Kandungan
"Alkohol" adalah perkataan yang, seperti banyak istilah bahasa Inggeris, mempunyai arti yang lebih spesifik dalam sains daripada penggunaannya dalam sehari. Sementara itu, "Ethanol, menggambarkan bahan kimia tertentu; manakala etanol adalah sejenis alkohol, ia juga mempunyai pelbagai aplikasi (satu industri, satu makanan dan minuman yang berkaitan) yang berkongsi sedikit pertindihan.
Apa etanol? Juga dipanggil etil alkohol, ia adalah salah satu alkohol yang paling sederhana dan pastinya merupakan yang paling terkenal, untuk lebih baik atau lebih buruk, dalam budaya Barat. Molekul dua karbon yang rendah ini merupakan pusat kontroversi sejarah yang cukup, dan penggunaannya sebagai bahan yang mengubah mood mempunyai kesan yang signifikan terhadap masyarakat manusia sepanjang sejarah tamadun.
Apa itu Alkohol?
Banyak sebatian dalam kimia adalah hidrokarbon, yang mengandungi hanya atom karbon dan hidrogen. Pengenalan atom oksigen menjadi hidrokarbon terbuka kepada pintu kepada pelbagai kategori baru bahan kimia dengan pelbagai sifat.
Alkohol adalah hidrokarbon di mana kumpulan -OH, atau kumpulan hidroksil, telah digantikan untuk atom hidrogen. Contoh yang paling mudah ialah metana hidrokarbon, yang mempunyai formula CH4. Atom karbon boleh membentuk empat ikatan dengan atom lain dan hidrogen hanya satu, jadi metana adalah sebatian yang stabil. Sebaliknya, oksigen membentuk dua ikatan. Oleh itu, kumpulan hidroksil, yang mempunyai oksigen terikat kepada hidrogen, mempunyai satu "tempat" yang tersedia untuk ikatan. Ini bermakna jika keadaan sesuai, metana boleh ditukar kepada metil alkohol, atau metanol. Rumus untuk molekul ini ialah CH3(OH).
Walaupun metanol mempunyai satu atom karbon, etanol, yang paling besar seterusnya dan berasal dari etana hidrokarbon murni, mempunyai dua. Rumus kimia untuk etana adalah CH3CH3 (juga ditulis C2H6); setiap atom karbon terikat kepada tiga hidrogen dan atom karbon lain. Oleh itu, formula untuk etanol adalah CH3CH2(OH).
Etanol juga dikenali sebagai etil alkohol.Konvensyen penamaan ini, seperti yang anda mungkin telah disyaki, digunakan untuk semua alkohol; akhiran "-anol" boleh ditukar dengan "alkohol" yang lebih rumit. " Mengetahui bahawa propana adalah nama hidrokarbon tiga karbon, bolehkah anda mengolah formula kimianya, alkohol yang berkaitan dan dua nama yang berbeza untuk alkohol itu?
Alcohol lain
Kerana metanol dan etanol masing-masing adalah alkohol satu- dan dua-karbon, tidak ada keraguan wujud dari formula mereka. Iaitu, diberi hidrokarbon satu-karbon atau dua karbon dengan satu kumpulan hidroksil tunggal sebagai ganti satu atom hidrogen, hanya terdapat satu konfigurasi yang mungkin. Dalam kes etanol, karbon yang mana -OH dilampirkan tidak relevan kerana etana itu sendiri adalah molekul simetri; tidak ada perbezaan geometri antara karbon pertama dan yang kedua.
Pada tahap sebatian tiga karbon, bagaimanapun, perkara menjadi lebih rumit. Propane mempunyai formula CH3CH2CH3 (juga ditulis sebagai C3H8). Jika kumpulan hidroksil dilampirkan pada salah satu daripada terminal (akhir) karbon, hasilnya adalah propil alkohol biasa, atau propanol. Tetapi bagaimana jika kumpulan hidroksil sebaliknya dilekatkan pada karbon tengah?
Sebenarnya, sebatian penting yang dipanggil propan-2-ol hanya mempunyai susunan seperti itu. (Anda boleh lihat ini ditulis sebagai 2-propanol dalam rujukan yang lebih lama; sambil menambah "2" sebagai infix adalah konvensyen yang bermula pada tahun 2013 apabila Kesatuan Antarabangsa Kimia Tulen dan Terapan, atau IUPAC, telah membangunkan peraturan nomenclature baru.) " 2 "merujuk kepada fakta bahawa kumpulan hidroksil dilampirkan pada kedua dari tiga karbon propana, dan oleh itu di tengah. Bahan ini mempunyai tiga karbon, lapan hidrogen dan oksigen, sama seperti propanol biasa. Oleh itu ia adalah isomer propanol, dan pergi dengan nama isopropil alkohol. Paling dikenali sebagai "menggosok alkohol" untuk kegunaan antiseptik mengandungi isopropil alkohol.
