Сегодня реалии таковы, что этиловый спирт занимает ведущее место среди продуктов органического синтеза. Он используется и в косметологии, и в медицине.

Кроме того, спирт используется в производстве . Со времен школы известно, что C 2 H 5 OH — это формула спирта, но не все знают, как на самом деле его производят.

Способы производства

Первый вариант получения этилового спирта - спиртовое брожение. Этот способ известен еще с незапамятных времен. Если не вдаваться в подробности, то брожение происходит за счет жизнедеятельности бактерий и дрожжей. В качестве сырья обычно используют виноград, так как в своем составе он содержит углеводы и сахарозу. Таким же методом перерабатываются кукуруза, рис, картофель.

После брожения концентрация в растворе C 2 H 5 OH (химическая формула этилового спирта) достигает 15%. Такой низкий процент объясняется тем, что при большей концентрации дрожжи начинают погибать в собственном спиртовом растворе. Далее путем дистилляции этанол концентрируют, а так же очищают.

На производстве спирта из пищевого сырья выделяют следующие этапы:

кукуруза, пшеница, картофель, зерна ржи подвергаются измельчению;
расщепление крахмала на сахара (ферментация);
накопление спирта за счет брожения при помощи дрожжей сахара;
очистка и фильтрация полученного раствора (ректификация).

После прохождения всех этапов концентрация этанола становится 95,6%.

Промышленное производство

Древесина, солома, содержащие целлюлозу, используются в промышленности для получения этилового спирта. Целлюлозу подвергают гидролизу, то есть происходит процесс разложения составляющих раствора при помощи воды для получения новых образований. Химическая формула спирта, полученного путем гидратации выглядит так:

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

В процессе переработки сырья в этаноле образуются различные примеси. Для применения в промышленной, фармакологической и пищевой отраслях, требуется его очистка.

Ректификация спирта - так называется процесс химической очистки этанола от вредных примесей. После нее пропадает характерный неприятный запах сивушных масел. Его формула остается неизменной, но он становится прозрачным, потому как не содержит посторонних частиц. Более высокую крепость и сорт имеет спирт, очищенный лучше и качественнее (ректификация проводится несколько раз). Питьевым является спирт-ректификат, прошедший высшую степень очистки.

Не является секретом то, что в качестве основного сырья для производства водочных изделий служит спирт этиловый ректификованный. Это немалозначимый продукт в указанной сфере. Об этом подробнее далее.

Описание материала

Ректификованный собой представляет бесцветную прозрачную жидкость, которая не обладает посторонними запахами и привкусами. данного продукта при 20 °С равняется 0,78927 г/см3. Этанол, или этиловый спирт, впервые был синтезирован в 1855 г. из этилена. Данное вещество является легковоспламеняющейся жидкостью. При его горении образуется вода и диоксид углерода. Пары спирта являются вредными для здоровья. Предельной допустимой нормой его концентрации в воздухе считается 1 мг/дм³. Температура его замерзания составляет -117 °С, а кипения: +78,2 °С.

Этиловый спирт - формула

Это немаловажно знать. Общая химическая формула этилового спирта: С 2 -Н 5 -ОН. Она выражает состав продукта и была установлена еще 1807 году. Но только после того, как удалось синтезировать этиловый спирт, формула была выведена структурная. Она пишется следующим образом: СН 3 СН 2 ОН.

Этанол является насыщенным спиртом и, так как он содержит лишь одну группу ОН, относится к категории одноатомных. Наличие гидроксильной группы определяет химические свойства вещества, а также реакционную слабость данного продукта.

При хранении в негерметичных емкостях происходит испарение этилового спирта, а также поглощается влага из воздуха. Это происходит в результате того, что этанол относится к гигроскопичным веществам. В связи с тем что указанный продукт обладает структурой, близкой к воде, он может смешиваться с ней в любых соотношениях.

Ректификованный, полученный в промышленных условиях, имеет слабокислую реакцию. Это достоверный факт. Он в незначительном количестве содержит органические кислоты. Реакция же химически чистого этилового спирта нейтральная. Это следует помнить.

Требования, которые предъявляются к качеству зерна

Главной задачей, стоящей перед изготовителями алкогольной продукции, является получение этилового спирта высшего качества. Государственными стандартам и другими нормативными документами к этому предъявляются высокие требования, которые затрагивают физико-химические и органолептические показатели. Этиловый спирт получают из различного природного сырья.

