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 чи 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 притаманні всі загальні характеристики та 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 різні методи обробки.

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 потребує і більшої кількості часу. 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 з 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 йдеться про зовсім 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 фермери традиційно вирощують багато кукурудзи, яка теоретично може бути чудовою 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 різноманітних подразників 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 більш високих дозах може настати алкогольна інтоксикація, яка 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 системи органів, 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 неспроста, 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.

13.12.2017 Лікар Євгенія Олександрівна Мірошникова 0

Етанол: властивості та застосування

Етанол є речовиною з характерним запахом і смаком. Вперше він був отриманий внаслідок реакції бродіння. Для останньої використовувалися різні продукти: злакові, овочі, ягоди. Потім люди освоїли процеси дистиляції та способи отримання більш концентрованого спиртового розчину. Етанол (як і його аналоги) набув широкого поширення завдяки комплексу своїх властивостей. Щоб уникнути небезпечного впливу на організм, слід знати особливості речовини та специфіку її застосування.

Етанол (друга назва - винний спирт) є одноатомним спиртом, тобто містить лише один атом. Латинська назва – Aethanolum. Формула – C2H5OH. Цей спирт застосовується у різних галузях: промисловості, косметології, стоматології, фармоцевтиці.

Етанол став основою виробництва різних алкогольних напоїв. Це стало можливим за рахунок здатності молекули до пригнічення центральної нервової системи. Відповідно до нормативних документів етиловий спирт, що ректифікує, має ГОСТ 5962-2013. Його слід відрізняти від технічного варіанту рідини, який використовується переважно у промислових цілях. Виробництво та зберігання алкогольної продукції здійснюється під контролем державних органів.

Користь та шкода речовини

Етиловий спирт при вживанні в обмежених дозуваннях корисний для організму. Придбати його в аптеці можна лише за рецептом лікаря. Ціна коливається в залежності від обсягу ємності. Користь етанолу проявляється у:

• нормалізації функціонування травного тракту;
• профілактики захворювань міокарда;
• нормалізації кровообігу;
• розрідження крові;
• зменшенні больового синдрому.

Внаслідок регулярного вживання речовини в організмі спостерігається кисневе голодування. Через швидку загибель клітин головного мозку настає погіршення пам'яті, знижується чутливість до болю. Негативний вплив на внутрішні органи проявляється у розвитку різних супутніх захворювань. Надмірне вживання алкоголю небезпечне сильним отруєнням та настанням коми.
Алкоголізм характеризується розвитком як фізичної, і психічної залежності. За відсутності лікування та припинення вживання спиртовмісних речовин відбувається особистісна деградація, порушуються повноцінні соціальні зв'язки.

Властивості

Етанол є природним метаболітом. Це полягає у його здатності синтезуватися в організмі людини.

Групу властивостей винного спирту можна поділити на три категорії:

1. фізичні;
2. хімічні;
3. пожежонебезпечні.

Перша категорія включає опис зовнішнього вигляду та інші параметри фізичного характеру. В нормальних умовах етанол летючий, відрізняється від інших речовин своєрідним ароматом та пекучим смаком. Вага одного літра рідини становить 790 г.

Він добре розчиняє різні органічні речовини. Температура закипання становить 78,39 °С. Щільність етанолу (в результаті виміру ареометром) менша, ніж у води, тому він її легший.

Етиловий спирт є пальним, здатний швидко спалахувати. При горінні полум'я відрізняється синім кольором. Завдяки цій хімічній властивості етанол можна легко відрізнити від метилового спирту, що є отрутою для людини. Останній при займанні має зелене полум'я.

Для того щоб в домашніх умовах визначити горілку, зроблену на метанолі, необхідно нагріти мідний дріт і опустити його в горілку (достатньо однієї ложки). Аромат прелих яблук є ознакою етилового спирту, запах формальдегіду свідчить про наявність метанолу.

Етанол є пожежонебезпечною речовиною, оскільки його температура займання становить лише 18°С. Тому, контактуючи з речовиною, слід уникати її нагрівання.

При зловживанні етанолом він надає на організм шкідливий вплив. Це з тими механізмами, які запускає прийом будь-якого алкоголю. Суміш води та спирту провокує виділення гормону ендорфіну.

Це сприяє седативно-гіпнотичному ефекту, тобто придушення свідомості. Останнє виявляється у переважанні процесів гальмування, що проявляється такими симптомами як знижена реакція, загальмованість рухів та мови. Передозування етанолом характеризується на початку виникненням збудження, яке потім змінюють процеси гальмування.

