану:

Етанол окислюється до етаналю, а потім в оцтової кислоти результатом повного окислення (наприклад, спалювання етанолу) є діоксид вуглецю і вода:

Обробляючи етанол аміаком при 300 ° C у кислому середовищі, утворюються заміщені аміни: первинні, вторинні, третинні або навіть четвертинні амонієві солі (залежно від співвідношення реагентів):

Етанол є сировиною для синтезу бутадієну. Реакція проводиться при температурі 370-390 °C і в присутності каталізаторів - MgO-SiO 2 або Al 2 O 3 -SiO 2 (з селективністю 70%):

біологічна дія

метаболізм

Майже весь спожитий спирт (90-98%) метаболізується організмом і лише невелика його частина (2-10%) виводиться у незміненому вигляді: із сечею, повітрям, потім, слиною. Споживання етанолу призводить до надмірного сечовипускання: кожні 10 г алкоголю сприяють втраті організмом 100 мл рідини, що не сприяє видаленню спирту з організму. Основна частина етанолу, що надійшла в організм, потрапляє до печінки, де в мікросомах зазнає біологічного перетворення.

На першій стадії метаболізму з етанолу утворюється ацетальдегід. Це відбувається під дією алкогольдегідрогенази (АДГ) - ферменту, кофактором якого є нікотинамід (НАД). Згодом ацетальдегід, що утворюється з етанолу, окислюється в ацетат у мітохондріях ферментом альдегіддегідрогеназу, яка як кофермент використовує НАД, який, приєднуючи протон, відновлюється до НАД · Н. На цій стадії взаємодія відбувається набагато швидше, ніж на попередній. Ацетат надходить у цикл Кребса, де руйнується до СО 2 і Н 2 О. Альдегіддегідрогеназу виявляють не тільки в печінці, але і в інших органах, включаючи головний мозок. У дорослої, здорової людини АДГ руйнує близько 10 г спирту на годину.

Крім основного метаболічного процесу, етанол окислюється також двома іншими шляхами. Один із них відбувається за участю мікросомальної оксидази у поєднанні з відновленим нікотинамідаденіндінуклеотидфосфатом (НАДФ), у той час як інший – за участю каталази у поєднанні з пероксидом водню. Обидва шляхи ведуть до утворення токсичного альдегіду, який має канцерогенні властивості і в десятки разів токсичніший порівняно з етанолом.

Вплив на організм

Потрапляючи в тіло людини через стравохід, етанол швидко всмоктується. У шлунку поглинається 20% початкового етанолу, а тонкому кишечнику — 80%. Після поглинання він потрапляє у кров вже через 5 хвилин, поширюючись із кровотоком по всьому організму.

Центральна нервова система.Етанол пригнічує функції ЦНС подібно до інших анестезуючих речовин. Незважаючи на поширену думку, етанол не стимулює дію нервової системи: якщо збудження і виникають, їх поява обумовлена ​​протидією гальмівним процесам. У звичайних дозах етанол діє переважно на активуючу функцію ретикулярної формації стовбурової частини мозку і лише великі дози безпосередньо пригнічують функцію кори мозку.

Хронічне вживання етанолу спричинює дефіцит серотоніну. Функціональне зниження активності цієї системи перешкоджає розвитку толерантності та, навпаки, збільшення її активності, підвищення рівня серотоніну прискорюють розвиток толерантності до алкоголю. Під дією етанолу порушується обмін дофаміну, який бере участь у синтезі норадреналіну та координує рухи, емоційний та психічний стан. Також етанол надає негативний вплив на фізичні та психічні можливості: він знижує гостроту зору та слуху, порушує м'язову координацію та стійкість, уповільнює час реакції на подразнення.

Дихальна система.Етанол має яскраво виражену токсичну дію на органи дихання. Поразка легень позначається розвитком бронхолегеневої інфекції внаслідок зменшення захисних функцій організму. Негативний вплив алкоголю пов'язаний з пригніченням фагоцитозу та утворення антитіл, сприянням проникненню бактерій у дихальні шляхи тощо. Бронхолегеневі патології можуть перерости у появі гострої пневмонії, яка має значний відсоток летальних випадків.

Серцево-судинна система.Під дією етанолу розчиняються ліпіди клітинних мембран, зокрема клітин міокарда. В результаті збільшується проникність мембран та порушується обмін іонів натрію, калію, магнію та кальцію. Це послаблює скорочувальну здатність серцевого м'яза.

Травна система.Одноразовий прийом наводить гострий геморагічний ерозивний гастрит; аналогічна дія етанолу та на слизову оболонку дванадцятипалої кишки. Вже за хвилину після потрапляння в шлунок щурів етанол викликав дифузну гіперемію слизової оболонки шлунка.

Печінка.Ступінь ушкодження печінки етанолом безпосередньо залежить від кількості вжитого алкоголю. В результаті його дії можуть з'являтися стеатоз, фіброз, алкогольний гепатит та цироз, нерідко закінчується розвитком гепатоклітинної карциноми. Так, за даними Міжнародного агентства з дослідження раку етанол має канцерогенну дію.

Одним із результатів тривалого впливу на організм етанолу є збільшення обсягу еритроцитів — макроцитоз, спричинений токсичною дією ацетальдегіду, дефіцитом фолієвої кислоти та гіперліпідемією.

алкоголізм

Етанол є основою спиртних напоїв. Їхнє тривале застосування викликає появу алкоголізму.

Алкоголізм являє собою сукупність явищ, що характеризують клінічну картину залежності від алкоголю (тобто етанолсодержащих продуктів). Серед симптомів та проявів такої залежності стостеригаються: толерантність організму до алкоголю, фізична залежність, синдром скасування при припиненні чи зменшенні споживання, неконтрольоване та час надмірне споживання.

Виділяють три стадії прогресу алкоголізму:

1. у людини відсутній потяг до алкоголю, спостерігається втрата контролю при споживанні, перехід до систематичного споживання, збільшення толерантності до алкоголю, присутні початкові розлади у психічній сфері;
2. є фізична залежність із втратою заходу, формування психопатоподібного синдрому, порушення діяльності систем організму (серцево-судинної, сечостатевої, дихальної) та органів (поява гастриту, гепатиту)
3. залежність від алкоголю є психічною, є сильний фізичний потяг як прояв синдрому відміни, поява галюцинацій, незворотні пошкодження внутрішніх органів (цироз печінки, серцеві хвороби, енцефалопатія тощо).

Вплив на вагітність

Ризик виникнення відхилень у розвитку плода є прямо пропорційним до кількості спожитого під час вагітності алкоголю.

Етанол легко проникає через плаценту, тому його вміст у крові матері та плода швидко досягає однакового рівня. Він накопичується в тканинах плода, багатих на фосфоліпіди, в головному мозку, а також еритроцитах. Виведення алкоголю з організму здійснюється за допомогою ферментів печінки, а у майбутньої дитини вона формується лише у другій половині вагітності матері. Шкідливий вплив етанолу на плід пов'язаний із незрілістю захисного механізму та підвищеною проникністю судин тощо. Особливе значення мають критичні періоди ембріонального розвитку, коли чутливість ембріона та плоду до чужорідних речовин досягає максимального рівня. Токсична дія етанолу є причиною уповільнення розвитку чи навіть загибелі ембріона.

Споживання матір'ю під час вагітності пов'язане з появою фетальних (плідних) тератогенних ефектів. Вплив алкоголю проявляється у порушенні загального розвиткуплоду, народженні дитини з меншими, ніж у нормі, масою тіла та зростанням, психічною неповноцінністю. Зокрема, уражені тератогенною дією етанолу діти мають видозмінені риси обличчя: вузькі очні щілини, тонку верхню губу, появу мікроцефалії та ретрогнатію, відсутність фільтрують та різні вушні аномалії. Фізичні видозміни доповнюються недорозвиненістю головного мозку, схильністю до судомних нападів, набряків головного мозку, поганою координацією рухів, зниженням інтелекту та вродженими вадами серця. Така дія етанолу названа фетальним алкогольним синдромом, ФАС (або алкогольним синдромом плода).

Взаємодія з медичними препаратами

Етанол має здатність посилювати дію антибіотиків, антигістамінних препаратів, барбітуратів, міорелаксантів, а також викликати негативну реакцію організму.

Взаємодія медичних препаратів із етанолом

клас препаратів	препарат	Тип взаємодії з етанолом, наслідки
анальгетики	аспірин Ацетамінофен	Аспірин збільшує спорожнення шлунка, що веде до швидкої сорбції спирту в тонкому кишечнику, може уповільнювати дію алкогольдегідрогенази в шлунку. Етанол посилює метаболізм ацетамінофену, продуктом якого є токсичні речовини, що ушкоджують печінку. Можлива поява посиленого серцебиття, болю в животі, виразок шлунка,
антибіотики	Еритроміцин Ізоніазид Кетоконазол метронідазол	Еритроміцин збільшує спорожнення шлунка, що призводить до швидкої сорбції спирту в тонкому кишечнику; Разом з ізоніазидом алкоголь підвищує ризик появи хвороб печінки. Супроводжується головними болями, нудотою, різкими змінами артеріального тиску
антигістамінні препарати	Димедрол Клемастін Прометазин	Етанол посилює вплив препаратів на ЦНС, викликаючи появу млявості, зниження моторики спільна дія сильніше позначається на людей похилого віку.
барбітурати	фенобарбітал	Слабкість організму, запаморочення, ризик судомного нападу. Хронічне вживання алкоголю підвищує рівень метаболізму барбітуратів цитохрому Р-450
Снодійні засоби (бензодіазепіни)	Діазепам лоразепам Оксазепам	Етанол посилює вплив препаратів на ЦНС, викликаючи появу проблем із пам'яттю, млявості, зниження моторики, уповільнення чи утруднення дихання;
протизапальні препарати	Диклофенак Ібупрофен Напроксен	Споживання етанолу збільшує ризик появи шлункової кровотечі, пептичних виразок.
Блокатори H2-рецепторів	Нізатідін Ранітідін Ціметідін	Препарати пригнічують дію алкогольдегідрогенази та сприяють випирожненню шлунка, що призводить до підвищеного вмісту етанолу в крові.