Изготовление указанного вещества из сельскохозяйственного сырья является биотехническим производством, которое использует микроорганизмы для превращения крахмала в сбраживаемые сахара, а затем в готовый материал - этанол. Все этапы от приемки зерна до ректификации содержат большое количество химических и механических процессов. Каждый из них сказывается на органолептических показателях этилового спирта. Об этом будет рассказано далее.

Факторы, влияющие на органолептические показатели

В данном случае это:

Санитарное состояние оборудования на производстве (трубопроводов, испарительной камеры, теплообменников, передаточного чана).
Качество сырья (вид зерна, условия его хранения, состояние, запах и др.).
Используемая подготовки сырья (механико-ферментативная, традиционная).
Способ обработки (степень помола, на складе, в производстве).
Используемые виды дрожжей.
Протекание процесса сбраживания (продолжительность, нарастание кислотности).
Используемые вспомогательные материалы (антисептики и дезинфицирующие средства).

Одним из самых главных факторов является качество используемого сырья. Положение с ним достаточно сложное, так как государственных поставок зерна нет. Поэтому основная часть используемого сырья доставляется на предприятия по контрактам. Они заключаются с различными поставщиками по договорным ценам.

На сегодняшний день не существует государственного стандарта или иной нормативно-технической документации, которая бы четко определяла все требования к зерну, используемому для изготовления указанного продукта. Однако некоторые из них закреплены в «Регламенте на производство спирта из крахмалосодержащего сырья». Среди них - содержание различных токсичных примесей (семян, сорняков и т. д.), зараженность вредителями злаков, а также установление сорности.

Применение спиртов в изготовлении алкогольных напитков требует высокого качества получаемого продукта. От состояния используемого зерна напрямую зависят органолептические свойства получаемого из него указанного вещества. Наиболее существенным показателем сырья является его запах. Благодаря капиллярно-пористой структуре зерна и скважистости соответствующей массы оно способно сорбировать (поглощать) различные газы и пары из окружающей среды. То сырье, которое заражено амбарными вредителями, может содержать и продукты их жизнедеятельности. Если в зерне присутствуют клещи, то ухудшается его цвет и вкус, а также образуется специфический неприятный запах. Повреждение оболочки данного сырья создает благоприятные условия для развития микроорганизмов и накоплению микотоксинов. Использовать такое зерно для производства можно. Однако наличие значительного числа насекомых отрицательно сказывается на органолептических показателях полученного спирта.

Для изготовления указанного продукта часто используется некачественное и дефектное зерно, среди которого недозрелое и свежеубранное, поврежденное сушкой, подвергнутое самонагреванию, пораженное спорыньей и головней, а также фузариозом. Это достоверный факт. При переработке свежеубранного зерна без выдержки для дозревания происходит нарушение технологии, которое приводит к затруднению бражки и, как следствие, значительному снижению производительности соответствующего отделения.

Цвет данного сырья, поврежденного сушкой, может измениться от светло-коричневого до черного. Это важно знать. Зерно черного цвета относят к сорной примеси. В результате этого перерабатывают его, только смешивая со здоровым. При этом допустимая норма горелых зерен не должна быть более 10%. Применение спиртов для производства водочной продукции высокого качества при превышении этого показателя недопустимо.

Сырье, зараженное спорыньей и головней, становится токсичным, так как содержит различные алкалоиды (аргонин, эрготамин, кортунин и др). Вредные примеси являются весьма нежелательными, так как они влияют на органолептические показатели спирта и придают ему резкость, горечь и жгучесть. Однако данное сырье можно перерабатывать в смеси со здоровым зерном. При этом его содержание не должно быть более 8-10%.

Зерно, которое используется для производства спирта, состоит из крахмала (65 - 68% на абсолютно сухое вещество), а также белка, жиров, свободных сахаров, минеральных элементов, полисахаридов, декстрина. Все перечисленные соединения на разных стадиях осуществления технологического процесса участвуют в различных биохимических реакциях.

Еще одним фактором, который влияет на органолептические свойства готовой продукции, является солод и ферментные препараты микроорганизменных культур (осахаривающие материалы). Это следует также учесть. Достаточно часто на производстве могут использоваться инфицированные указанные препараты. Также бывает, что они поступают с недостаточной ферментативной активностью. В таком случае происходит инфицированный процесс сбраживания. В результате этого происходит накапливание нежелательных продуктов жизнедеятельности дрожжей. Поэтому окисляемость спирта снижается. Из-за этого ухудшается его запах и вкус.