коротка історія

Етанол знайшов застосування ще за доби неоліту. Доказом цього є сліди алкогольних напоїв, знайдені у Китаї на кераміці, вік якої становить близько 9000 років. Вперше етанол було отримано у XII столітті Салерно. Він являв собою суміш води та спирту.

Чистий продукт було отримано 1796 року Йоганном Тобіасом Ловіц. Вчений використовував для фільтрації активоване вугілля. Протягом довгих років подібний спосіб одержання спирту був єдиним.
Згодом формулу етанолу було обчислено Ніколо-Теодором де Соссюром. Опис речовини як вуглецевої сполуки дав Антуан Лавуазьє. XIX-XX століття характеризуються як період ретельного вивчення етанолу, коли докладно було описано його властивості. Завдяки останнім він набув широкого застосування у різних галузях людського життя.

У чому небезпека етанолу?

Етанол відноситься до тих речовин, незнання властивостей якого може призвести до негативних наслідків. Тому перед його використанням слід ознайомитись з тим, у чому полягає небезпека винного спирту.

Чи можна пити?

Вживання спирту у складі алкогольних напоїв припустимо за однієї умови: пити рідко й у невеликій дозі. При зловживанні відбувається розвиток фізичної та психічної залежності, тобто алкоголізму.

Безконтрольне застосування спиртовмісних напоїв (коли концентрація етанолу становить 12 грамів на 1 кілограм маси тіла) викликає сильну інтоксикацію організму, яка за відсутності своєчасної медичної допомоги може стати причиною летального результату.

Пити етанол у чистому вигляді не можна.

Які захворювання викликає?

При вживанні етанолу велику небезпеку становлять продукти його розпаду в організмі. Одним з них є ацетальдегід, який належить до токсичних та мутагенних речовин. Канцерогенні властивості стають причиною розвитку онкологічних патологій.

Надмірне споживання етилового спирту небезпечне:

• погіршенням пам'яті;
• загибеллю клітин головного мозку;
• порушенням функціонування травного тракту (гастрит, виразка 12-палого кишечника);
• розвитком захворювань печінки (цироз), нирок;
• порушенням функціонування міокарда та судин (інсульт, інфаркт);
• особистісною деградацією;
• незворотними процесами у центральній нервовій системі.

Застосування

Великий спектр характеристик етанолу забезпечив його використання у різних напрямках. Найбільш популярні з них такі:

1. Як паливо для автомобілів. Використання етилового спирту як моторного палива пов'язані з ім'ям Генрі Форда. Ним у 1880 році було створено перший автомобіль, який працював на етанолі. Після цього речовина стали використовуватиме роботи ракетних двигунів, різних нагрівальних приладів.
2. Хімічна промисловість. Етанол використовують для отримання інших речовин, наприклад, етилену. Будучи відмінним розчинником, етиловий спирт використовують у виробництві лаку, фарб, побутової хімії.
3. Фармакологічна галузь. У цій сфері етанол використовують по-різному. Знезаражувальні властивості медичного спирту дозволяють застосовувати для обробки операційного поля, рук хірурга. Його використовують для зменшення проявів лихоманки, як основу для компресів, настоянок. Етанол відноситься до протиотрути, які допомагають при отруєнні метанолом та етиленгліколем. Він знайшов застосування як піногасник при подачі кисню або штучної вентиляції легень.
4. Косметична промисловість. Виробники косметики та парфумерії включають етанол до складу різних одеколонів, туалетної води, аерозолів, шампунів та інших засобів догляду за шкірою та тілом.
5. Харчова промисловість. Етиловий спирт використовується як головний компонент алкогольних напоїв. Він міститься в продуктах, отриманих за допомогою процесів бродіння. Його використовують як розчинник різних ароматизаторів та консервант при виробництві хліба, булочок, кондитерських виробів. Етиловий спирт є харчовою добавкою E1510.
6. Інші напрямки. Винний спирт використовують для роботи з препаратами біологічної природи.

Взаємодія з іншими речовинами

Згідно з інструкцією із застосування, етанол при одночасному використанні може посилювати дію ліків, що пригнічують центральну нервову систему, процеси кровообігу, центр дихання.
Взаємодія з деякими речовинами зазначена у таблиці.

Етанол залежно від його застосування може бути корисним і шкідливим. При регулярному вживанні алкоголю, що містить етиловий спирт, відбувається формування залежності. Тому використання міцних напоїв як антидепресантів не повинно перетворюватися на звичку.

Спиртами(або алканолами) називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька гідроксильних груп (груп-ОН), з'єднаних із вуглеводневим радикалом.

