Etanol i metanol

Butelka spirytusu (alkoholu etylowego 96%) w temperaturze pokojowej jest to bezbarwna, palna ciecz o charakterystycznej woni i piekącym smaku. Dawniej etanol otrzymywano wyłącznie w procesie fermentacji skrobi lub cukrów zawartych w materiale roślinnych. Umiano go już otrzymywać tym sposobem w czasach starożytnych drogą destylacji wina.
· temperatura topnienia -114,2 C
· temperatura wrzenia 78,3 C
· gęstość 0,7893 g/cm3 (dotyczy etanolu absolutnego)

Miesza się z wodą w dowolnym stosunku i jako taki jest stosowany jako średniopolarny rozpuszczalnik organiczny. Uniwersalny papierek wskaźnikowy, zanurzony w wodnym roztworze etanolu, nie zmienia swojego zabarwienia. Mimo obecności w cząsteczce etanolu grupy –OH (takiej jak w zasadach), odczyn alkoholu jest obojętny, co znaczy, że alkohole nie ulegają dysocjacji jonowej.
Łatwo spala się jasnoniebieskim płomieniem:
C2H5OH + 3 02 › 2 CO2 + 3 H20

Mieszanina 95,6% etanolu z wodą jest popularnie nazywana spirytusem. Jest to mieszanina azeotropowa i dlatego nie można uzyskać przez prostą destylację etanolu 100%. Etanol 100% jest nazywany alkoholem absolutnym, jego otrzymanie wymaga jego ekstrakcji ze spirytusu. Aby uzyskać prawie czysty etanol, do azeotropu można dodać benzen i kontynuować rektyfikację. Pozwala to uzyskać roztwór etanolu zawierający około 99,8% alkoholu i niewielkie ślady benzenu. Obecnie, ze względu na dużą toksyczność benzenu tej metody już się nie stosuje.

* Mieszanina azeotropowa (azeotrop) - ciekła mieszanina (roztwór) dwóch lub więcej związków chemicznych, która jest w równowadze termodynamicznej z parą nasyconą powstającą z tej mieszaniny. Proporcje molowe (stężenie) związków chemicznych obecnych w parze nasyconej, powstającej w trakcie parowania mieszaniny azeotropowej, są dokładnie takie, jak w samej cieczy. Oznacza to, że po skropleniu pary znad mieszaniny azeotropowej uzyskuje się ciecz o dokładnie takim samym składzie chemicznym, jak wyjściowa mieszanina, co uniemożliwia jej rozdzielenie przez destylację, a nawet rektyfikację.
* Ekstrakcja to proces wyodrębniania z ciał stałych lub mieszanin związków chemicznych, polegający na ich płukaniu rozpuszczalnikiem. W trakcie ekstrakcji zachodzi fizyczny proces absorpcji i desorpcji, powodujący przenikanie cząsteczek rozdzielanego związku chemicznego do rozpuszczalnika. Kluczowym zagadnieniem przy wykonywaniu ekstrakcji jest odpowiedni dobór rozpuszczalników. Wyszukuje się takie rozpuszczalniki, które selektywnie absorbują jeden związek chemiczny i nie absorbują pozostałych.

Etanol otrzymuje się w reakcji uwodnienia etylenu:
C2H4 +H2O> C2H5OH

Etanol do celów spożywczych otrzymuje się w wyniku fermentacji alkoholowej z udziałem cukrów. Źródłem cukrów są zwykle zboża (pszenica, kukurydza, jęczmień) oraz ziemniaki i agawa. Proces ten zachodzi pod wpływem enzymów – np. zymazy zawartej w drożdżach. Fermentacja alkoholowa polega na przemianie cukru prostego (glukozy):
C6H1206 › 2 C2H50H + 2 C02
Podczas fermentacji alkoholowej stężenie alkoholu nie przekracza 16%, ponieważ przy stężeniu wyższym zachodzi inaktywacja enzymów i fermentacja ustaje. Enzymy prowadzące fermentację zostają unieczynnione po osiągnięciu stężenia alkoholu etylowego około 15%. Aby otrzymać alkohol etylowy o wyższym stężeniu, oraz oddzielić go od pozostałych składników procesu fermentacji przeprowadza się wielokrotną destylację (rektyfikację), w wyniku której powstaje produkt zwany spirytusem rektyfikowanym.