Качество получаемого спирта непосредственно зависит от различных используемых типов дрожжей. Их правильный выбор, а также грамотное определение параметров их сбраживания позволяет получить указанный продукт, обладающий низким содержанием основных примесей.

Также важным компонентом при производстве спирта является вода. От ее чистоты (количества присутствующих микроорганизмов, а также различных растворенных в ней химических веществ) зависит качество производимого продукта. Лучше всего использовать воду, поступающую из артезианских источников.

Также следует учесть, что после очистки в указанном продукте остаются различные токсичные примеси. Высшие эфиры, иногда присутствующие в произведенном спирте, могут придавать легкий, едва заметный фруктовый запах. Это достоверный факт. А вот наличие диэтилового эфира придает указанному продукту горечь и гнилостный запах.

На качество данного вещества и его органолептические показатели также влияют различные нетипичные примеси, микробные и иные токсины, пестициды и др.

Технология получения спирта

Данный пункт рассмотрим подробнее. Спирт этиловый ректификованный можно изготовить тремя способами: химическим, синтетическим и биохимическим (ферментативным). Их выбор зависит от индивидуального подхода.

Пищевой спирт этиловый ректификованный получают исключительно из соответствующего сырья. В основном для этого служат зерно, патока и картофель. Спирт этиловый ректификованный технический получают из этого же сырья. Однако он может содержать различные примеси, которые непозволительны для пищевой промышленности.

Производство этилового спирта осуществляют в 3 этапа

Одним из лучших видов растительного сырья, которое используется для производства указанного продукта, является картофель. Для этого используются такие его сорта, которые обладают высокой крахмалистостью, а также весьма устойчивы при хранении. Это является важным условием при производстве.

Также следует знать, что зерно используют не только как сырье, но и для получения солода, который является источником ферментов, расщепляющих крахмал до сбраживающих сахаров. Это зависит от индивидуального желания. На некоторых заводах вместо солода используются ферментативные препараты микробного происхождения. Получают их из плесневых грибов. Препараты ферментные могут являться полной заменой солоду либо использоваться совместно с ним в различных соотношениях.

Свойства спиртов определяют технологию производства. В сырце содержится ряд примесей, которые различаются по температуре кипения. Они являются побочными продуктами при брожении. Их остаточное количество и состав влияют на качество получаемого спирта и производимых ликероводочных изделий. Это существенный факт.

Необходимое оборудование

Для получения указанного продукта из спирта-сырца используют многоколонные установки. Их применение является немаловажным. Каждая колонна указанной установки осуществляет конкретную функцию разделения соответствующей смеси при различных температурах и давлении. Реакции спиртов и их физико-химические свойства позволяют избавиться от различных примесей. Это имеет большое значение в данном случае. Они недопустимы при производстве пищевого спирта. В настоящее время существуют несколько новых запатентованных технологических схем очистки и производства сырья, которые позволяют значительно повысить аналитические и органолептические показатели указанного продукта. Производительность брагоректификации при этом повышается на 15%. Выход же окончательного продукта приближается к 98,5%. На сегодняшний день на производстве указанного вещества применяют брагоректификационные установки непрерывного действия, которые могут содержать до пяти колонн. Они бывают различными и, в соответствии со своим назначением, подразделяются на:

Глубокая очистка

Ректификация - это своеобразная многоступенчатая перегонка. Она осуществляется в колоннах при помощи пара и многоколпачковых тарелок. На этих установках получают указанное вещество, а также легколетучие компоненты и сивушное масло, которое является смесью высших спиртов. В соответствии с процессом ректификации эти примеси подразделяются на:

Хвостовые. К ним принято относить те элементы, температура кипения которых выше, чем у этилового спирта. Это а также другие вещества. Например, фурфурол, ацетали и др.
Головные. К ним относят примеси, которые кипят при температуре меньшей, чем этиловый спирт. В данном случае это эфиры и альдегиды.
Промежуточные примеси и предельные спирты. Они являются наиболее трудноотделимыми группами соединений. В зависимости от различных условий осуществления перегонки они могут быть как хвостовыми, так и головными.

Разновидности

В зависимости от степени очистки указанный продукт подразделяется на:

1 сорт. Этот этиловый спирт применение нашел в медицине. Однако для производства алкогольных напитков он не используется.
«Люкс».
«Экстра».
«Базис».
«Альфа».