Класифікація спиртів

За кількістю гідроксильних груп(атомності) спирти поділяються на:

Одноатомні, наприклад:

Двохтомні(Гліколі), наприклад:

Трихатомні, наприклад:

За характером вуглеводневого радикалувиділяють такі спирти:

Граничні, що містять в молекулі лише граничні вуглеводневі радикали, наприклад:

Ненасичені, що містять в молекулі кратні (подвійні та потрійні) зв'язки між атомами вуглецю, наприклад:

Ароматичні, Т. е. спирти, що містять в молекулі бензольне кільце і гідроксильну групу, пов'язані один з одним не безпосередньо, а через атоми вуглецю, наприклад:

Органічні речовини, що містять у молекулі гідроксильні групи, пов'язані безпосередньо з атомом вуглецю бензольного кільця, істотно відрізняються за хімічними властивостями від спиртів і тому виділяються в самостійний клас органічних сполук. феноли.

Наприклад:

Існують і поліатомні (багатоатомні спирти), що містять більше трьох гідроксильних груп у молекулі. Наприклад, найпростіший шестиатомний спирт гексаол (сорбіт)

Номенклатура та ізомерія спиртів

При утворенні назв спиртів до назви вуглеводню, відповідного спирту, додають (родовий) суфікс- ол.

Цифрами після суфікса вказують положення гідроксильної групи в головному ланцюзі, а префіксами ді-, три-, тетра-і т.д.-їх число:

У нумерації атомів вуглецю в головному ланцюгу положення гідроксильної групи пріоритетне перед положенням кратних зв'язків:

Починаючи з третього члена гомологічного ряду, у спиртів з'являється ізомерія становища функціональної групи (пропанол-1 і пропанол-2), а з четвертого - ізомерія вуглецевого скелета (бутанол-1, 2-метилпропанол-1). Для них характерна і міжкласова ізомерія - спирти ізомерні простим ефірам:

Давайте дамо назву спирту, формула якого вказана нижче:

Порядок побудови назви:

1. Вуглецевий ланцюг нумерується з кінця, до якого ближче знаходиться група –ОН.
2. Основний ланцюг містить 7 атомів С, отже, відповідний вуглеводень — гептан.
3. Число груп -ВІН дорівнює 2, префікс - «ді».
4. Гідроксильні групи знаходяться при 2 та 3 атомах вуглецю, n = 2 та 4.

Назва спирту: гептандиол-2,4

Фізичні властивості спиртів

Спирти можуть утворювати водневі зв'язки між молекулами спирту, так і між молекулами спирту і води. Водневі зв'язки виникають при взаємодії частково позитивно зарядженого атома водню однієї молекули спирту і частково негативно зарядженого атома кисню іншої молекули. Саме завдяки водневим зв'язкам між молекулами спирти мають аномально високі для своєї молекулярної маси температури кипіння. є газом, а найпростіший із спиртів-метанол,маючи відносну молекулярну масу 32, у звичайних умовах-рідина.

Нижчі та середні члени ряду граничних одноатомних спиртів, що містять від 1 до 11 атомів вуглецю-рідини. Вищі спирти (починаючи з C 12 H 25 OH)при кімнатній температурі – тверді речовини. Нижчі спирти мають алкогольний запах і пекучий смак, вони добре розчиняються у воді. У міру збільшення вуглецевого радикалу розчинність спиртів у воді знижується, а октанол вже не змішується з водою.

Хімічні властивості спиртів

Властивості органічних речовин визначаються їх складом та будовою. Спирти підтверджують загальне правило. Їх молекули включають в себе вуглеводневі і гідроксильні групи, тому хімічні властивості спиртів визначаються взаємодією один на одного цих груп.

Характерні для цього класу сполук властивості обумовлені наявністю гідроксильної групи.

1. Взаємодія спиртів із лужними та лужноземельними металами.Для виявлення впливу вуглеводневого радикалу на гідроксильну групу необхідно порівняти властивості речовини, що містить гідроксильну групу і вуглеводневий радикал, з одного боку, і речовини, що містить гідроксильну групу і не містить вуглеводневий радикал, з іншого. Такими речовинами можуть бути, наприклад, етанол (або інший спирт) та вода. Водень гідроксильної групи молекул спиртів і молекул води здатний відновлюватися лужними та лужноземельними металами (заміщатися на них)
2. Взаємодія спиртів із галогеноводородами.Заміщення гідроксильної групи на галоген призводить до утворення галогеналканів. Наприклад:
   Ця реакція оборотна.
3. Міжмолекулярна дегідратаціяспиртів-відщеплення молекули води від двох молекул спиртів при нагріванні у присутності водовіднімних засобів:
   Внаслідок міжмолекулярної дегідратації спиртів утворюються прості ефіри.Так, при нагріванні етилового спирту із сірчаною кислотою до температури від 100 до 140°С утворюється діетиловий (сірчаний) ефір.
   