застосування

Етанол має широкий спектр застосувань, серед яких найбільш значущими є виробництво спиртних напоїв, використання як розчинник, паливо, а також синтез інших хімічних речовин.

паливо

Перший автомобіль, який був здатний їздити на етанолі, спроектував Генрі Форд у 1920 році — модель Ford T. Однак тоді ця інновація це не набула необхідного розвитку через технічні та економічні проблеми: виробництво чистого етанолу було надто дорогим, а використання недоочищеного спирту у суміші з вуглеводневим паливом було певною мірою обмеженим — за низьких температур нерозчинна в бензині вода замерзала, закорковуючи паливний бак.

Зараз, маючи технології для виробництва дешевого етанолу, заміна традиційного бензинового чи дизельного палива етанолом, або використання його як добавки, набула у світі широкого поширення. Світове виробництво етанолу для потреб паливної промисловості у 2014 році становило 24,75 млрд. Галлонів.

розчинник

Етанол є найважливішим розчинником після води. Його основним застосуванням є виробництво косметики, парфумерії, поверхнево-активних речовин та дезінфектантів, фармацевтичних препаратів, різних покриттів. З цією метою застосовується етанол як синтетичного, і ферментативного походження.

антисептик

Етанол є найдавнішим антисептиком, відомим людству. Його здатність знезаражувати поранення була відзначена давньогрецьким лікарем Клавдієм Галеном, а пізніше і середньовічним французьким хірургом Гі де Шоліак.

Етанол виявляє бактерицидні дії при концентрації 30% і вище, залежно від типу бактерій, вмісту води та часу дії. Згідно з дослідженнями найбільш ефективна дія етанолу при його концентрації 60-70% - як у присутності води, так і за її відсутності. Саме такий вміст етанолу мають побутові антисептики для рук. Використання високої концентрації (наприклад, 90% розчину) для дезінфекції шкіри є недоцільним, оскільки при таких концентраціях етанол виявляє свої дубильні властивості, тоді як антисептичні властивості падають.

Принцип дії етанолу на мікроорганізми, ймовірно, полягає у впливі на їх мембрани та швидкій денатурації білків, що призводить до порушення метаболізму бактерій та подальшого руйнування клітин. Етанол демонструє високу біоцидну дію проти вегетативних бактерій (включаючи мікобактерії), вірусів, грибів, але не суперечку.

Через відсутність спороцидних дій етанол не може бути використаний для стерилізації, проте його властивостей достатньо для профілактичного знезараження поверхонь, обробки шкіри тощо.

Преципітація нуклеїнових кислот

Етанол широко застосовується в молекулярній біології для осадження та концентрування ДНК та РНК. Його використовують спільно з буферними розчинами солей, що містять прості однозарядні катіони (наприклад, катіони натрію). Типовим є використання буфера ацетату натрію концентрації 0,3 моль/л із pH 5,2 (при 4°C) та етанолу – абсолютного та 70-відсоткового (при -20°C).

Для осадження нуклеїнових кислот їх зразок змішують з буферним розчином та абсолютним етанолом і охолоджують при -20 °C протягом години, після чого центрифугують. Відділивши піпеткою зайву рідину з поверхні, додають 70% розчин етанолу та повторюють центрифугування та відділення рідини. Залишок випарюють при температурі 37°C на водяній бані і таким чином одержують сконцентровану речовину.

антидот

Завдяки своїй здатності утворювати ефіри при взаємодії зі спиртами, етанол використовується як доступний антидот при отруєннях метанолом, етиленгліколем та діетиленгліколю. В організм етанол вводять внутрішньо або внутрішньовенно, а доза для введення розраховується з міркувань, що у сироватці крові його концентрація має досягати 10-15 мг/л.

Ризик у застосуванні етанолу полягає у пригніченні діяльності центральної нервової системи, появі гіпоглікемії (через зниження глюконеогенезу) та нудоти. При введенні внутрішньовенно можлива поява флебіту, гіпертонії, гіпонатріємії. Застосування такого антидоту потребує постійного моніторингу вмісту етанолу у сироватці та рівня глюкози у венозній крові.

Синтез інших речовин

У промисловості етанол використовують для одержання етаналю, бутадієну, діетилового ефіру, етилацетату, етиламіну тощо.

Відео на тему

Без алкогольних напоїв не обходиться жодне свято. І, звичайно, всім відомо, що до складу будь-якого міцного входить питний етиловий спирт. Саме він і приносить людині відчуття приємної ейфорії та розслабленості та найважчі симптоми інтоксикації у разі її надмірного вживання. Але якийсь алкоголь несе із собою смерть.

Це з виробництвом сурогатного алкоголю, де використовується не етиловий, а метиловий спирт, токсичний і надзвичайно отруйний продукт. Обидва види з'єднання практично нічим не відрізняються зовні, різний лише їх хімічний склад. Давайте розберемося, яка ж формула питного спирту в хімії і в чому різниця його зі метиловим спиртом.

Щоб уникнути смертельного отруєння, слід відрізняти етиловий спирт від метилового.

Витоки знайомства з алкоголем сягають корінням ще в легендарне біблійне минуле. Ной, покуштувавши виноград, що забродив, сік, вперше пізнав відчуття похмілля. Саме з цього моменту і починається тріумфальна хода алкогольної продукції, розвиток виноробної культури та численні спиртні досліди.

Spiritus vini - таку назву отримав питний спирт, який почали створювати методом дистиляції. Тобто перегонкою та випаровуванням рідини з наступним осіданням пари в рідку форму.

Формула етанолу була встановлена ​​у 1833 році

Точкою відліку виноробства та виробництва алкогольної продукції стало XIV століття. Саме з цього часу отриманням «чарівної» рідини зайнялися в різних країнах зі створенням та розвитком численних методик. До важливих етапів поширення етанолу, як по-науковому називається питний спирт, та його розвитку можна віднести наступні роки:

1. XIV століття (30-ті роки). Вперше французьким алхіміком Арно де Вілльгер був відкритий винний спирт, вчений зміг виділити його з вина.
2. XIV століття (80-ті роки). Італійський купець познайомив з етиловим спиртовим з'єднанням давніх слов'ян, привезши цю речовину до Москви.
3. XVI століття (20-ті роки). Легендарний швейцарський лікар, алхімік Парацельс впритул зайнявся вивченням властивостей етанолу та виявив його головну здатність – присипляти.
4. XVIII ст. Вперше снодійні можливості етилового спирту були випробувані на людині. З його допомогою було вперше приспано пацієнта, якого готували до складної операції.

З цього моменту почалося бурхливе зростання спирто-горілчаної промисловості. На території однієї лише нашої країни аж до початку революції активно функціонувало понад 3000 спиртових заводів. Щоправда, під час ВВВ їхня кількість різко скоротилася, майже на 90%. Відродження розпочалося лише наприкінці 40-х років минулого століття. Стали згадувати старовинні технології та розробляти нові.

Різновиди спирту

Алкоголь має безліч різних модифікацій. Деякі види спиртів тісно стикаються з харчовими технологіями, інші є отруйними. Щоб дізнатися про їх дію та вплив на людський організм, слід розуміти їхні головні характеристики.

Харчовий (або питний)

Або спирт етиловий. Його отримують способом ректифікації (процес поділу багатокомпонентних сумішей з використанням теплообміну між рідиною та парою). За сировину для його виготовлення беруться різні види зерен. Хімічна формула питного етилового спирту така: С2Н5ОН.

Як діє етиловий спирт

Харчовий спирт, що входить до складу алкоголю, сприймається здебільшого як горілка. Саме ним і зловживають багато особистостей, довівши себе до стійкої алкогольної залежності.

Харчовий етанол має і власні різновиди (вони залежать від видів сировини, яка була використана). Класифікація питного спирту має такі види:

Спирт І сорту (або медичний)

Його використовують для випуску алкогольної продукції. Дане з'єднання призначене для використання виключно з медичною метою як антисептик, знезараження операційних та хірургічних інструментів.

Альфа

Спиртове з'єднання вищого гатунку. Для його виготовлення береться добірна високоякісна пшениця або жито. Саме на базі спирту Альфа випускається елітні алкогольні напої суперпреміумкласу. Наприклад:

• ром Bacardi;
• горілка Absolut;
• віскі Jack Daniels;
• віскі Johnnie Walker.

Люкс

Для виробництва питного етанолу цього рівня використовують картопля та зерно, з урахуванням того, що на виході обсяг картопляного крохмалю не повинен перевищувати 35%. Спиртове з'єднання пропускається через кілька щаблів фільтрації. З нього випускають горілку преміум-класу. Таку як:

• Хаскі;
• Веселка;
• Білуга;
• Мамонт;
• Nemiroff;
• Московська;
• Російське золото;
• Російський Стандарт.

Дані горілчані напої мають кілька ступенів захисту. У них особлива форма пляшки, спеціально розроблені голограми, унікальний ковпачок.

Як перевіряють якість горілчаних виробів

Екстра

На його основі роблять класичну та багатьом знайому горілку середньоцінового сегмента. Даний питний спирт розбавляють (його міцність у нерозбавленому вигляді становить близько 95%) і плюс піддають додатковому очищенню. Підсумкова продукція має менший вміст складних ефірів і метанолу. Алкоголь з урахуванням цього сполуки вважається екологічно чистим препаратом, щоправда, не таким дорогим, як спиртне з урахуванням Альфа чи Люкса.

Базис

Практично не поступається горілчаним етанолам Екстра та Альфа. Має таку ж високу міцність (порядку 95%). Горілка, виготовлена ​​з цього питного спирту, є ходовим товаром, оскільки вона найбільш доступна (середній ціновий сегмент ринку). Виробляють спирт цієї марки з картоплі та зерна, з урахуванням, що обсяг картопляного крохмалю в продукції не перевищує 60%.

Широке поширення має етиловий спирт у медицині.

Спирт вищої категорії очищення

Виготовляють його на основі суміші наступних продуктів:

• зерно;
• картопля;
• чорна патока;
• цукровий буряк.