Для изготовления водочной продукции, которая по качеству будет соответствовать всем современным требованиям, нужно использовать спирт с отсутствием примесей токсичного характера. Он должен отвечать требованиям, указанным в ГОСТ Р 51652—2000.

Этиловый спирт - применение

В этом плане все довольно просто и понятно. Применение спиртов весьма разнообразно. Однако чаще всего их используют в медицинских целях, для производства алкогольной продукции, а также в промышленности.

Особенности изготовления

Разные виды указанного вещества получают из различного сырья. А именно:

Спирт «Альфа» производят из пшеницы или ржи. Либо в данном случае применяют их смесь.
Спирт «Люкс» и «Экстра» получают из разных видов зерновых культур, а также из их смеси или картофеля. Это зависит от индивидуального подбора сырья. Спирт «Экстра» получают исключительно из здорового зерна. Он предназначен для производства водки, которая идет на экспорт.
Спирт 1-го сорта производят из смеси картофеля и зерна или просто по отдельности. Также в этом случае может быть использована сахарная свекла и меласса. Применение спиртов в промышленности способствует производству данного сорта спирта.

Расчеты указанного продукта осуществляются при помощи определения объема и температуры вещества в мернике. Специальным прибором (спиртометром) определяют плотность данного вещества. Она соответствует определенной крепости. При помощи специальных таблиц по полученным показаниям и температуре определяют крепость в % (оборот этилового спирта). Также здесь устанавливается соответствующий множитель. Он является немаловажным показателем. При умножении на него объема указанного вещества проводят вычисление количества безводного спирта, который в нем содержится.

В ГОСТе закреплены шесть основных физико-химических параметров безопасности. Установление предельных значений концентраций токсичных элементов изложено в СанПиНе. Наличие фурфурола не допускается вовсе. спирта неограничен. Однако при этом необходимо соблюдать все определенные условия.

Маркировка, упаковка и хранение

Указанный продукт разливается в специально оборудованные резервуары, канистры, бочки, бутылки или цистерны. Они должны герметично закрываться крышками или пробками. Тара опломбируется или опечатывается. Бутылки упаковываются в специализированные корзинки или ящики. Запрещено в данном случае использование стальной оцинкованной тары.

Этиловый спирт питьевой 95% разливается в стеклянные бутылки различного объема, которые герметично закрываются корковой или полиэтиленовой пробкой. Сверху надевается алюминиевый колпачок, на который наносится штамп предприятия-изготовителя. Также там указывается объемная доля спирта.

Непосредственно на бутылку наклеивается этикетка, на которой имеется название продукта, наименование и местонахождение производителя, торговая марка, страна происхождения товара, крепость, объем и дата розлива. Обязательно здесь же должна присутствовать информация о сертификации. Также на данную этикетку наносятся обозначения технической или нормативной документации, в соответствии с которой может быть идентифицирован продукт.

Затем бутылки укладывают в деревянные ящики. На них несмываемой краской в обязательном порядке должна быть нанесена следующая информация: название предприятия - изготовителя, наименование спирта, обозначение стандарта. Здесь же указывается масса брутто, количество бутылок и их вместимость. Также должны присутствовать надписи «Осторожно! Стекло!», «Огнеопасно», «Верх».

Этиловый спирт ректификованный, расфасованный в цистерны и резервуары, хранится вне производственных помещений предприятия. Данный продукт в бочках, канистрах и бутылях хранится в специализированном хранилище. Этиловый спирт представляет собой легковоспламеняющуюся летучую жидкость. Она по степени воздействия на человека относится к 4 классу. Поэтому к условиям его хранения предъявляются особые требования. В спиртохранилище бутыли и канистры должны быть размещены в один ряд, а вот бочки - не больше двух по высоте и ширине штабеля. Для того чтобы избежать взрыва, необходимо осуществлять защиту оборудования, резервуаров от статического электричества. Срок хранения в данном случае неограничен.

Итог

Ознакомившись с вышеуказанным, в полной мере можно узнать о том, как именно производится спирт этиловый, цена которого, в зависимости от вида продукции и литража тары, в которой он находится, составляет от 11 до 1500 руб.

Этиловый спирт или винный является широко распространённым представителем спиртов. Известно много веществ, в состав которых наряду с углеродом и водородом входит кислород. Из числа кислородсодержащих соединений мне интересен прежде всего класс спиртов.