4. Взаємодія спиртів з органічними та неорганічними кислотами з утворенням складних ефірів (реакція етерифікації)
   
   Реакція етерифікації каталізується сильними неорганічними кислотами. Наприклад, при взаємодії етилового спирту та оцтової кислоти утворюється етилацетат:
   
5. Внутрішньомолекулярна дегідратація спиртіввідбувається при нагріванні спиртів у присутності водовіднімних засобів до вищої температури, ніж температура міжмолекулярної дегідратації. В результаті утворюються алкени. Ця реакція обумовлена ​​наявністю атома водню та гідроксильної групи при сусідніх атомах вуглецю. Як приклад можна навести реакцію отримання етену (етилену) при нагріванні етанолу вище 140°С у присутності концентрованої сірчаної кислоти:
   
6. Окислення спиртівзазвичай проводять сильними окислювачами, наприклад дихроматом калію або перманганатом калію в кислому середовищі. При цьому дія окислювача спрямовується на атом вуглецю, який вже пов'язаний з гідроксильною групою. Залежно від природи спирту та умов проведення реакції можуть утворюватись різні продукти. Так, первинні спирти окислюються спочатку в альдегіди, а потім в карбонові кислоти: При окисленні вторинних спиртів утворюються кетони:
   
   Третичні спирти досить стійкі до окиснення. Однак у жорстких умовах (сильний окислювач, висока температура) можливе окислення третинних спиртів, що відбувається з розривом вуглець-вуглецевих зв'язків, найближчих до гідроксильної групи.
7. Дегідрування спиртів.При пропущенні парів спирту при 200-300 °С над металевим каталізатором, наприклад міддю, сріблом або платиною, первинні спирти перетворюються на альдегіди, а вторинні - на кетони:
   
   
8. Якісна реакція на багатоатомні спирти.
   Присутністю в молекулі спирту одночасно кількох гідроксильних груп обумовлені специфічні властивості багатоатомних спиртів, які здатні утворювати розчинні у воді яскраво-сині комплексні сполуки при взаємодії зі свіжоотриманим осадом міді гідроксиду (II). Для етиленгліколю можна записати:
   
   Одноатомні спирти не здатні вступати до цієї реакції. Тому вона є якісною реакцією на багатоатомні спирти.
   

Отримання спиртів:

Застосування спиртів

Метанол(метиловий спирт СН 3 ОН) - безбарвна рідина з характерним запахом та температурою кипіння 64,7 °С. Горить трохи блакитним полум'ям. Історична назва метанолу - деревний спирт пояснюється одним із шляхів його одержання способом перегонки твердих порід дерева (грец. methy - вино, сп'яніти; hule - речовина, деревина).

Метанол вимагає обережного поводження з ним. Під дією ферменту алкогольдегідрогенази він перетворюється в організмі на формальдегід та мурашину кислоту, які ушкоджують сітківку ока, викликають загибель зорового нерва та повну втрату зору. Попадання в організм понад 50 мл метанолу спричиняє смерть.

Етанол(етиловий спирт С 2 Н 5 ОН) - безбарвна рідина з характерним запахом та температурою кипіння 78,3 °С. Горючий. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях. Концентрацію (міцність) спирту зазвичай виражають у об'ємних відсотках. "Чистим" (медичним) спиртом називають продукт, отриманий з харчової сировини і містить 96% (за обсягом) етанолу та 4% (за обсягом) води. Для отримання безводного етанолу – «абсолютного спирту» цей продукт обробляють речовинами, що хімічно зв'язують воду (оксид кальцію, безводний сульфат міді (II) та ін.).

Для того щоб зробити спирт, що використовується в технічних цілях, непридатним для пиття, в нього додають невеликі кількості отруйних речовин, що важко поділити, погано пахнуть і мають огидний смак речовин і підфарбовують. Спирт, що містить такі добавки, називають денатурованим, або денатуратом.

Етанол широко використовується в промисловості для виробництва синтетичного каучуку, лікарських препаратів, застосовується як розчинник, що входить до складу лаків та фарб, парфумерних засобів. У медицині етиловий спирт - найважливіший дезінфікуючий засіб. Використовується для приготування алкогольних напоїв.

Невелика кількість етилового спирту при попаданні в організм людини знижує больову чутливість і блокує процеси гальмування в корі головного мозку, викликаючи стан сп'яніння. На цій стадії дії етанолу збільшується водовідділення у клітинах і, отже, прискорюється сечоутворення, внаслідок чого відбувається зневоднення організму.