Дане з'єднання при технологічному процесі піддається мінімальній обробці та фільтруванню від різних домішок та сивушних масел. Його пускають на виготовлення дешевої горілки економ-класу, різних настоянок та лікерів.

Спирт метиловий (або технічний)

Безбарвна, прозора речовина, яка за запахом схожа з класичним етанолом. Але, на відміну від останнього, метанол є високотоксичною сполукою. Хімічна формула метанолу (або деревного спирту) СН3ОН. При попаданні в організм людини ця сполука викликає гостре отруєння. Не виключений і смерть.

Що таке метиловий спирт

За статистикою щорічно діагностується близько 1500 випадків отруєння метиловим спиртом. Кожна п'ята інтоксикація закінчувалася загибеллю людини.

Метиловий спирт не має жодного відношення до виробництва алкопродукції та харчової промисловості. Але цим дешевим засобом часто розбавляється сурогатний алкоголь задля здешевлення отримуваної продукції. При взаємодії з органічними структурами метанол перетворюється на страшну отруту, яка занапастила вже чимало життів.

Як розрізнити спирти

Відрізнити отруйний технічний спирт від питного дуже важко. Саме з цієї причини трапляються випадки смертельних отруєнь. Коли під виглядом етанолу використовують для виготовлення алкогольної продукції метанол.

Але відрізнити спиртові сполуки все ж таки можна. Для цього існують нехитрі способи, які можна застосувати і в домашніх умовах.

1. За допомогою вогню. Це найлегший спосіб перевірки. Просто підпаліть алкогольний напій. Етанол при горінні горить синім полум'ям, а ось колір метанолу, що горить, зелений.
2. З використанням картоплі. Залийте спиртним шматочок сирої картоплі та залиште на 2-3 години. Якщо колір овочів не змінився - горілка відмінної якості і її сміливо можна вживати за призначенням. А от у випадку коли картопля набула рожевого відтінку – це наслідок присутності в алкоголі технічного спирту.
3. Із застосуванням мідного дроту. Дріт слід розжарити до червона і опустити в рідину. Якщо при шипінні піде їдкий запах, що відштовхує, - в спиртному присутній метанол. Етиловий спирт ніяк не пахне.
4. Вимірюючи температуру кипіння. Слід за допомогою звичайного термометра вимірювати температуру кипіння спиртів. При цьому враховуйте, що метанол кипить при +64С, а етанол – при +78С.
5. Застосовуючи соду та йод. Налийте в прозору ємність алкоголь, що перевіряється. До нього додайте щіпку звичайної соди. Добре розмішайте і капніть до неї йод. Тепер перегляньте рідину на просвіт. Якщо в ній є осад - це свідчення «чистоти» алкоголю. Етанол при взаємодії з йодоформом (йод + сода) дає жовту завись. А ось метанол зовсім не змінюється і залишається прозорим.
6. За допомогою марганцівки. У алкоголь, що перевіряється, додайте кілька кристаликів калію перманганату. Як тільки він розчиниться, і рідина набуде рожевого забарвлення, нагрійте її. Якщо при нагріванні будуть виділятися газові бульбашки - перед вами отруйний метиловий спирт.

Але варто враховувати, що всі ці подібні побутові методи не спрацюють, якщо технічний спирт спочатку в одному продукті буде змішаний з етанолом. У цьому випадку допомогти зможе лише хімічна експертиза. І відповідальний підхід до купівлі спиртного.

За ненадання допомоги смерть від отруєння метанолом настає через 2-3 години

Щоб не придбати потенційно небезпечний алкоголь, купуйте спиртне лише у перевірених місцях, спеціалізованих магазинах, що викликають довіру. Уникайте підпільних лавок та невеликих скриньок. Саме там часто поширюються підробки.

Способи використання етанолу

Етиловий спирт використовується не тільки в улюбленій багатьма алкогольній індустрії. Його застосування різноманітне та досить цікаво. Ознайомтеся лише з деякими з основних сфер використання етанолу:

• паливна (ракетні двигуни внутрішнього згоряння);
• хімічна (база виготовлення безліч різних препаратів);
• парфумерія (при створенні різних парфумерних композицій та концентратів);
• лакофарбова (як розчинник, що входить до складу антифризів, миючої побутової хімії, склоомивача);
• харчова (крім виробництва алкоголю, що успішно застосовується при виготовленні оцту, різних ароматизаторів);
• медицина (найпопулярніша сфера застосування, як антисептик для знезараження ран, при штучній вентиляції легень як піногасник, входить до складу анестезії та наркозу, різних лікарських настоянок, антибіотиків та екстрактів).

До речі, етиловий спирт використовується і як антидот при отруєнні метанолом. Це ефективне протиотруту у разі інтоксикації технічним спиртом. Не зайвим буде згадати основні ознаки отруєння алкогольними сурогатами:

• сильний біль голови;
• рясна виснажлива блювота;
• пронизливий біль у ділянці живота;
• відчуття цілковитої слабкості, знерухомлення;
• пригнічення дихання, людина часом може зробити і вдиху.

До речі, з такими ж симптомами можна зіткнутися і у разі звичайної алкогольної інтоксикації. Тому слід загострювати увагу кількості прийнятого алкоголю. Технічний спирт дає розвиток цієї симптоматики, потрапивши в організм людини навіть у незначній кількості (від 30 мл, це стандартний обсяг звичайної чарки).

У цьому випадку слід негайно дзвонити до Швидкої допомоги. Пам'ятайте, що за ненадання кваліфікованої допомоги дуже великий ризик смерті.

Підсумовуючи, можна зрозуміти, що вміти розбиратися у видах спирту та відрізняти отруйну сполуку від питного етанолу дуже важливо. Не забувайте, що навіть при споживанні мізерної кількості отруйного метанолу, ви наражаєте своє життя на ризик і підводите свій організм до фатальної смертельної риси.

Етиловий спирт можна дізнатися за запахом. Втім, відрізнити його таким чином можна лише від дуже далеких за структурою речовин. Що ж до сполук однієї з ним групи, все складніше. Але це й цікавіше.

Склад та формула

Етанол - саме так звучить одна з його офіційних назв - відноситься до простих спиртів. Він знайомий практично всім під тими чи іншими найменуваннями. Часто його називають просто спиртом, іноді додають прикметники "етиловий" або "винний", хіміки можуть також назвати його метилкарбінолом. Але суть одна - З 2 Н 5 ОН. Ця формула знайома, мабуть, практично всім ще зі шкільних часів. І дуже багато хто пам'ятає, наскільки ця речовина подібна до свого найближчого родича - метанолу. Проблема лише в тому, що останній украй токсичний. Але про це пізніше спочатку варто розглянути докладніше етанол.

До речі, в хімії є багато схожих термінів, тому не варто плутати етиловий спирт, наприклад, з етиленом. Останній є безбарвним пальним газом і зовсім не схожий на прозору рідину з характерним запахом. А ще є газ етан, і його назва теж співзвучна із найменуванням "етанол". Але це також зовсім різні речовини.

Метиловий та етиловий

Вже довгі роки залишається актуальною проблема масових отруєнь через неможливість відрізнити в домашніх умовах два спирти. Контрафактний алкоголь, підпільне чи просто неякісне виробництво – все це підвищує ризик поганого очищення та зневаги до технологічних умов.

Все це ускладнюється тим, що за своїми основними властивостями метиловий та етиловий спирти - практично ідентичні речовини, і неспеціаліст без потрібного обладнання просто не зможе відрізнити один від одного. При цьому смертельна доза метанолу – 30 грамів, тоді як у випадку зі звичайним спиртом такий обсяг є абсолютно безпечним для дорослої людини. Саме тому, якщо немає впевненості у походженні напою, краще його не вживати.

Що цікаво, антидотом для технічного спирту є чистий метанол. Отже, помітивши ознаки гострого отруєння, необхідно запровадити розчин останнього внутрішньовенно або прийняти перорально. Важливо не переплутати стан інтоксикації метанолом зі звичайним сильним алкогольним сп'янінням чи отруєнням. У цьому випадку, а також при отруєнні деякими іншими речовинами в жодному разі не можна приймати додатково етиловий спирт. Ціна помилки може бути дуже високою.

Фізичні та хімічні властивості

Етанолу властиві всі загальні характеристикита реакції спиртів. Він безбарвний, має характерний смак і запах. У нормальних умовах він рідкий, переходить у тверду форму при температурі -114 о, а кипить при +78 градусах. Щільність етилового спирту становить 0,79. Добре змішується з водою, гліцерином, бензолом та багатьма іншими речовинами. Легко випаровується, так що зберігати його потрібно в ємностях, що добре закриваються. Сам є прекрасним розчинником, а також має відмінні антисептичні властивості. Дуже вогнебезпечний як у рідкому, так і в пароподібному стані.

Етанол є психоактивною та наркотичною речовиною, що входить до складу всіх спиртних напоїв. Смертельною дозою для дорослої людини є 300-400 мл 96% розчину спирту, вжитого протягом години. Ця цифра є досить умовною, оскільки залежить від великої кількості факторів. Для дітей достатньо вже 6-30 мілілітрів. Так що етанол є і досить ефективною отрутою. Тим не менш, він широко використовується, оскільки має низку унікальних властивостей, які роблять його універсальним.

Різновиди

Існує кілька видів етилового спирту, що використовуються для різних цілей. В основному вони відображають способи одержання речовини, але часто говорять і про різних методахобробки.

Так, напис на упаковці "Спирт етиловий ректифікований" говорить про те, що вміст пройшов спеціальне очищення домішок. Повністю очистити, наприклад, від води досить складно, але можна максимально зменшити її присутність.

Ще спирт може бути денатурованим. У цьому випадку все навпаки: до етанолу додають домішки, що важко усунути, роблять його непридатним для вживання всередину, але не ускладнюють застосування за основним призначенням. Як правило, у ролі денатурату виступає гас, ацетон, метанол тощо.

Крім того, розрізняють спирт етиловий медичний, технічний, харчовий. Для кожного з цих різновидів існує суворий стандарт, який передбачає певні критерії. Але про них поговоримо трохи згодом.