Этиловый спирт

Физические свойства спирта . Этиловый спирт С 2 Н 6 О - бесцветная жидкость со своеобразным запахом, легче воды (удельный вес 0,8), кипит при температуре 78°,3, хорошо растворяет многие неорганические и органические вещества. Спирт «ректификат» содержит 96% этилового спирта и 4% воды.

Строение молекулы спирта .Согласно валентности элементов, формуле С 2 Н 6 О соответствуют две структуры:

Чтобы решить вопрос о том, какая из формул соответствует спирту в действительности, обратимся к опыту.

Поместим в пробирку со спиртом кусочек натрия. Тотчас начнётся реакция, сопровождающаяся выделением газа. Нетрудно установить, что этот газ - водород.

Теперь поставим опыт так, чтобы можно было определить, сколько атомов водорода выделяется при реакции из каждой молекулы спирта. Для этого в колбу с мелкими кусочками натрия (рис. 1) прибавим по каплям из воронки определённое количество спирта, например 0,1 грамм-молекулы (4,6 грамма). Выделяющийся из спирта водород вытесняет воду из двугорлой склянки в измерительный цилиндр. Объём вытесненной воды в цилиндре соответствует объёму выделившегося водорода.

Рис.1. Количественный опыт получения водорода из этилового спирта.

Так как для опыта была взята 0,1 грамм-молекулы спирта, то водорода удаётся получить (в пересчёте на нормальные условия) около 1,12 литра. Это означает, что из грамм-молекулы спирта натрий вытесняет 11,2 литра , т.е. половину грамм-молекулы, иначе говоря 1 грамм-атом водорода. Следовательно, из каждой молекулы спирта натрием вытесняется только один атом водорода.

Очевидно, в молекуле спирта этот атом водорода находится в особом положении по сравнению с остальными пятью атомами водорода. Формула (1) не даёт объяснения такому факту. Согласно ей, все атомы водорода одинаково связаны с атомами углерода и, как нам известно, не вытесняются металлическим натрием (натрий хранят в смеси углеводородов - в керосине). Наоборот, формула (2) отражает наличие одного атома, находящегося в особом положении: он соединён с углеродом через атом кислорода. Можно заключить, что именно этот атом водорода связан с атомом кислорода менее прочно; он оказывается более подвижным и вытесняется натрием. Следовательно, структурная формула этилового спирта:

Несмотря на большую подвижность атома водорода гидроксильной группы по сравнению с другими атомами водорода, этиловый спирт не является электролитом и в водном растворе не диссоциирует на ионы.

Чтобы подчеркнуть, что в молекуле спирта содержится гидроксильная группа - ОН, соединённая с углеводородным радикалом, молекулярную формулу этилового спирта пишут так:

Химические свойства спирта . Выше мы видели, что этиловый спирт реагирует с натрием. Зная строение спирта, мы можем эту реакцию выразить уравнением:

Продукт замещения водорода в спирте натрием носит название этилата натрия. Он может быть выделен после реакции (путём испарения избытка спирта) в виде твёрдого вещества.

При поджигании на воздухе спирт горит синеватым, еле заметным пламенем, выделяя много тепла:

Если в колбе с холодильником нагревать этиловый спирт с галогеноводородной кислотой, например с НВг (или смесью NаВг и Н 2 SО 4 , дающей при реакции бромистый водород), то будет отгоняться маслянистая жидкость - бромистый этил С 2 Н 5 Вг:

Эта реакция подтверждает наличие гидроксильной группы в молекуле спирта.

При нагревании с концентрированной серной кислотой в качестве катализатора спирт легко дегидратируется, т. е. отщепляет воду (приставка «де» указывает на отделение чего-либо):

Эта реакция используется для получения этилена в лаборатории. При более слабом нагревании спирта с серной кислотой (не выше 140°) каждая молекула воды отщепляется от двух молекул спирта, вследствие чего образуется диэтиловый эфир - летучая легко воспламеняющаяся жидкость:

Диэтиловый эфир (иногда называемый серным эфиром) применяется в качестве растворителя (чистка тканей) и в медицине для наркоза. Он относится к классу простых эфиров - органических веществ, молекулы которых состоят из двух углеводородных радикалов, соединённых посредством атома кислорода: R - О - R1

Применение этилового спирта . Этиловый спирт имеет большое практическое значение. Много этилового спирта расходуется на получение синтетического каучука по способу академика С. В. Лебедева. Пропуская пары этилового спирта через специальный катализатор, получают дивинил:

который затем может полимеризоваться в каучук.