З іншого боку, етанол викликає розширення кровоносних судин. Посилення потоку крові в шкірних капілярах призводить до почервоніння шкіри та відчуття теплоти.

У великих кількостях етанол пригнічує діяльність мозку (стадія гальмування), викликає порушення координації рухів. Проміжний продукт окиснення етанолу в організмі - ацетальдегід - вкрай отруйний і викликає тяжке отруєння.

Систематичне вживання етилового спирту і напоїв, що містять його, призводить до стійкого зниження продуктивності роботи головного мозку, загибелі клітин печінки та заміни їх сполучною тканиною - цирозу печінки.

Етандіол-1,2(етиленгліколь) - безбарвна в'язка рідина. Отруйний. Необмежено розчинний у воді. Водні розчини не кристалізуються при температурах значно нижче О °С, що дозволяє застосовувати його як компонент незамерзаючих рідин, що охолоджують, - антифризів для двигунів внутрішнього згоряння.

Пролактріол-1,2,3(гліцерин) - в'язка сироподібна рідина, солодка на смак. Необмежено розчинний у воді. Нелетючий. Як складова частина складних ефірів входить до складу жирів і масел.

Широко використовується в косметиці, фармацевтичній та харчовій промисловості. У косметичних засобах гліцерин грає роль пом'якшуючого та заспокійливого засобу. Його додають до зубної пасти, щоб запобігти її висиханню.

До кондитерських виробів гліцерин додають для запобігання їх кристалізації. Їм обприскують тютюн, у цьому випадку він діє як зволожувач, що запобігає висиханню тютюнового листя та їх розкришування до переробки. Його додають до клеїв, щоб захистити їх від занадто швидкого висихання, і до пластиків, особливо целофану. В останньому випадку гліцерин виконує функції пластифікатора, діючи на зразок мастила між полімерними молекулами і таким чином надаючи пластмасам необхідну гнучкість і еластичність.

Сьогодні реалії такі, що етиловий спирт посідає чільне місце серед продуктів органічного синтезу. Він використовується і в косметології, і медицині.

Крім того, спирт використовується у виробництві. З часів школи відомо, що C2H5OH - це формула спирту, але не всі знають, як насправді його виробляють.

Способи виробництва

Перший варіант отримання етилового спирту – спиртове бродіння. Цей спосіб відомий ще з давніх-давен. Якщо не вдаватися до подробиць, то бродіння відбувається за рахунок життєдіяльності бактерій і дріжджів. Як сировину зазвичай використовують виноград, так як у своєму складі він містить вуглеводи та сахарозу. Так само методом переробляються кукурудза, рис, картопля.

Після бродіння концентрація в розчині C2H5OH (хімічна формула етилового спирту) досягає 15%. Такий низький відсоток пояснюється тим, що при більшій концентрації дріжджі починають гинути у своєму спиртовому розчині. Далі шляхом дистиляції етанол концентрують, а також очищають.

На виробництві спирту з харчової сировини виділяють такі етапи:

1. кукурудза, пшениця, картопля, зерна жита піддаються подрібненню;
2. розщеплення крохмалю на цукри (ферментація);
3. накопичення спирту з допомогою бродіння з допомогою дріжджів цукру;
4. очищення та фільтрація отриманого розчину (ректифікація).

Після проходження всіх етапів концентрація етанолу стає 956%.

Промислове виробництво

Деревина, солома, що містять целюлозу, використовуються у промисловості для одержання етилового спирту. Целюлозу піддають гідролізу, тобто відбувається розкладання складових розчину за допомогою води для отримання нових утворень. Хімічна формула спирту, отриманого шляхом гідратації, виглядає так:

CH 2 =CH 2 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

У процесі переробки сировини у етанолі утворюються різні домішки. Для застосування в промисловій, фармакологічній та харчовій галузях, потрібне його очищення.

Ректифікація спирту – так називається процес хімічного очищення етанолу від шкідливих домішок. Після неї пропадає характерний неприємний запах сивушних олій. Його формула залишається незмінною, але вона стає прозорою, тому що не містить сторонніх частинок. Більш високу міцність та сорт має спирт, очищений краще та якісніше (ректифікація проводиться кілька разів). Питним є спирт-ректифікат, що пройшов вищий ступінь очищення.