Крім того, на упаковці часто вказується відсоток вмісту. Це актуально, знову ж таки, через те, що етанол складно повністю очистити від води, та й зазвичай у цьому немає серйозної необхідності.

Отримання

Виробництво етилового спирту передбачає використання одного із трьох основних способів: мікробіологічного, синтетичного або гідролізного. У першому випадку маємо справу з процесом бродіння, у другому, як правило, задіяні хімічні реакції із застосуванням ацетилену або етилену, а третій говорить сам за себе. Кожен із способів має свої плюси та мінуси, складності та переваги.

Для початку розглянемо етиловий спирт, який виробляється тільки для харчових цілей. Для його виробництва використовується лише метод бродіння. У ході цього процесу виноградний цукор розпадається на етанол та двоокис вуглецю. Цей метод відомий з давнину і є найбільш природним. Але він вимагає і більшої кількостічасу. Крім того, отримана речовина не є чистим спиртом і вимагає достатньої кількості операцій з обробки та очищення.

Для отримання технічного етанолу бродіння недоцільно, тому виробники вдаються до одного з двох варіантів. Перший - сірчанокисла гідратація етилену. Вона виконується у кілька етапів, але є і простіший метод. Другий варіант - пряма гідратація етилену у присутності фосфорної кислоти. Ця реакція оборотна. Втім, обидва ці способи також недосконалі, і отримана речовина вимагає подальшої обробки.

Гідроліз - відносно новий метод, що дозволяє одержувати етиловий спирт із деревини. Для цього сировина подрібнюється та обробляється 2-5% сірчаною кислотою при температурі 100-170 градусів за Цельсієм. Цей метод дозволяє отримувати до 200 літрів етанолу із 1 тонни деревини. З різних причин гідролізний спосіб не надто популярний у Європі, на відміну від США, де відкривають нові і нові заводи, що працюють за цим принципом.

Стандарти

Весь етанол, що виробляється на підприємствах, має відповідати певним стандартам. Для кожного способу отримання та обробки є свій, в якому вказуються основні характеристики, якими повинен мати кінцевий продукт. Розглядається дуже багато властивостей, наприклад вміст домішок, щільність спирту етилового, призначення. Для кожного різновиду є свій стандарт.

Так, наприклад, синтетичний технічний спирт етиловий – ГОСТ Р 51999-2002 – ділиться на два сорти: перший та вищий. Очевидне різницю між ними - об'ємна частка етанолу, що становить 96 % і 96,2 % відповідно. У стандарті під цим номером зазначається як ректифікований, так і денатурований етиловий спирт, призначений для використання у парфумерній промисловості.

Для більш прозаїчної мети - застосування як розчинник - існує свій ГОСТ: Р 52574-2006. Тут йдеться тільки про денатур з різною об'ємною часткою етанолу - 92,5% і 99%.

Що ж до такого виду, як харчовий етиловий спирт, то для нього діє ГОСТ Р 51652-2000, і у нього є цілих 6 сортів: перший (96 %), вищої очистки (96,2 %), "Базис" (96 %) ), "Екстра" (96,3%), "Люкс" (96,3%) та "Альфа" (96,3%). Тут уже йдеться насамперед про сировину та деякі інші складні показники. Наприклад, продукт марки Альфа виробляється тільки з пшениці, жита або їх суміші.

Досі багато хто проводить, так би мовити, паралелі між двома поняттями: спирт етиловий - ГОСТ 18300-87, який був прийнятий ще в СРСР. Цей стандарт давно втратив чинність, що, однак, не заважає будувати виробництво відповідно до нього досі.

Використання

Мабуть, важко знайти речовину, яка має так само широке застосування. Етиловий спирт так чи інакше використовується в багатьох галузях виробництва.

Насамперед, це харчова промисловість. Найрізноманітніші алкогольні напої - від вин і лікерів до віскі, горілки та коньяку - містять у своєму складі згаданий спирт. Але сам собою у чистому вигляді етанол не використовується. Технологія передбачає закладку сировини, наприклад, виноградного соку та ініціацію процесу бродіння, а на виході виходить готовий продукт.

Ще одна область широкого застосування – це медицина. Етиловий спирт 95% в даному випадку використовується найчастіше, адже він має прекрасні антисептичні властивості, а також розчиняє багато речовин, що дозволяє за його допомогою робити ефективні настоянки, мікстури та інші препарати. Крім того, при різних видах зовнішнього застосування він здатний ефективно зігрівати, так і охолоджувати організм. Нанісши його на шкіру, можна швидко збити високу температуру тіла на градус-півтора. І навпаки, енергійні розтирання допоможуть зігрітися. Крім того, при зберіганні анатомічних препаратів також використовують спирт етиловий медичний.

Зрозуміло, ще одна сфера застосування - це техніка, хімія та все, що з цим пов'язано. Йдеться про лакофарбові покриття, розчинники, очищувачі тощо. Крім того, етанол використовується в промисловому виробництві багатьох речовин або є сировиною для них (діетиловий ефір, тетраетилсвинен, оцтова кислота, хлороформ, етилен, каучук та багато інших). Спирт етиловий технічний, природно, зовсім непридатний для харчування, навіть якщо він очищений.

Зрозуміло, у всіх цих випадках мова йде про різні різновиди, кожен з яких має свої особливості. Так, харчовий спирт етиловий ректифікований навряд чи будуть використовувати для технічних цілей, тим більше, що він обкладається акцизом, а значить, його вартість набагато вища порівняно з неочищеним. Втім, про ціноутворення йтиметься окремо.

Застосування у нових технологіях

Все частіше в останні роки говорять про використання етанолу як паливо. Цей підхід має своїх супротивників і прихильників, особливо часто йдеться про це в США. Справа в тому що американські фермеритрадиційно вирощують багато кукурудзи, яка теоретично може бути прекрасною сировиною для того, щоб отримати спирт етиловий. Ціна такого палива однозначно буде нижчою за вартість бензину. Цей варіант знімає питання залежності багатьох країн від постачання нафти та цін на енергоносії, адже виробництво спирту може розташовуватися будь-де. Крім того, це безпечніше з погляду екології. Втім, вже зараз можна помітити використання етанолу в цій якості, але в менших масштабах. Це спиртування - спеціальні хімічні нагрівачі, домашні міні-каміни, а також багато інших приладів.

Це може бути справді перспективним напрямом роботи у пошуках альтернативних, відновлюваних та досить дешевих джерел енергії. Проблема для Росії тут полягає у менталітеті. Досить сказати, що спиртові ліхтарі у Москві протрималися недовго – працівники, які займалися їхньою роботою, просто випивали сировину. І навіть якщо паливо міститиме різні домішки, зовсім уникнути отруєнь навряд чи вдасться. Втім, для РФ є й інші приводи не прагнути таких змін, оскільки перехід на такий вид енергії загрожує для країни серйозним зниженням обсягу експорту енергоносіїв.

Дія на організм людини

У класифікації СанПін етанол належить до 4 класу, тобто малонебезпечних речовин. Сюди ж, до речі, належать гас, аміак, метан та деякі інші елементи. Але це не означає, що не варто ставитись до алкоголю несерйозно.

Етиловий спирт при вживанні внутрішньосерйозно впливає на центральну нервову систему всіх тварин. Він викликає стан, що називається алкогольним сп'янінням, що характеризується неадекватною поведінкою, загальмованістю реакцій, зниженням сприйнятливості до різного родуподразникам і т. д. При цьому всі судини розширюються, збільшується тепловіддача, частішає серцебиття та дихання. У стані невеликого сп'яніння ясно видно характерне збудження, що при підвищенні дози змінюється пригніченням центральної нервової системи. Як правило, після цього виникає сонливість.

У вищих дозах може настати алкогольна інтоксикація, що серйозно відрізняється від картини, описаної раніше. Справа в тому, що етанол є наркотичною речовиною, але не використовується в цій якості, оскільки для ефективного присипання потрібні дози, вкрай близькі до тих, у яких настає параліч життєво важливих центрів. Стан алкогольної інтоксикації - саме та грань, коли без надання екстреної допомоги людина може померти, тому важливо відрізняти це від сп'яніння. При цьому спостерігається щось на кшталт коми, подих рідкісний і пахне спиртом, пульс прискорений, шкіра бліда і волога, температура тіла знижена. Необхідно негайно звернутися по медичну допомогу, а також спробувати промити шлунок.

Регулярне вживання етанолу може спричинити згубну пристрасть – алкоголізм. Воно характеризується зміною та деградацією особистості, також страждають різні системиорганів, насамперед це стосується печінки. Існує навіть характерне для алкоголіків "зі стажем" захворювання – цироз. У деяких випадках воно навіть призводить до пересадки.

Що стосується зовнішнього застосування, етиловий спирт подразнює шкіру, одночасно є ефективним антисептиком. Він також ущільнює епідерміс, тому його використовують для обробки пролежнів та інших ушкоджень.

Реалізація та її особливості

Стандарти – це не єдине, з чим мають справу ті, хто виготовляє спирт етиловий. Ціна на різні сорти, марки та різновиди дуже різниться. І це недарма, адже те, що призначене для вживання в їжу - підакцизний товар. Обкладення цим додатковим податком робить вартість відповідного ректифікату помітно вищою. Це дозволяє певною мірою контролювати оборот етилового спирту у продажу, а також вартість алкогольної продукції.

До речі, це ще й речовина, яка підлягає суворому обліку. Оскільки етанол використовується при виробництві ліків, медичних маніпуляціях тощо, він у тій чи іншій формі зберігається в аптеках, лікарнях, поліклініках та інших установах. Втім, це не означає, що влаштувавшись на роботу за відповідною спеціальністю, можна легко та непомітно отримати у користування хоч якусь кількість речовини. Облік етилового спирту провадиться за допомогою спеціального журналу, а порушення процедур є адміністративним правопорушенням та карається штрафом. Що пропажу помітять у найкоротші терміни.

Етиловий спирт є однією з найдавніших речовин, що з'явився близько 4 тисяч років тому у Вавилоні та Стародавньому Єгипті. Художник Марк Келлер говорив про те, що етанол багатоликий, оскільки його вживають у їжу, використовують у медицині та як рідке паливо. І це справді так. Тому варто докладніше зупинитися на хімічній структурі цієї речовини та розглянути її вплив на людський організм.