Спирт идёт на выработку красителей, диэтилового эфира, различных «фруктовых эссенций» и ряда других органических веществ. Спирт как растворитель применяется для изготовления парфюмерных продуктов, многих лекарств. Растворяя в спирте смолы, готовят различные лаки. Высокая теплотворная способность спирта обусловливает применение его в качестве горючего (автомобильного топлива = этанола).

Получение этилового спирта . Мировое производство спирта измеряется миллионами тонн в год.

Распространённым способом получения спирта является брожение сахаристых веществ в присутствии дрожжей. В этих низших растительных организмах (грибках) вырабатываются особые вещества - ферменты, которые служат биологическими катализаторами реакции брожения.

В качестве исходных материалов в производстве спирта берут семена злаков или клубни картофеля, богатые крахмалом. Крахмал с помощью солода, содержащего фермент диастаз, сперва превращают в сахар, который затем сбраживают в спирт.

Учёные много работали над тем, чтобы заменить пищевое сырьё для получения спирта более дешёвым непищевым сырьём. Эти поиски увенчались успехом.

В последнее время в связи с тем, что при крекинге нефти образуется много этилена, стали

Реакция гидратации этилена (в присутствии серной кислоты) была изучена ещё А. М. Бутлеровым и В. Горяиновым (1873), который предсказал и её промышленное значение. Разработан и внедрен в промышленность также метод прямой гидратации этилена пропусканием его в смеси с парами воды над твердыми катализаторами. Получение спирта из этилена очень экономично, так как этилен входит в состав газов крекинга нефти и других промышленных газов и, следовательно, является широкодоступным сырьем.

Другой способ основан на использовании в качестве исходного продукта ацетилена. Ацетилен подвергается гидратации по реакции Кучерова, а образующийся уксусный альдегид каталитически восстанавливают водородом в присутствии никеля в этиловый спирт. Весь процесс гидратации ацетилена с последующим восстановлением водородом на никелевом катализаторе в этиловый спирт может быть представлен схемой.

Гомологический ряд спиртов

Кроме этилового спирта, известны и другие спирты, сходные с ним по строению и свойствам. Все они могут рассматриваться как производные соответствующих предельных углеводородов, в молекулах которых один атом водорода заменён гидроксильной группой:

Таблица

Углеводороды	Спирты	Температура кипения спиртов в º С
Метан СН 4	Метиловый СН 3 ОН	64,7
Этан С 2 Н 6	Этиловый С 2 Н 5 ОН илиСН 3 - СН 2 - ОН	78,3
Пропан С 3 Н 8	Пропиловый С 4 Н 7 ОН или СН 3 - СН 2 - СН 2 - ОН	97,8
Бутан С 4 Н 10	Бутиловый С 4 Н 9 ОН илиСН 3 - СН 2 - СН 2 - ОН	117

Будучи сходны по химическим свойствам и отличаясь друг от друга по составу молекул на группу атомов СН 2 , эти спирты составляют гомологический ряд. Сравнивая физические свойства спиртов, мы в этом ряду, так же как и в ряду углеводородов, наблюдаем переход количественных изменений в изменения качественные. Общая формула спиртов данного ряда R - ОН (где R - углеводородный радикал).

Известны спирты, в молекулы которых входит несколько гидроксильных групп, например:

Группы атомов, обусловливающие характерные химические свойства соединений, т. е. их химическую функцию, называются функциональными группами.

Спиртами называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько функциональных гидроксильных групп, соединённых с углеводородным радикалом .

По своему составу спирты отличаются от углеводородов, соответствующих им по числу углеродных атомов, наличием кислорода (например, С 2 Н 6 и С 2 Н 6 О или С 2 Н 5 ОН). Поэтому спирты можно рассматривать как продукты частичного окисления углеводородов.

Генетическая связь между углеводородами и спиртами

Произвести непосредственное окисление углеводорода в спирт довольно трудно. Практически проще это сделать через галогенопроизводное углеводорода. Например, чтобы получить этиловый спирт, исходя из этана С 2 Н 6 , можно сначала получить бромистый этил по реакции:

а затем бромистый этил превратить в спирт нагреванием с водой в присутствии щёлочи:

Щёлочь при этом нужна, чтобы нейтрализовать образующийся бромистый водород и устранить возможность реакции его со спиртом, т.е. сдвинуть эту обратимую реакцию вправо.

Подобным же образом метиловый спирт может быть получен по схеме:

Таким образом, углеводороды, их галогенопроизводные и спирты находятся между собой в генетической связи (связи по происхождению).