Етанол – що це за речовина? Яке його застосування та як воно виробляється? Етанол найбільш відомий всім під іншою назвою - спирт. Звісно, ​​це зовсім правильне позначення. Але тим часом, саме під словом «спирт» ми маємо на увазі «етанол». Ще наші пращури знали про його існування. Вони отримували його шляхом бродіння. У хід йшли різні продукти від злаків до ягід. Але в отриманій бразі, саме так називали за старих часів спиртні напої, кількість етанолу не перевищувала 15 відсотків. Чистий спирт змогли виділити лише після того, як вивчили процеси дистиляції.

Етанол – що це?

Етанол – це одноатомний спирт. За нормальних умов він є летючою, безбарвною, легкозаймистою рідиною, що володіє специфічним запахом і смаком. Етанол знайшов широке застосування у промисловості, медицині та побуті. Він є чудовим дезінфікуючим засобом. Спирт використовується як паливо і як розчинник. Але найбільше формула етанолу С2Н5ОН відома любителям алкогольних напоїв. Саме у цій сфері ця речовина знайшла широке застосування. Але не варто забувати і про те, що спирт як компонент алкогольних напоїв, що діє, є сильним депресантом. Ця психоактивна речовина здатна пригнічувати центральну нервову систему та викликати сильну залежність.

В наш час складно знайти галузь промисловості, де не використовувався б етанол. Важко перерахувати все, чим такий корисний спирт. Але найбільше його властивості оцінили у фармацевтиці. Етанол – головний компонент практично всіх лікарських настоянок. Багато «бабусиних рецептів» для лікування людських недуг ґрунтуються на цій речовині. Воно витягує з рослин усі корисні речовини, накопичуючи їх. Ця властивість спирту знайшла застосування при виготовленні домашніх трав'яних і ягідних настоянок. І хоч це і алкогольні напої, але в помірних кількостях вони приносять користь здоров'ю.

Користь етанолу

Формула етанолу відома всім ще зі шкільних уроків з хімії. Але в чому користь цієї хімічної речовини, так відразу відповість не кожен. Насправді складно уявити галузь промисловості, де не використовувався б спирт. Насамперед, етанол застосовують у медицині як найпотужніший дезінфікуючий засіб. Їм обробляють операційну поверхню та рани. Спирт згубно діє майже всі групи мікроорганізмів. Але застосовується етанол у хірургії. Він незамінний для виготовлення лікарських екстрактів та настоянок.

У малих дозах спирт корисний організму людини. Він сприяє розрідженню крові, поліпшенню кровообігу та розширенню судин. Він навіть застосовується для профілактики серцево-судинних захворювань. Етанол сприяє налагодженню роботи шлунково-кишкового тракту. Але тільки в справді малих дозах.

В особливих випадках психотропна дія спирту може заглушити найсильніші болі. Етанол знайшов застосування й у косметології. Завдяки своїм яскраво вираженим антисептичним властивостям він включений до складу практично всіх лосьйонів для проблемної і жирної шкіри.

Шкода етанолу

Етанол - спирт, що отримується шляхом бродіння. При надмірному вживанні він може викликати сильні токсикологічні отруєння і навіть кому. Ця речовина входить до складу алкогольних напоїв. Спирт викликає сильну психологічну та фізичну залежність. Алкоголізм прийнято вважати за хворобу. Шкода етанолу відразу асоціюють зі сценами нестримного пияцтва. Надмірне вживання напоїв, що містять спирт, призводить не тільки до харчових отруєнь. Все набагато складніше. При частому розпиванні алкоголю уражаються майже всі системи органів. Від кисневого голодування, яке викликає етанол, гинуть у великій кількості клітин головного мозку. На перших стадіях слабшає пам'ять. Потім у людини розвиваються захворювання нирок, печінки, кишечника, шлунка, судин та серця. У чоловіків спостерігається втрата потенції. На останніх стадіях алкоголіка виявляється деформація психіки.

Історія спирту

Етанол - що це за речовина та як її отримали? Не всі знають, що його використовували ще з доісторичних часів. Він входив до складу алкогольних напоїв. Щоправда, концентрація його була невеликою. Проте сліди алкоголю були знайдені в Китаї на 9000-річній кераміці. Це однозначно говорить про те, що люди ще в епоху неоліту випивали напої, що містять алкоголь.

Перший випадок був зареєстрований у 12 столітті у Салерно. Щоправда, то була водно-спиртова суміш. Чистий етанол виділив Йоганн Тобіас Ловіц в 1796 році. Він використовував метод фільтрації через активоване вугілля. Отримання етанолу цим способом залишалося єдиним методом. Формулу спирту вирахував Ніколо-Теодор де Соссюра, а описав його як вуглецеву сполуку Антуан Лавуазьє. У 19-20 століттях багато вчених займалися вивченням етанолу. Було вивчено всі його властивості. В даний час він набув широкого поширення і застосовується практично у всіх сферах людської діяльності.