Історичні факти

Етанол був першим видом спирту, який відкрили люди та почали використовувати у побуті. За легендою, вперше етиловий спирт було отримано із соку винограду в 11 столітті. Вже пізніше почали розкриватися дивовижні властивості цієї речовини, що підштовхнуло винахідників називати її «благородною речовиною». Справді, етанол здавна використовувався в лікарських засобівах та всіляких напоях, його застосовували у релігійних обрядах.

У Стародавньому Єгипті спирт добували шляхом переробки різної рослинної їжі, проте в такий спосіб можна було виділити лише розчин етанолу. Для посилення концентрації в Китаї було придумано розчиняти етиловий спирт перегонці, яку винайшли близько 9 тисяч років тому.

Довгий час етиловий спирт був частиною всіляких ліків, тому латинською назвою етанолу було слово, що означає переклад. живу воду». І лише в 18 столітті російському хіміку Ловіцю вдалося виділити чистий етиловий спирт з розчину.

Хімічний склад

Етиловий спирт – це хімічна назва одержаної речовини, а етанол – його латинське позначення. У формулі етилового спирту є три молекули – 2 атоми вуглецю, 5 атомів водню та гідроксильна група ВІН. Хімічна формула етилового спирту виглядає так – С2Н5ОН, яке структурна формула – СН3СН2ОН, що свідчить про насиченості етанолу. До фізичних якостей етилового спирту відноситься безбарвність, рідка структура, легка випаровуваність, характерний запах і смак, що обпалює.

До основних хімічних якостей речовини можна віднести такі:

• легкозаймистість з виділенням теплоти;
• фарбування полум'я при загорянні на відкритому повітрі у блакитний колір;
• вступає в реакцію із сірчаною кислотою, відщеплюючи молекули води;
• разом із класом карбонових кислот утворює складні ефіри;
• вступає у взаємодію Космосу з лужними металами.

До основних способів одержання етилового спирту в хімії відносять:

• процес бродіння органічних продуктів, в результаті якого можна отримати до 15% чистого етанолу;
• промислове виробництво з використанням рослинної сировини на сьогоднішній день дає близько 95% етилового спирту;
• хімічну реакцію, в яку вступає целюлоза (деревина) та вода.

Область використання речовини

Молекулярна формула етилового спирту широко застосовується в медицині, паливно-енергетичному комплексі, промисловості, косметології та харчовій галузі. Етиловий спирт – відмінний знищувач багатьох бактерій та інфекцій, він здатний виконувати функцію консерванту та розчинника. Паливо для ракетних двигунів виробляється з урахуванням формули етилового спирту. У промисловості етанол застосовується повсюдно, його вводять до складу більшості розчинників, лаків, фарб, засобів побутової хімії. У Бразилії для вирішення проблеми вихлопу газів в автомобільне паливо почали додавати етанол, що отримується із цукрової тростини. Хімічна формула етилового спирту є у багатьох видах косметики, наприклад, духах, одеколонах, лосьйонах і тоніках. Ну а в харчовій промисловості головне місце для етанолу відведено алкогольним виробам, однак, як консервант його застосовують і для виробництва більшості кондитерських виробів.

Препарат "Алкобар'єр"

Вплив на організм людини

Етиловий спирт, потрапляючи в організм людини, починає активно всмоктуватися і поширюватися всім системам, негативно впливаючи на здоров'я. Токсична властивість спирту може виявлятися у вигляді нудоти, запаморочення, втрати пам'яті, серцебиття, блювання, похмільного синдрому.

При частих вживання алкоголю порушуються обмінні процеси в організмі, страждає функція печінки та нирок, серцево-судинна система. Однак, найбільш гостро страждає центральна нервова система, оскільки регулярне вживання алкогольних напоїв пригнічує її і призводить до пригнічених функцій слуху, зору, погіршення настрою, тривалих депресій, порушення координації рухів. При тривалому етанол здатний повністю зупинити вироблення серотоніну, який відповідає за емоційний стан людини.

Хімічна формула етанолу здатна надати виражений токсичний вплив на легені людини. При вживанні спиртного згасають захисні функції організму, у результаті відбувається ураження легень і виникає легенева інфекція. Ця інфекція може призвести до пневмонії, яка нерідко закінчується летальним кінцем.

Першим під удар етилового спирту та його токсичного впливу завжди потрапляє шлунково-кишковий тракт, де уражається слизова оболонка шлунка та дванадцятипалої кишки. Печінка страждає при частому та рясному вживанні алкоголю, розвивається цироз, який також може закінчитися смертельними наслідками. До того ж, згідно з численними медичними дослідженнями, зловживання алкогольними напоями призводить до виникнення онкологічних захворювань.

При існуючих проблемах із серцево-судинною системою людині категорично протипоказані спиртовмісні напої. Це загрожує миттєвим погіршенням стану здоров'я, виникненням інфарктів та інсультів, і навіть смертю. Але й тоді, коли проблем із судинами людина не має, навантаження від етанолу на них все одно лягає не маленьке. Тривале споживання спиртного призводить до незворотних змін - товщають судинні стінки, порушується харчування серцевого м'яза.

Для швидкого та надійного позбавлення алкоголізму наші читачі радять Препарат "Алкобар'єр". Це натуральний засіб, який блокує потяг до спиртного, викликаючи стійку відразу до алкоголю. Крім того, Алкобар'єр запускає відновлювальні процеси в органах, які почали руйнувати спирт. Засіб не має протипоказань, ефективність та безпека препарату доведена клінічними дослідженнями у НДІ Наркології.

У світовому виробництві етанол одержують хімічним шляхом. Його застосовують у всіх галузях народного господарстваАле досі не вщухають суперечки про те, наскільки корисний або шкідливий етиловий спирт. Для здоров'я людини в малих дозах ця речовина здатна принести користь – розширити судини, покращити кровообіг, допомогти при різних хворобах у вигляді лікарських настоянок, проте, якщо етанол застосовувати регулярно, він викликає звикання та починає отруювати організм.

Зловживання алкоголем шкідливо у будь-якому випадку, не важливо, чи п'є людина дешеву горілку чи дорогий коньяк. Швидке поширення кровоносної системи допомагає етиловому спирту проникати в усі куточки органів, порушуючи їх функцію. Ось чому дуже важливим є вміння правильно розраховувати ту дозу алкогольних напоїв, яка не призводить до негативних наслідків. Оскільки алкоголь викликає залежність, зробити це може не кожен. Краще зовсім не вживати етанол у вигляді спиртного, а застосовувати його в тих областях, де без винаходу цієї речовини багатьох речей не вдалося б досягти.

етанол, етанол формула
Перейти до: навігація, пошук Загальні

Систематичне найменування	Етанол
Традиційні назви	Етиловий спирт
Хім. формула	С2H5OH
Рац. формула	СH3СH2OH
Фізичні властивості
Стан	рідина
Молярна маса	46,069 г/моль
густина	0,7893 г/см³
Поверхневий натяг	22,39×10−3 Н/м при 20 °C Н/м
Термічні властивості
Т. плав.	-114,3 °C
Т. кіп.	+78,4 °C
Т. сп.	13 °C
Т. свспл.	+363 °C
Пр. вибух.	3,28 - 18,95 %
Потрійна точка	-114,3 ° C,? Па
Кр. крапка	+241 °C, 63 бар
Мовляв. теплоємні.	112,4 Дж/(моль К)
Ентальпія освіти	−234,8 кДж/моль
Хімічні властивості
pKa	15,9
Розчинність у воді	необмежена
Оптичні властивості
Показник заломлення	1,3611
Структура
Дипольний момент	(газ) 1,69 Д
Класифікація
Реєстр. номер CAS	64-17-5
PubChem	702
Реєстр. номер EINECS	200-578-6
SMILES	CCO
Кодекс Аліментаріус	E1510
RTECS	KQ6300000
ChemSpider	682
Безпека
ЛД50	10300 мг/кг
Токсичність	метаболіт, малотоксичний
Наведено дані для стандартних умов (25 °C, 100 кПа), якщо не вказано інше.

Етанол(етиловий спирт, метилкарбінол, винний спирт або алкоголь, часто просто просто «спирт») - одноатомний спирт з формулою C2H5OH (емпірична формула C2H6O), інший варіант: CH3-CH2-OH, другий представник гомологічного ряду одноатомних спиртів, за стандартних умов летка, горюча, безбарвна прозора рідина.

Діючий компонент алкогольних напоїв, що є депресантом - психоактивною речовиною, яка пригнічує центральну нервову систему людини.

Етиловий спирт також використовується як паливо, як розчинник, як наповнювач у спиртових термометрах і як дезінфікуючий засіб (або як компонент його).

• 1 Отримання
  • 1.1 Бродіння
    • 1.1.1 Промислове виробництво спирту із біологічної сировини
    • 1.1.2 Гідролізне виробництво
  • 1.2 Гідратація етилену
  • 1.3 Очищення етанолу
  • 1.4 Абсолютний спирт
• 2 Властивості
  • 2.1 Фізичні властивості
  • 2.2 Хімічні характеристики
  • 2.3 Пожежонебезпечні властивості
• 3 Застосування
  • 3.1 Паливо
  • 3.2 Хімічна промисловість
  • 3.3 Медицина
  • 3.4 Парфумерія та косметика
  • 3.5 Харчова промисловість
  • 3.6 Інше
• 4 Світове виробництво етанолу
• 5 Застосування етанолу як автомобільне паливо
  • 5.1 Автомобільний парк, що працює на етанолі
  • 5.2 Економічність
  • 5.3 Екологічні аспекти
• 6 Безпека та регулювання
• 7 Дія етанолу на організм людини
• 8 Види та марки етанолу
• 9 Етимологія назв
  • 9.1 Етимологія терміна "етанол"
  • 9.2 Етимологія назви «алкоголь»
  • 9.3 Етимологія слова "спирт"
• 10 Примітки
• 11 Див.
• 12 Посилання

Отримання

Існує 2 основних способи отримання етанолу - мікробіологічний (спиртове бродіння) та синтетичний (гідратація етилену):

Бродіння

також: Біоетанол#Бродіння

Відомий з давніх-давен спосіб отримання етанолу - спиртове бродіння органічних продуктів, що містять вуглеводи (виноград, плоди і т. п.) під дією дріжджових ферментів і бактерій. Аналогічно виглядає переробка крохмалю, картоплі, рису, кукурудзи, джерелом отримання паливного спирту є цукор-сирець, що виробляється з тростини та ін. Ця реакція досить складна, її схему можна виразити рівнянням:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Розчин, що отримується в результаті бродіння, містить не більше 15% етанолу, так як у концентрованих розчинах дріжджі нежиттєздатні. Отриманий таким чином етанол потребує очищення та концентрування, зазвичай шляхом дистиляції.