13.12.2017 Врач Евгения Александровна Мирошникова 0

Этанол: свойства и применение

Этанол представляет собой вещество с характерным запахом и вкусом. Впервые он был получен в результате реакции брожения. Для последней использовались различные продукты: злаковые, овощи, ягоды. Затем люди освоили процессы дистилляции и способы получения более концентрированного спиртового раствора. Этанол (как и его аналоги) получил широкое распространение благодаря комплексу своих свойств. Чтобы избежать опасного воздействия на организм, следует знать особенности вещества и специфику его применения.

Этанол (второе название - винный спирт) является одноатомным спиртом, то есть содержит всего один атом. Латинское название - Aethanolum. Формула - C2H5OH. Этот спирт применяется в различных отраслях: промышленности, косметологии, стоматологии, фармоцевтике.

Этанол стал основой для производства различных алкогольных напитков. Это стало возможным за счет способности его молекулы к угнетению центральной нервной системы. Согласно нормативным документам этиловый ректификованный спирт имеет ГОСТ 5962-2013. Его следует отличать от технического варианта жидкости, который используется преимущественно в промышленных целях. Производство и хранение алкогольной продукции осуществляется под контролем государственных органов.

Польза и вред вещества

Этиловый спирт при употреблении в строго ограниченных дозировках полезен для организма. Приобрести его в аптеке можно только по рецепту врача. Цена колеблется в зависимости от объема емкости. Польза этанола проявляется в:

нормализации функционирования пищеварительного тракта;
профилактике заболеваний миокарда;
нормализации кровообращения;
разжижении крови;
уменьшении болевого синдрома.

В результате регулярного употребления вещества в организме наблюдается кислородное голодание. Из-за быстрой гибели клеток головного мозга наступает ухудшение памяти, снижается чувствительность к боли. Отрицательное воздействие на внутренние органы проявляется в развитии различных сопутствующих заболеваний. Чрезмерное употребление алкоголя опасно сильным отравлением и наступлением комы.
Алкоголизм характеризуется развитием как физической, так и психической зависимости. При отсутствии лечения и прекращения употребления спиртосодержащих веществ происходит личностная деградация, нарушаются полноценные социальные связи.

Свойства

Этанол представляет собой естественный метаболит. Это заключается в его способности синтезироваться в организме человека.

Группу свойств винного спирта можно разделить на три категории:

физические;
химические;
пожароопасные.

Формула этанола

Первая категория включает описание внешнего вида и другие параметры физического характера. В нормальных условиях этанол летуч, отличается от других веществ своеобразным ароматом и жгучим вкусом. Вес одного литра жидкости составляет 790 грамм.

Он хорошо растворяет различные органические вещества. Температура закипания составляет 78,39 °C. Плотность этанола (в результате измерения ареометром) меньше, чем у воды, поэтому он ее легче.

Этиловый спирт является горючим, способен быстро воспламеняться. При горении пламя отличается синим цветом. Благодаря данному химическому свойству этанол можно легко отличить от метилового спирта, являющегося ядом для человека. Последний при возгорании имеет зеленое пламя.

Для того, чтобы в домашних условиях определить водку, сделанную на метаноле, необходимо нагреть медную проволоку и опустить ее в водку (достаточно одной ложки). Аромат прелых яблок является признаком этилового спирта, запах формальдегида указывает на наличие метанола.

Этанол является пожароопасным веществом, так как его температура воспламенения составляет всего 18°С. Поэтому, контактируя с веществом, следует избегать его нагревания.

При злоупотреблении этанолом, он оказывает на организм вредное воздействие. Это связано с теми механизмами, которые запускает прием любого алкоголя. Смесь воды и спирта провоцирует выделение гормона эндорфина.

Это способствует седативно-гипнотическому эффекту, то есть подавлению сознания. Последнее выражается в преобладании процессов торможения, что проявляется такими симптомами как сниженная реакция, заторможенность движений и речи. Передозировка этанолом характеризуется в начале возникновением возбуждения, которое затем сменяют процессы торможения.

Краткая история

Этанол нашел применение еще в эпоху неолита. Доказательством этого являются следы алкогольных напитков, найденные в Китае на керамике, возраст которой составляет около 9000 лет. Впервые этанол был получен в XII веке в Салерно. Он представлял собой смесь воды и спирта.

