Етанол (C2H5OH) — определение, свойства и основни употреби

Етанол (C2H5OH): свойства, формула, производство и основни употреби — от напитки и разтворители до биогориво. Научете приложения, безопасност и ключови факти.

Етанолът, известен също като формула на марките, етилов алкохол, зърнен алкохол или просто алкохол, е запалимо, безцветно химическо съединение. Химичната му формула е C₂ H₅ OH, изписвана също като C₂ H ₆O. Той е активната част на алкохолните напитки, които се пият в повечето култури по света. Използва се и като разтворител, тъй като може да разтваря много други химикали и не е много токсичен. От дрожди се произвежда по-голямата част от етанола, който хората използват.

Кратки характеристики

• Молекулна формула: C2H5OH (понякога изписвана C2H6O)
• Моларна маса: 46.07 g/mol
• Физическо състояние: безцветна течност при стайна температура
• Точка на кипене: около 78.3 °C
• Точка на топене: около −114.1 °C
• Плътност: приблизително 0.789 g/cm3 при 20 °C
• Разтворимост: напълно смесим с вода и много органични разтворители
• Запалимост: лесно запалима течност (нисък flash point, автоиноктация ~427 °C)
• Енергийно съдържание: около 29–30 MJ/kg (калорична стойност при изгаряне)

Физични и химични свойства

Етанолът е полярен алкохол — молекулата съдържа хидроксилна група (–OH), която образува водородни връзки. Това обяснява високата му разтворимост във вода и относително висока точка на кипене спрямо други въглеводороди със съпоставима маса. Химически е реактивен при окисление (например до ацеталдехид и до оцетна киселина), естерификация, дегидратация (дава етилен) и други стандартни реакции за алкохоли.

Производство

• Ферментация: биологичен процес, при който захари (глюкоза, фруктоза, нишестени суровини) се превръщат в етанол и въглероден диоксид чрез действие на дрожди (обикновено Saccharomyces spp.). Това е основният метод за получаване на етанол за напитки и биоетанол.
• Индустриална синтеза от етен: каталитична хидратация на етилен (от нефтохимията) при високо налягане и катализатор — използва се за индустриален и технически этанол.
• Рафиниране и обезводняване: след ферментация етанолът се концентрира чрез дестилация; за получаване на абсолютен (безводен) етанол се използват молекулни сита или азеотропна дестилация/дегазация.
• Денатурация: за да се предотврати употреба като питейна течност от индустриален етанол, към него често се добавят горчиви и токсични примеси (метанол, бензин и др.) — получава се т.нар. денатуриран спирт.

Основни употреби

• Алкохолни напитки: етанолът е психоактивната съставка в бира, вино и спиртни напитки.
• Разтворител: широко използван в химическата, фармацевтичната и козметичната промишленост заради своята полярност и ниска токсичност спрямо други органични разтворители.
• Антисептик и дезинфектант: при концентрации 60–95% (v/v) е много ефективен срещу бактерии и много вируси; използва се в медицински продукти и в ръчни дезинфектанти.
• Гориво и добавка за гориво: биоетанолът се използва самостоятелно (E85) или като добавка в бензина (E10 и др.) с цел намаляване на емисиите и зависимостта от изкопаеми горива.
• Химически суровини: за производство на етилови естери, ацетат на етил, етилен, а също и в синтеза на фармацевтични и промишлени продукти.
• Козметика и парфюмерия: като разтворител и консервант в много продукти.

Здравни и безопасни аспекти

Остри ефекти: приемащият етанол изпитва централно-нервни промени — от лека еуфория до загуба на координация и съзнание при високи дози. Отстрани, интоксикацията може да доведе до повръщане, респираторна депресия и в тежки случаи смърт.

Хронични ефекти: продължителната употреба на алкохол е свързана с чернодробни заболявания (алкохолна стеатоза, хепатит, цироза), сърдечно-съдови проблеми, панкреатит, невропатии и психично зависимо поведение. Етанолът е тератогенен — риск за плода при бременност (фетален алкохолен спектър).

Безопасност при работа: етанолът е лесно запалим — съхранявайте далеч от открит огън и източници на искри. Работете с добра вентилация, използвайте подходящи предпазни средства (очила, ръкавици) и заземяване при пренос на големи количества. В случай на контакт с очите — промивка с вода; при вдишване — пренос на свеж въздух; при голяма поедрена употреба — потърсете медицинска помощ.

Околна среда

Етанолът е биоразградим и обикновено не се задържа продължително в околната среда. В същото време е летлив органичен компонент и може да допринася за образуване на фотохимичен смог при изпарение и изгаряне. При големи разливи в водни басейни може да предизвика понижаване на разтворения кислород вследствие на биологично разграждане.

Регулация и маркировка

Етанолът, когато се използва като потребителски продукт (напр. напитки, медицински антисептици), попада под различни регулаторни режими: данъчно облагане и контрол върху алкохолните напитки, стандарти за фармацевтични и козметични продукти, правила за безопасност на химикалите и транспорта. Денатурираните формули са етикетирани, за да се избегне консумация.

Кратко обобщение

Етанолът (C2H5OH) е универсално и широко използвано органично съединение с множество приложения — от напитки и антисептици до горива и химическа суровина. Въпреки относително ниската си острота в сравнение с много други разтворители, той е запалим и при погълнато в големи количества е опасен за здравето, затова трябва да се използва и съхранява с необходимите мерки за безопасност.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява етанолът?

В: Каква е химическата формула на етанола?

В: Каква е активната част на алкохолните напитки?

В: Защо етанолът се използва като разтворител?

В: Кой произвежда по-голямата част от етанола, който хората използват?

В: Какви са някои други имена на етанола?

В: Токсичен ли е етанолът?

Търсене по буква