Для отримання етанолу цим способом найбільш часто використовують різні штами дріжджів виду Saccharomyces cerevisiae, як живильне середовище попередньо оброблена тирса та/або розчин, отриманий з них.

Промислове виробництво спирту з біологічної сировини

Сучасна промислова технологія одержання етилового спирту з харчової сировини включає наступні стадії:

• Підготовка та подрібнення крохмалистої сировини - зерна (насамперед - жита, пшениці), картоплі, кукурудзи, яблук тощо.
• Ферментація. На цій стадії відбувається ферментативне розщеплення крохмалю до цукрів, що зброджуються. Для цих цілей застосовуються рекомбінантні препарати альфа-амілази, отримані біоінженерним шляхом – глюкамілаза, амілосубтилін.
• Бродіння. Завдяки зброджуванню дріжджами цукрів відбувається накопичення у бразі спирту.
• Брагоректифікація. Здійснюється на розгінних колонах.

Відходами бродильного виробництва є вуглекислий газ, барда, ефіро-альдегідна фракція, сивушний спирт та сивушні олії.

Спирт, що надходить із брагоректифікаційної установки (БРУ) не є безводним, вміст етанолу в ньому до 95,6%. Залежно від вмісту в ньому сторонніх домішок його поділяють на наступні категорії:

• Альфа
• Екстра
• базис
• вищої очистки
• 1 сорт

Продуктивність сучасного спиртового заводу близько 30000-100000 літрів спирту на добу.

Гідролізне виробництво

Основні статті: Гідролізний спирт, Гідролізне виробництво

У промислових масштабах етиловий спирт одержують із сировини, що містить целюлозу (деревина, солома), яку попередньо гідролізують. Суміш, що утворилася при цьому, пентоз і гексоз піддають спиртовому бродінню. країнах Західної Європита Америки ця технологія не набула поширення, але в СРСР (нині в Росії) існувала розвинена промисловість кормових гідролізних дріжджів та гідролізного етанолу.

Гідратація етилену

У промисловості, поряд із першим способом, використовують гідратацію етилену. Гідратацію можна вести за двома схемами:

• пряма гідратація при температурі 300 °C, тиску 7 МПа, як каталізатор застосовують ортофосфорну кислоту, нанесену на силікагель, активоване вугілля або азбест:

CH2 = CH2 + H2O → C2H5OH.

• гідратація через стадію проміжного ефіру сірчаної кислоти з наступним його гідролізом (при температурі 80-90 °С і тиску 3,5 МПа):

CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH (етилсерна кислота). CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4.

Ця реакція ускладнюється утворенням діетилового ефіру.

Очищення етанолу

Етанол, отриманий шляхом гідратації етилену або бродінням, є водно-спиртову суміш, що містить домішки. Для його промислового, харчового та фармакопейного застосування необхідне очищення. Фракційна перегонка дозволяє отримати етанол із концентрацією близько 95,6 % (мас.); ця нероздільна перегонкою азеотропна суміш містить 4,4 % води (мас.) і має температуру кипіння 78,15 °C.

Перегонка звільняє етанол як легколетких, і від важких фракцій органічних речовин (кубовий залишок).

Абсолютний спирт

Абсолютний спирт - етиловий спирт, що практично не містить води. Він кипить при температурі 78,39 °C, тоді як спирт-ректифікат, що містить не менше 4,43 % води, кипить при 78,15 °C. Отримують перегонкою водного спирту, що містить бензол, та іншими способами, наприклад, спирт обробляють речовинами, що реагують з водою або поглинають воду, такими як негашене вапно CaO або прожарений мідний купорос CuSO4.

Властивості

Фізичні властивості

Зовнішній вигляд: у звичайних умовах є безбарвною летючою рідиною з характерним запахом і пекучим смаком. Етиловий спирт легший за воду. Є добрим розчинником інших органічних речовин. Слід уникати популярної помилки: часто змішують властивості 95,57% спирту та абсолютизованого. Їх властивості майже однакові, але величини починають відрізнятися, починаючи з 3 - 4-ї цифри.

Фізичні властивості етанолу:

Молекулярна маса	46,069 а. е. м.
Температура плавлення	−114,15 °C
Температура кипіння	78,39 °C
Критична точка	241 °C (при тиску 6,3 МПа)
Розчинність	змішується з бензолом, водою, гліцерином, діетиловим ефіром, ацетоном, метанолом, оцтовою кислотою, хлороформом
Показник заломлення	1,3611 (температурний коефіцієнт показника заломлення 4,0 10-4, справедливий в інтервалі температур 10-30 °C)
Стандартна ентальпія освіти ΔH	−234,8 кДж/моль (г) (при 298 К)
Стандартна ентропія освіти S	281,38 Дж/моль K (г) (при 298 К)
Стандартна мольна теплоємність Cp	1,197 Дж/моль K (г) (при 298 К)
Ентальпія плавлення ΔHпл	4,81 кДж/моль
Ентальпія кипіння ΔHкіп	839,3 кДж/моль

Суміш 95,57% етанолу + 4,43% води є азеотропною, тобто не поділяється при перегонці.

Хімічні властивості

Анімація тривимірної моделі молекули етанолу

Типовий представник одноатомних спиртів.

Горючий. Легко спалахує. При достатньому доступі повітря горить (за рахунок його кисню) світлим блакитним полум'ям, утворюючи термінальні продукти окислення - діоксид вуглецю та воду:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Ще більш енергійно ця реакція протікає в атмосфері чистого кисню.

За певних умов (температура, тиск, каталізатори) можливе і контрольоване окислення (як елементним киснем, так і багатьма іншими окислювачами) до ацетальдегіду, оцтової кислоти, щавлевої кислоти та деяких інших продуктів, наприклад:

3C2H5OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3CHO + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O

Має слабко виражені кислотні властивості, зокрема, подібно кислот взаємодіє з лужними металами, а також магнієм, алюмінієм та їх гідридами, виділяючи при цьому водень і утворюючи солеподібні етилати, що є типовими представниками алкоголятів:

2C2H5OH + 2К → 2С2Н5ОК + Н2. C2H5OH + NaH → C2H5ONa + H2

Оборотно реагує з карбоновими та деякими неорганічними кисневмісними кислотами з утворенням складних ефірів:

С2Н5OH + RCOOH ⇄ RCOOС2Н5 + H2O С2Н5OH + HNO2 ⇄ С2Н5ONO + H2O

З галогеноводородами (HCl, HBr, HI) вступає у оборотні реакції нуклеофільного заміщення:

C2H5OH + HX ⇄ C2H5X + H2O

Без каталізаторів реакція з HCl йде відносно повільно; значно швидше - у присутності хлориду цинку та деяких інших кислот Льюїса.

Замість галогеноводородів для заміщення гідроксильної групи на галоген можуть бути використані галогеніди та галогеноксиди фосфору, тіонілхлорид та деякі інші реагенти, наприклад:

3C2H5OH + PCl3 → 3C2H5Cl + H3PO3

Сам етанол також має нуклеофільні властивості. зокрема, він відносно легко приєднується активованим кратним зв'язкам, наприклад:

С2Н5OH + СH2=CCCN → С2Н5OСH2СH2CN,

реагує з альдегідами з утворенням напівацеталей та ацеталів:

RCHO + C2H5OH → RCH(OH)OC2H5 RCH(OH)OC2H5 + C2H5OH → RCH(OC2H5)2 + H2O

При помірному (не вище 120 °C) нагріванні з концентрованою сірчаною кислотою або іншими водовіднімними засобами кислотного характеру утворює діетиловий ефір:

2С2Н5OH ⇄ С2Н5-О-С2Н5 + H2O

При сильнішому нагріванні із сірчаною кислотою, а також при пропусканні парів над нагрітим до 350÷500 °C оксидом алюмінію відбувається глибша дегідратація. При цьому утворюється етилен:

CH3CH2OH ⇄ CH2=CH2 + H2O

При використанні каталізаторів, що містять поряд з оксидом алюмінію високодисперсне срібло та інші компоненти, процес дегідратації може бути поєднаний з контрольованим окисненням етилену елементним киснем, внаслідок чого із задовільним виходом вдається реалізувати одностадійний процес одержання окису етилену:

2CH3CH2OH + O2 → 2C2H4O + 2H2O

У присутності каталізатора, що містить оксиди алюмінію, кремнію, цинку та магнію, зазнає серії складних перетворень з утворенням як основний продукт бутадієну (реакція Лебедєва):

2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2

У 1932 році на основі цієї реакції в СРСР було організовано перше у світі великотоннажне виробництво синтетичного каучуку.

У слаболужному середовищі утворює йодоформ:

C2H5OH + 4I2 + 6NaHCO3 → CHI3 + HCOONa + 5NaI + 5H2O + 6CO2

Ця реакція має деяке значення для якісного та кількісного визначення етанолу без інших речовин, що дають подібну реакцію.