Отримання етанолу шляхом спиртового бродіння

Мабуть, найвідоміший спосіб отримання етанолу – це спиртове бродіння. Воно можливе лише при використанні органічних продуктів, які містять велику кількість вуглеводів, наприклад, винограду, яблук, ягід. Ще один важливий компонент, щоб бродіння протікало активно – це наявність дріжджів, ферментів та бактерій. Так само виглядає переробка картоплі, кукурудзи, рису. Для отримання паливного спирту використовують цукор-сирець, який виробляють із тростини. Реакція є досить складною. В результаті бродіння виходить розчин, який містить трохи більше 16% етанолу. Вищої концентрації отримати не вдається. Це тим, що у більш насичених розчинах дріжджі вижити неспроможні. Таким чином, отриманий етанол необхідно піддати процесам очищення та концентрування. Зазвичай використовують процеси дистиляції.

Щоб отримати етанол, використовують вид дріжджів Saccharomyces cerevisiae різних штамів. У принципі, всі вони здатні активізувати цей процес. Як поживний субстрат можна застосовувати тирсу або як альтернативу - розчин, отриманий з них.

Паливо

Багато хто знає про властивості, які має етанол. Що це алкоголь чи дезінфікуюча речовина, також широко відомо. Але спирт є ще й паливом. Його використовують у ракетних двигунах. Відомий факт – під час Першої світової війни 70% водний етанол застосовували як паливо для першої у світі німецької балістичної ракети – «Фау-2».

Нині спирт набув більшого поширення. Як паливо він застосовується в двигунах внутрішнього згоряння для нагрівальних приладів. У лабораторіях його заливають у спиртівки. Каталітичне окислення етанолу використовують для виробництва грілок як військових, так і туристичних. Спирт з обмеженням застосовують у суміші з рідким нафтовим паливом через його гігроскопічність.

Етанол у хімічній промисловості

Широке застосування етанолу у хімічній промисловості. Він служить сировиною для таких речовин, як діетиловий ефір, оцтова кислота, хлороформ, етилен, ацетальдегід, тетраетилсвинець, етилацетат. У лакофарбовій промисловості етанол широко використовують як розчинник. Спирт є основним компонентом склоомивача та антифризів. Застосовується спирт у побутовій хімії. Він входить до складу миючих засобів. Особливо часто він зустрічається як компонент у рідинах для догляду за сантехнікою та склом.

Етиловий спирт у медицині

Етиловий спирт можна віднести до антисептиків. Він згубно впливає на всі групи мікроорганізмів. Він руйнує клітини бактерій та мікроскопічних грибів. Застосування етанолу в медицині має практично повсюдний характер. Це прекрасний засіб, що підсушує і знезаражує. Завдяки дублячим властивостям спирт (96%) використовують для обробки операційних столів та рук хірурга.

Етанол – розчинник лікарських препаратів. Він широко застосовується для виготовлення настоянок та екстрактів з лікарських трав та іншої рослинної сировини. Мінімальна концентрація спирту у подібних речовинах не перевищує 18 відсотків. Часто етанол використовують як консервант.

Етиловий спирт чудово застосовується і для розтирання. Під час лихоманки він справляє охолодний ефект. Дуже часто спирт використовують для компресів, що зігрівають. При цьому він абсолютно безпечний, на шкірі не залишається почервоніння та опіків. Крім того, етанол застосовується як піногасник при подачі штучним шляхом кисню під час вентиляції легень. Також спирт є компонентом загальної анестезії, яку можна застосовувати у разі дефіциту медикаментів.

Як не дивно, але медичний етанол використовується як протиотрута при отруєнні токсичними спиртами, наприклад метанолом або етиленгліколем. Зумовлено його дію тим, що за наявності кількох субстратів фермент алкогольдегідрогеназу здійснює лише конкурентне окиснення. Саме завдяки цьому після негайного прийому етанолу слідом за токсичним метанолом або етиленгліколем спостерігається зменшення поточної концентрації отруйних організмів метаболітів. Для метанолу це мурашина кислота та формальдегід, а для етиленгліколю – щавлева кислота.

Харчова промисловість

Отже, як здобути етанол, було відомо ще нашим предкам. Але найширше застосування він отримав лише у 19-20 століттях. Поряд із водою, етанол є основою практично всіх спиртних напоїв, насамперед горілки, джину, рому, коньяку, віскі, пива. У невеликих кількостях спирт виявляється і в напоях, які одержують шляхом бродіння, наприклад, в кефірі, кумисі, квасі. Але до алкоголю їх не відносять, оскільки концентрація спирту в них дуже мала. Так, вміст у свіжому кефірі етанолу вбирається у 0,12%. Але якщо він відстоиться, то концентрація може збільшитися до 1%. У квасі етилового спирту трохи більше (до 1,2%). Найбільше алкоголю міститься у кумисі. У свіжому молочному продукті його концентрація - від 1 до 3%, а у відстоєному доходить до 4,5%.