Juga, bagaimana jika lebih daripada satu kumpulan hidroksil hadir? Adakah sebatian yang masih dalam alkohol? Malah, ini juga berlaku. Apabila -OH kedua ditambahkan kepada etanol pada karbon lain, ini menghasilkan molekul yang dipanggil 1,2-etanediol. "Diol" mendedahkan bahawa bahan itu adalah alkohol berganda dengan dua hidroksil, dan awalan "1,2-" menunjukkan bahawa ia dilekatkan pada karbon yang berbeza. Alkohol ini lebih dikenali sebagai ethylene glycol dan komponen utama antibeku. Ia sangat toksik (seperti methanol).
Satu lagi alkohol poliidroksil biasa dipanggil oleh nama biasa gliserol atau gliserin. Ini hanya propana dengan kumpulan hidroksil yang digantikan untuk atom hidrogen di setiap tiga atom karbon, semuanya di sisi yang sama dari molekul propana. Nama rasmi untuk bahan ini adalah 1,2,3-propanetriol, dan kedua-duanya berfungsi sebagai "tulang belakang" untuk molekul lemak diet dan boleh digunakan secara langsung oleh sel untuk bahan bakar.
Sintesis Ethanol
Etanol dibuat daripada jagung dan bahan tanaman lain. Ethanol lebih umum dibuat daripada molekul glukosa, yang wujud dalam kanji pelbagai jenis dan merupakan bentuk utama tenaga yang digunakan oleh semua sel hidup. Satu molekul glukosa ditukar kepada etanol dan karbon dioksida di bawah pengaruh yis, yang bertindak sebagai enzim untuk menggalakkan tindak balas di sepanjang:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Reaksi ini dikenali sebagai penapaian kerana ia adalah bentuk respirasi anaerob (tanpa oksigen). Tindak balas penapaian yang lain adalah penapaian asid laktik, yang mana tubuh anda mengalami ketika anda bersenam terlalu intens untuk membolehkan penggunaan oksigen dan pemprosesan untuk mengikuti perkembangan tenaga anda. Kedua-dua jenis penapaian adalah alternatif untuk pernafasan aerobik, di mana glukosa diproses dalam mitokondria sel melalui kitaran Krebs dan rantai pengangkutan elektron untuk menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP, atau adenosin trifosfat.
Etil Alkohol sebagai Bahan Api
Ethanol, yang lama dikenali sebagai bahan aktif dalam minuman beralkohol, juga digunakan sebagai bahan bakar "alternatif", yang bermaksud ia adalah alternatif kepada fosil tradisional, atau bahan api berasaskan petroleum seperti petrol dan gas asli . Hari ini, 98 peratus petrol yang dijual di A.S. mengandungi beberapa jumlah etanol. Nisbah yang paling umum ialah 90 peratus petrol (hidrokarbon lain, jika anda menyimpan skor) hingga 10 persen etanol. Sesetengah kenderaan mempunyai lebih banyak fleksibiliti dari segi enjin pembakaran bahan bakar enjin mereka, dan ini boleh beroperasi menggunakan bahan api yang terdiri daripada 50 peratus etanol dan dalam sesetengah kes lebih daripada 80 peratus.
Ethanol popular di A.S. sebagai bahan api kerana pelepasannya kurang toksik daripada petrol dan kerana ia mengurangkan kebergantungan terhadap minyak asing yang penting. Walau bagaimanapun, pada masa ini, bahan api etanol tidak dapat menyediakan ekonomi bahan api yang sama seperti kenderaan yang dikendalikan petrol, yang menawarkan hanya kira-kira tiga perempat daripada kecekapan bahan bakar kereta standard.
Penyalahgunaan Ethanol
Etanol juga digunakan dalam pengeluaran alkohol yang dimaksudkan untuk diminum. Orang telah menggunakan etanol dalam bentuk minuman olahannya, seperti bir, selama berabad-abad untuk mengubah cara yang mereka rasakan. Dalam kuantiti yang lebih kecil, ia boleh melonggarkan minda dan membolehkan sesetengah individu untuk mengambil bahagian dengan lebih mudah dalam keadaan sosial yang tidak menimbulkan tekanan.
Walau bagaimanapun, tanpa disangkal, kerana ia sangat mudah disalahgunakan dan boleh didapati secara meluas, minum alkohol merupakan bahaya kesihatan awam yang utama. Pada tahun 2010, menurut Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit A.S., penggunaan alkohol yang berlebihan menyebabkan ekonomi A.S. satu perempat daripada trilion dolar akibat kemalangan, kehilangan produktiviti, masalah kesihatan, jenayah dan isu-isu lain. Sekitar 88,000 kematian setahun dikaitkan secara langsung dengan kesan-kesan minum yang berlebihan. Sesetengah orang mempunyai kecenderungan yang jauh lebih besar daripada yang lain yang bergantung kepada minuman yang mengandung alkohol, secara fizikal atau psikologi, dengan kebanyakannya dipercayai genetik. Kebanyakan pakar percaya tiada had selamat dari segi operasi kenderaan motor di bawah pengaruh, tetapi kemalangan kereta yang berkaitan dengan alkohol kekal sebagai sumber kematian yang boleh dicegah dan kebebalan di seluruh negara.