Пожежонебезпечні властивості

Легкозаймиста безбарвна рідина; тиск насиченої пари, кПа: lg p = 7.81158-1918.508/(252.125+t) при температурі від -31 до 78°С; теплота згоряння – 1408 кДж/моль; теплота освіти -239,4 кДж/моль; температура спалаху 13 ° С (у закритому тиглі), 16 ° С (у відкритому тиглі); температура займання 18 ° С; температура самозаймання 400 ° С; концентраційні межі поширення полум'я 3,6 – 17,7 % обсягу; температурні межі поширення полум'я: нижній 11°С, верхній 41°С; мінімальна флегматизуюча концентрація, % об'єму: CO2 – 29.5, H2O – 35.7, N2 – 46; максимальний тиск вибуху 682 кПа; максимальна швидкість наростання тиску 158 МПа/с; швидкість вигоряння 0,037 кг/(м2); максимальна нормальна швидкість поширення полум'я – 0,556 м/с; мінімальна енергія запалювання – 0,246 МДж; мінімальний вибухонебезпечний вміст кисню 11,1% обсягу.

Застосування

Паливо

Першим використав етанол як моторне паливо Генрі Форд, який у 1880 р. створив перший автомобіль, що працює на етанолі. Можливість використання спиртів як моторного палива була показана також у 1902 р., коли на конкурсі в Парижі було виставлено понад 70 карбюраторних двигунів, що працюють на етанолі та сумішах етанолу з бензином.

Етанол може використовуватися як паливо, в т. ч. для ракетних двигунів (так, 70% водний етанол використовувався як паливо в першій у світі серійній балістичній ракеті - німецькій «Фау-2»), двигунів внутрішнього згоряння, побутових, похідних та лабораторних нагрівальних приладів (т. зв. "спиртувань"), грілок для туристів та військовослужбовців (каталітичне автоокислення на платиновому каталізаторі). Обмежено (через свою гігроскопічність) використовується в суміші з класичними рідкими нафтовими паливами. Застосовується для вироблення високоякісного палива та компонента бензинів - Етил-трет-бутилового ефіру, більш незалежного від викопної органіки, ніж МТБЕ.

Хімічна промисловість

• служить сировиною для отримання багатьох хімічних речовин, таких як ацетальдегід, діетиловий ефір, тетраетилсвинець, оцтова кислота, хлороформ, етилацетат, етилен та ін;
• широко застосовується як розчинник (у лакофарбовій промисловості, у виробництві товарів побутової хімії та багатьох інших галузях);
• є компонентом антифризів та склоомивачів;
• в побутовій хімії етанол застосовується в миючих засобах, особливо для догляду за склом та сантехнікою. Є розчинником для репелентів.

Медицина

У медицині етиловий спирт насамперед використовується як розчинник, екстрагент та антисептик. також: Медичний антисептичний розчин

• за своєю дією етиловий спирт можна віднести до антисептиків;
• як знезаражуючий та підсушуючий засіб, зовнішньо;
• підсушуючі та дублячі властивості 96%-го етилового спирту використовуються для обробки операційного поля або в деяких методиках обробки рук хірурга;
• розчинник для лікарських засобів, для приготування настоянок, екстрактів із рослинної сировини та ін;
• консервант настоянок та екстрактів (мінімальна концентрація 18 %);
• піногасник при подачі кисню, штучної вентиляції легень;
• у зігрівальних компресах;
• для фізичного охолодження при лихоманці (для розтирання);
• компонент загальної анестезії у ситуації дефіциту медикаментозних засобів;
• як піногасник при набряку легень у вигляді інгаляції 33% розчину;
• етанол є протиотрутою при отруєнні деякими токсичними спиртами, такими як метанол та етиленгліколь. Його дія зумовлена ​​тим, що фермент алкогольдегідрогеназу, за наявності декількох субстратів (наприклад, метанол і етанол) здійснює лише конкурентне окислення, завдяки чому після своєчасного (майже негайного, слідом за метанолом/етиленгліколем) прийому етанолу зменшується поточна концентрація токсичних метаболітів формальдегіду та мурашиної кислоти, для етиленгліколю - щавлевої кислоти).

Парфумерія і косметика

Є універсальним розчинником різних речовин і основним компонентом парфумів, одеколонів, аерозолів тощо. Входить до складу різноманітних засобів, включаючи навіть такі як: зубні пасти, шампуні, засоби для душу тощо.

Харчова промисловість

Поряд із водою, є основним компонентом спиртних напоїв (горілка, вино, джин, пиво та ін.). Також у невеликих кількостях міститься у низці напоїв, одержуваних бродінням, але не зараховуються до алкогольних (кефір, квас, кумис, безалкогольне пиво та ін.). Вміст етанолу у свіжому кефірі мізерний (0,12 %), але в довгому, особливо в теплому місці, може досягти 1 %. кумисі міститься 1-3% етанолу (у міцному до 4,5%), у квасі - від 0,5 до 1,2%.

Розчинник для ароматизаторів харчових. Може бути використаний як консервант для хлібобулочних виробів, а також кондитерської промисловості.

Зареєстрований як харчова добавка E1510.

Енергетична цінність етанолу – 7,1 ккал/г.

Інше

Застосовується для фіксування та консервування біологічних препаратів.

Світове виробництво етанолу

Виробництво етанолу країнами, млн літрів. Дані ethanolrfa.org.

Країна	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
США	13 362	16 117	19 946	24 565	34 776	40 068	45 360
Бразилія	15 078	15 978	16 977	18 972,58	24 464,9
Євросоюз	-	-	-	2 155,73	2 773
Китай	3 643	3 795	3 845	1 837,08	1 897,18
Індія	1 746	1 697	1 897	199,58	249,48
Франція	827	907	948	-	-
Німеччина	268	430	764	-	-
Росія	760	860	608	609	536	517	700
ПАР	415	389	387	-	-
Великобританія	400	351	279	-	-
Іспанія	298	298	463	-	-
Таїланд	279	298	352	299,37	339,4
Колумбія	-	-	279	283,12	299,37
Увесь світ:	40 710	45 927	50 989	49 524,42	65 527,05

Застосування етанолу як автомобільне паливо

Основна стаття: Біоетанол

Паливний етанол ділиться на біоетанол та етанол, отриманий іншими методами (з відходів пластмас, синтезований з газу тощо).

Біоетанол - це рідке етанолсодержащее паливо, одержуване спеціальними заводами з крохмаль-, целюлозо-або сахаросодержащей сировини за системою укороченої дистиляції (дозволяє отримувати якість, достатню для використання як паливо). Містить метанол та сивушні олії, що робить його зовсім непридатним для пиття. Застосовується у чистому вигляді (точніше у вигляді азеотропу 96,6%), а частіше у суміші з бензином (так званий газохол) або дизельним паливом. Виробництво та використання біоетанолу збільшується в більшості країн світу як екологічніша та відновлювана альтернатива нафти.

Повноцінно використовувати біоетанол здатні лише автомобілі з відповідним двигуном або універсальним Flex-Fuel (здатний споживати суміші бензин/етанол з будь-яким співвідношенням). Бензиновий двигун здатний споживати бензин з добавкою етанолу не більше 30%, можливе також переобладнання звичайного бензинового двигуна, але це економічно недоцільно.

Проблемою є недостатня змішуваність бензину та дизельного палива з етанолом, через що останній нерідко вишаровується (за низьких температур завжди). Особливо ця проблема є актуальною для Росії. Вирішення цієї проблеми на даний момент не знайдено.

Перевагою сумішей етанолу з іншими видами палива перед «чистим» етанолом є краща запальність завдяки низькому вмісту вологи, тоді як «чистий» етанол (марка E100, з практичним вмістом C2H5OH 96,6 %) є дизеляцією, що не розділяється, азеотропом. Поділ іншим способом невигідно. При додаванні етанолу до бензину чи дизеля відбувається вишаровування води.

У різних країнах діють такі державні програмизастосування етанолу та сумішей, що його містять, на транспорті з двигунами внутрішнього згоряння:

Країна	Вимоги
Бразилія	22-25% етанолу в бензині, 2% у дизельному паливі, доступні високоетанольні марки (E85, E100), їхній відсоток на ринку плавно збільшують. Основне джерело - цукрова тростина. Близько 45% світового виробництва.
США	США припадає 44,7 % світового виробництва паливного спирту. Впроваджуються марки суміші етанолу та бензину (E85, E10). Передбачається запровадити 20% до 2020 року.
Венесуела	10% етанолу у бензині.
Євросоюз	До ~6 % додається обов'язково, впроваджуються етанольні марки E10 і від.
Китай	Виробляти щорічно 3 млн тонн до 2010 року/
Аргентина	Обов'язковою є 5% добавка етанолу в будь-яких марках бензину, впроваджуються марки з великим вмістом.
Таїланд	5% етанолу є мінімальним допустимим вмістом у бензині.
Україна	Законодавчо встановлено вміст 5% етанолу в бензині з 2013 року та 7% з 2014 року. На заправках широко продається паливо із вмістом біоетанолу від 30 до 37,2%.
Колумбія	10% суміш у великих містах до вересня 2005 року/
Канада	5% суміш з вересня 2010 року
Японія	Дозволено 3% вміст етанолу в бензині і менше.
Індія	20% біопалив до 2017 року. Нині 5%. Виготовляється з різної сировини, зокрема з деревної стружки.
Австралія	Етанолу в бензині трохи більше 10 %, марка E10.
Індонезія	10% спирту в бензині/
Філіппіни	E10 поступово впроваджується.
Ірландія	Марки E5-E10 досить широко застосовуються та продовжать впроваджуватися.
Данія	Аналогічно Ірландії.
Чилі	Дозволено 2% вміст етанолу в автомобільному паливі.
Мексика	3,2% біопалив в автомобільному паливі до 2012 року обов'язково. Америці найбільш неохоче запроваджує біопаливо країна.

У США «Енергетичний білль», підписаний президентом Бушем у серпні 2005 року, передбачає виробництво до 2012 року щорічно 30 мільярдів літрів етанолу із зерна та 3,8 мільярдів літрів із целюлози (стебла кукурудзи, рисова солома).

Використання виробництва біопалива є витратним процесом, проте дає економіці переваги згодом. Так, наприклад, будівництво заводу з виробництва етанолу потужністю 40 млн галонів дає економіці (на прикладі США):

• 142 млн дол. інвестицій під час будівництва;
• 41 робоче місце на заводі, плюс 694 робочих місця у всій економіці;
• Збільшує місцеві ціни на зернові на 5-10 центів за бушель;
• Збільшує доходи місцевих домогосподарств на 19,6 млн. дол. щорічно;
• Приносить у середньому 1,2 млн. доларів податків;
• Прибутковість інвестицій 13,3% річних.