Etanol do celów przemysłowych jest też często produkowany poprzez bezpośrednią syntezę z tzw. gazu syntezowego (mieszanina CO, H2 i H2O), która jest tańsza od fermentacji i prowadzi do czystszego chemicznie etanolu, jednak w wielu krajach świata użycie etanolu syntetycznego do celów spożywczych jest zabronione.

Białko jajka ścina się pod wpływem etanolu. Doświadczenie to potwierdza szkodliwe działanie etanolu na organizm człowieka.
Podczas reakcji dichromianu(VI) potasu (K2Cr2O7) i kwasu siarkowego(VI) (H2SO4) z etanolem następuje zmiana barwy roztworu z pomarańczowej na zielona. Ta reakcja pozwala wykryć alkohol etylowy w różnych roztworach i jest dla niego reakcją charakterystyczną.

Zastosowanie etanolu jest wszechstronne. Jest on bardzo dobrym rozpuszczalnikiem wielu substancji organicznych i nieorganicznych. Służy jako surowiec do syntezy sztucznego kauczuku. Odwodniony etanol w mieszaninie z benzyną używany jako paliwo silnikowe. Odwodniony etanol stosowany jest do wyrobu spirytusu skażonego tzw. denaturatu. W przemyśle farmaceutycznym jest surowcem do produkcji różnych lekarstw. Pierwiastek jod jest ciałem stałym, słabo rozpuszczalnym w wodzie. Bardzo dobrze rozpuszcza się natomiast w alkoholu, tworząc roztwór barwy brunatnej, o charakterystycznym zapachu. Roztwór 3-procentowy nazywany jest jodyną. Ma właściwości bakteriobójcze i stosowany jest do dezynfekcji ran i skaleczeń. Również sam spirytus lub spirytus tzw. salicylowy to środki odkażające stosowane w medycynie. Etanol ma duże zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu spożywczego. Stosowany jest do wyrobu napojów alkoholowych. przemysł cukierniczy używa etanol do wyrobu różnych cukierków, tortów itp. Alkohol etylowy jest również surowcem do produkcji octu spirytusowego. Etanol jest bardzo tanim w produkcji surowcem i jest jednocześnie stosunkowo niegroźny dla środowiska, dlatego jest dość powszechnie wykorzystywany jako rozpuszczalnik w przemyśle chemicznym. Rzeczywisty koszt produkcji 1 l spirytusu to mniej niż 1,5 USD, gdy jest on otrzymywany przez fermentację i poniżej 1 USD jeśli pochodzi z syntezy bezpośredniej.

Etanol niszczy białko oraz jest substancją, której spożycie powoduje zamroczenie, tymczasowy zanik pamięci i nie kontrolowanie własnych zachowań. Alkohol etylowy należy do związków chemicznych, które bardzo szybko wchłaniają się z przewodu pokarmowego - już w ciągu 5-10 minut po spożyciu można go wykryć we krwi. W ciągu 15 minut wchłonięciu ulega 50% spożytej dawki. Po pewnym czasie stabilizacji stężenia alkoholu etylowego w tkankach, rozpoczyna się proces jego eliminacji. Jest to w 90% eliminacja enzymatyczna, a w 10% usuwanie w postaci niezmienionej z moczem i powietrzem wydechowym. Metabolizowanie alkoholu etylowego przebiega w komórce wątrobowej (hepatocycie) przy udziale trzech enzymów. Alkohol etylowy jest trucizną. W szczególnym ujęciu jest środkiem odurzającym o działaniu narkotycznym. Wypicie w krótkim czasie już 150-250 g czystego alkoholu etylowego może okazać się śmiertelne, choć nie są to zbyt częste przypadki i zwykle są one uwarunkowane innymi czynnikami takimi jak np. choroby układu krwionośnego. Spożycie alkoholu etylowego jest związane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia raka dna jamy ustnej, gardła, krtani, przełyku i wątroby (w przypadku wystąpienia marskości tego narządu) oraz prawdopodobnie raka piersi, okrężnicy i odbytnicy.