Етиловий спирт – хороший розчинник. Ця властивість дозволяє використовувати їх у харчовій промисловості. Етанол є розчинником для ароматизаторів. Крім того, він може використовуватися як консервант для хлібобулочних виробів. Він зареєстрований як харчова добавка Е1510. Етанол має енергетичну цінність 7,1 ккал/гр.

Дія етанолу на організм людини

У всьому світі налагоджено виробництво етанолу. Ця цінна речовина використовується у багатьох сферах життя людини. є ліками. Просочені цією речовиною серветки використовують як дезінфікуючий засіб. Але який вплив етанол робить на наш організм при потраплянні всередину? Чи корисний він чи шкідливий? Ці питання потребують детального вивчення. Всім відомо, що людство споживало алкогольні напої віками. Але лише у минулому столітті проблема алкоголізму набула масштабних розмірів. Наші предки вживали брагу, медовуху і навіть нині таке популярне пиво, але всі ці напої містили слабкий відсоток етанолу. Тому завдати суттєвої шкоди здоров'ю вони не могли. Але після того, як Дмитро Іванович Менделєєв розбавив спирт із водою у певних пропорціях, все змінилося.

Нині алкоголізм - проблема практично всіх країн світу. Потрапляючи в організм, спирт надає патологічний вплив на всі органи без винятку. Залежно від концентрації, дози, шляху потрапляння та тривалості впливу етанол може проявити токсичну та наркотичну дію. Він здатний порушувати роботу серцево-судинної системи, сприяє виникненню захворювань травного тракту, у тому числі і виразки шлунка та 12-палої кишки. Під наркотичною дією мається на увазі здатність спирту викликати ступор, нечутливість до больових відчуттів та пригнічення функцій центральної нервової системи. Крім того, у людини виникає алкогольне збудження, дуже швидко вона стає залежною. В окремих випадках надмірне вживання етанолу може викликати комусь.

Що ж відбувається у нашому організмі, коли ми п'ємо алкогольні напої? Молекула етанолу здатна вражати ЦНС. Під дією спирту відбувається виділення гормону ендорфіну у прилеглому ядрі, а й у людей із явно вираженим алкоголізмом й у орбітофронтальній корі. Проте, незважаючи на це, етанол не визнаний наркотичною речовиною, хоча він і виявляє всі відповідні дії. Етиловий спирт не було внесено до міжнародного списку контрольованих речовин. І це спірне питання, тому що в певних дозах, а саме 12 грамів речовини на 1 кілограм маси тіла, етанол призводить спочатку до гострого отруєння, а потім і смерті.

Які захворювання викликає етанол?

Сам розчин етанолу не є канцерогеном. Але його основний метаболіт - ацетальдегід - токсична і мутагенна речовина. Крім цього, він ще й має канцерогенні властивості і провокує розвиток онкологічних захворювань. Його якості досліджувалися у лабораторних умовах на піддослідних тваринах. Ці наукові роботи призвели до дуже цікавих, але водночас насторожуючих результатів. Виявляється, ацетальдегід – не просто канцероген, він здатний ушкоджувати ДНК.

Тривале вживання алкогольних напоїв може викликати у людини такі захворювання, як гастрит, цироз печінки, виразка 12-палої кишки, рак шлунка, стравоходу, тонкої та прямої кишки, серцево-судинні захворювання. Регулярне влучення етанолу в організм може спровокувати оксидативне ушкодження нейронів мозку. Внаслідок пошкодження вони гинуть. Зловживання напоями, що містять спирт, призводить до алкоголізму та клінічної смерті. У людей, які регулярно розпивають алкоголь, ризик розвитку інфаркту та інсульту підвищується в рази.

Але це ще всі властивості етанолу. Ця речовина є природним метаболітом. У малих кількостях воно може синтезуватися у тканинах людського організму. Його називають істинним Також воно продукується внаслідок розщеплення вуглеводної їжі у шлунково-кишковому тракті. Такий етанол називають «умовно ендогенним алкоголем». Чи звичайний алкотестер може визначити спирт, який синтезувався в організмі? Теоретично це можливо. Його кількість рідко перевищує 0,18 проміле. Це значення знаходиться на нижній межі найсучасніших вимірювальних приладів.