У 2006 р. етанолова індустрія дала економіці США:

• 160231 нових робочих місць у всіх секторах, включаючи 20000 робочих місць у будівництві;
• Збільшила прибутки домогосподарств на $6,7 мільярда;
• Принесла $2,7 млрд федеральних податків та $2,3 млрд місцевих податків.

У 2006 році в США було перероблено на етанол 2,15 мільярда бушелів кукурудзи, що становить 20,5 % річного виробництва кукурудзи. Етанол став третім за величиною споживачем кукурудзи після тваринництва та експорту. На етанол переробляється 15% урожаю сорго США.

Виробництво барди етанолової промисловості США, метричних тонн у сухій вазі.

Барда є вторинною кормовою сировиною, а також може бути використана для отримання біогазу.

Автомобільний парк, що працює на етанолі

Суміш етанолу з бензином позначається буквою Е. Цифрою букви Е позначається відсотковий вміст етанолу. Е85 означає суміш з 85% етанолу і 15% бензину.

Суміші до 20% вмісту етанолу можуть застосовуватись на будь-якому автомобілі. Однак деякі виробники автомобілів обмежують гарантію використання суміші з вмістом більше 10 % етанолу. Суміші, що містять понад 20% етанолу, у багатьох випадках вимагають внесення зміни до системи запалення автомобіля.

Автовиробники випускають автомобілі, які здатні працювати і на бензині, і на Е85. Такі автомобілі називаються "Flex-Fuel". Бразилії такі автомобілі називають "гібридними". російською мовою назви немає. Більшість сучасних автомобілів або спочатку підтримують використання такого палива, або опціонально, за відповідним запитом.

У 2005 році у США понад 5 млн автомобілів мали гібридні двигуни. Наприкінці 2006 р. в США експлуатувалося 6 млн автомобілів із такими двигунами. Загальний автопарк складає 230 млн. автомобілів.

1200 заправних станцій продають Е85 (травень 2007 року). Загалом у США автомобільне паливо продають близько 170 000 заправних станцій.

Економічність

Собівартість бразильського етанолу (близько 0,19 доларів США за літр у 2006 р.) робить його використання економічно вигідним.

Екологічні аспекти

Біоетанол як паливо часто називають «нейтральним» як джерело парникових газів. Він має нульовий баланс діоксиду вуглецю, оскільки при його виробництві шляхом бродіння і подальшому згорянні виділяється стільки ж CO2, скільки до цього було взято з атмосфери використаними для його виробництва рослинами. Однак, ректифікація етанолу вимагає додаткових витрат енергії, що виробляється одним із «традиційних» способів (в т. ч. спалюванням викопного палива).

У 2006 році застосування етанолу в США дозволило скоротити викиди близько 8 млн тонн парникових газів (в СО2 еквіваленті), що приблизно дорівнює річним вихлопам 1,21 млн автомобілів.

Безпека та регулювання

Денатурат

• Етанол - горюча речовина, суміш її пари з повітрям вибухонебезпечна.
• Спирт етиловий синтетичний, технічний та харчовий, непридатний для виробництва алкогольної продукції, входить до списку отруйних речовин з метою статті 234 та інших статей Кримінального кодексу Російської Федерації.
• З 2005 року роздрібний продажспирту у Росії заборонена (крім районів Крайньої Півночі).

Про оподаткування питного спирту див. Алкогольні напої - Акциз

Дія етанолу на організм людини

Основні статті: Токсикологія етанолу, Алкоголізм

Етанол у алкогольних напоях – канцероген із доведеною здатністю викликати рак. Залежно від дози, концентрації, шляху потрапляння в організм і тривалості впливу етанол також може мати наркотичну та токсичну дію. Під наркотичною дією позначається його здатність викликати комусь, ступор, нечутливість до болю, пригнічення функцій ЦНС, алкогольне збудження, звикання, а також його наркозну дію. Під дією етанолу відбувається виділення ендорфінів у прилеглому ядрі (Nucleus accumbens), у хворих на алкоголізм також в орбітофронтальній корі (поле 10). Проте, з юридичної точки зору, етиловий спирт наркотиком не визнаний, оскільки ця речовина не включена до міжнародного списку контрольованих речовин конвенції ООН 1988 року. певних дозах до маси тіла та концентраціях призводить до гострого отруєння та смерті (смертельна разова доза – 4-12 грамів етанолу на кілограм маси тіла).

Основний метаболіт етанолу ацетальдегід є токсичною, мутагенною та канцерогенною речовиною. Існують докази канцерогенності ацетальдегіду в експериментах тварин; крім того, ацетальдегід ушкоджує ДНК.

Тривале вживання етанолу може спричинити такі захворювання, як цироз печінки, гастрит, виразка шлунка, рак шлунка та рак стравоходу, серцево-судинні захворювання.

Вживання етанолу може спричинити оксидативне ушкодження нейронів головного мозку, а також їх загибель внаслідок ушкодження гематоенцефалічного бар'єру.

Зловживання алкогольними напоями може призвести до клінічної депресії та алкоголізму.

Етанол є природним метаболітом людського організму і може у невеликих кількостях синтезуватись у тканинах організму (справжній ендогенний алкоголь) або у шлунково-кишковому тракті внаслідок процесів ферментації вуглеводної їжі (умовний ендогенний алкоголь). Кількість ендогенного алкоголю рідко перевищує 0,18 проміле, що знаходиться на межі чутливості найсучасніших приладів. Звичайний алкотестер таку кількість визначити не може.

Види та марки етанолу

• Ректифікат (точніше спирт-ректифікат) - це очищений шляхом ректифікації етиловий спирт, що містить 95,57%, хімічна формула C2H5OH. Може випускатися за ГОСТ 18300-72 (Держстандарт СРСР, спирт етиловий технічний, ректифікований технічний умови) і ГОСТ 5964-82; ГОСТ 5964-93. Залежно від ступеня очищення технічний етиловий спирт ректифікований випускають марки «Екстра» і двох сортів: вищого і першого

• Спирт етиловий абсолютований - вміст спирту >99,9%.

• Спирт медичний – вміст спирту 96,4-96,7%.

Етимологія назв

Для позначення цієї речовини використовується кілька найменувань. Технічно найбільш правильним є термін етанол чи етиловий спирт. Проте значного поширення набули назви алкоголь, винний спирт чи навіть спирт, хоча спирти, чи алкоголі - це ширший клас речовин.

Етимологія терміна «етанол»

Назви етанол та етиловий спирт вказують на те, що дана сполука містить у своїй основі етил - радикал етану. При цьому слово спирт (суфікс-ол) у назві вказує на вміст гідроксильної групи (-OH), характерної для спиртів.

Етимологія назви «алкоголь»

Назва алкоголю походить від араб. ‏الكحل‎‎ аль-кухуль, що означає дрібний порошок, отриманий сублімацією, порошкоподібна сурма, порошок для підфарбовування повік.

У російську мову слово «алкоголь» надійшло через його німецький варіант ньому. алкоголь. Однак у російській мові зберігся як архаїзму, очевидно, і омонім слова «алкоголь» у значенні «дрібний порошок».

Етимологія слова «спирт»

Найменування етанолу винний спирт походить від лат. spiritus vini (дух вина). російську мову слово «спирт» надійшло через його англійський варіант англ. spirit.

В англійській мові слово «спирт» в даному значенні використовувалося вже в середині XIII століття, і лише починаючи з 1610 слово «спирт» стало вживатися алхіміками для позначення летких речовин, що відповідає основному значенню слова «spiritus» (випаровування) в латинській мові. До 1670-х років значення слова звузилося до «рідин з високим відсотковим вмістом алкоголю», а леткі рідини отримали назву ефірів.

також Етимологія назви у статті «Спирти».

Примітки

1. European chemical Substances Information System Перевірено 8 грудня 2013 року.
2. Chastain G (2006). «Alcohol, neurotransmitter systems, and behavior». The Journal of general psychology 133 (4). DOI: 10.3200/GENP.133.4.329-335. PMID 17128954.
3. Стаття «Абсолютний спирт» у БСЕ.
4. Отримання абсолютного спирту
5. Етиловий спирт: хімічні та Фізичні властивості
6. В.Г.Козін, Н.Л.Солодова, Н.Ю.Башкирцева, А.І.Абдуллін. Сучасні технології виробництва компонентів моторного палива. Навчальний посібник. – Казань: КДТУ, 2009. – 327 с.
7. Кошти, що впливають на ЦНС
8. Flomenbaum, Goldfrank та ін. Goldfrank's Toxicologic Emergencies. 8th Edition. - McGraw Hill, 2006. - С. 1465. - 2170 с. - ISBN 0071437630.
9. Федеральне агентство з технічного регулювання та метрології. ГОСТ Р 52409-2005 (повний текст)
10. Russell, Nicholas J. Food preservatives. - New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2003. - P. 198. - ISBN 0-306-47736-X.
11. E1510 - спирт етиловий
12. 2008 Ethanol Production Exceeds 9 Billion Gallons
13. Ethanol World Production Statistics
14. Національна Програма.рф - Альтернативні види палива
15. 1 2 Біоетанол: огляд світового та російського ринків. Cleandex.
16. Інформаційно-аналітичне агентство «ІНФОБІО»
17. ЕКОТОК
18. 1 2 Росія та Америка у XXI столітті
19. Євросоюз з 1 січня відмовляється від традиційного бензину /16.12.2010
20. біоетанол, біобензин, альтернативне паливо INNOVATIVE Е 95 проблема використання застосування
21. Ottawa to push ethanol, despite concerns (недоступне посилання з 23-05-2013 (793 дні) - історія, копія)
22. Інтерфакс Захід
23. India Sets Target of 20 % Biofuels by 2017
24. Ivan Castano Mexican Biofuels Seen Meeting 3% Blending Target In 2012 2 Травень 2011
25. Національна біопаливна асоціація