Чистый продукт был получен в 1796 году Иоганном Тобиасом Ловиц. Ученый использовал для фильтрации активированный уголь. На протяжении долгих лет подобный способ получения спирта был единственным.
Впоследствии формула этанола была вычислена Николо-Теодором де Соссюром. Описание веществу как углеродному соединению дал Антуан Лавуазье. XIX-XX века характеризуются как период тщательного изучения этанола, когда подробно были описаны его свойства. Благодаря последним он получил широкое применение в различных отраслях человеческой жизни.

В чем опасность этанола?

Этанол относится к тем вещества, незнание свойств которого может привести к негативным последствиям. Поэтому перед его использованием следует ознакомиться с тем, в чем заключается опасность винного спирта.

Можно ли пить?

Употребление спирта в составе алкогольных напитков допустимо при одном условии: пить редко и в небольшой дозе. При злоупотреблении происходит развитие физической и психической зависимости, то есть алкоголизма.

Бесконтрольное применение спиртосодержащих напитков (когда концентрация этанола составляет 12 грамм на 1 килограмм массы тела) вызывает сильную интоксикацию организма, которая при отсутствии своевременной медицинской помощи может стать причиной летального исхода.

Пить этанол в чистом виде нельзя.

Какие заболевания вызывает?

При употреблении этанола большую опасность представляют продукты его распада в организме. Одним из них является ацетальдегид, который принадлежит к токсичным и мутагенным веществам. Канцерогенные свойства становятся причиной развития онкологических патологий.

Неумеренное потребление этилового спирта опасно:

ухудшением памяти;
гибелью клеток головного мозга;
нарушением функционирования пищеварительного тракта (гастрит, язва 12-типерстного кишечника);
развитием заболеваний печени (цирроз), почек;
нарушением функционирования миокарда и сосудов (инсульт, инфаркт);
личностной деградацией;
необратимыми процессами в центральной нервной системе.

Применение

Большой спектр характеристик этанола обеспечил его использование в различных направлениях. Наиболее популярны из них следующие:

В качестве топлива для автомобилей. Использование этилового спирта как моторного топлива связано с именем Генри Форда. Им в 1880 году был создан первый автомобиль, который работал на этаноле. После этого вещество стали использовать для работы ракетных двигателей, различных нагревательных приборов.
Химическая промышленность. Этанол используют для получения других веществ, например, этилена. Являясь отличным растворителем, этиловый спирт используют в производстве лака, красок, бытовой химии.
Фармакологическая отрасль. В данной сфере этанол используют по-разному. Обеззараживающие свойства медицинского спирта позволяют его применять для обработки операционного поля, рук хирурга. Его используют для уменьшения проявлений лихорадки, в качестве основы для компрессов, настоек. Этанол относится к противоядиям, которые помогают при отравлении метанолом и этиленгликолем. Он нашел применение в качестве пеногасителя при подаче кислорода или искусственной вентиляции легких.
Косметическая промышленность. Производители косметики и парфюмерии включают этанол в состав различных одеколонов, туалетной воды, аэрозолей, шампуней и других средств ухода за кожей и телом.
Пищевая промышленность. Этиловый спирт используется в качестве главного компонента алкогольных напитков. Он содержится в продуктах, которые были получены с помощью процессов брожения. Его используют как растворитель различных ароматизаторов и консервант при производстве хлеба, булочек, кондитерских изделий. Этиловый спирт является пищевой добавкой E1510.
Другие направления. Винный спирт используют для при работе с препаратами биологической природы.

Взаимодействие с другими веществами

Согласно инструкции по применению, этанол при одновременном использовании может усиливать действие лекарств, угнетающих центральную нервную систему, процессы кровообращения, центр дыхания.
Взаимодействие с некоторыми веществами указано в таблице.

Этанол в зависимости от его применения может быть как полезен, так и вреден. При регулярном употреблении алкоголя, содержащего этиловый спирт, происходит формирование зависимости. Поэтому использование крепких напитков в качестве антидепрессантов не должно превращаться в привычку.

Этиловый спирт («этанол» по международной химической классификации) широко используется в медицине, в качестве дезинфицирующего средства, а также в некоторых областях промышленности как растворитель, топливо, компонент антифризов. Кроме того, этанол – главный действующий компонент алкогольных напитков.

Почему структурная формула этанола недостаточно точная

Формула любого химического вещества должна содержать информацию о том, и каких атомов содержится в его . Этиловый спирт состоит из трех элементов: углерода (С), водорода (Н) и кислорода (О). При этом каждая молекула этанола включает в себя 2 атома углерода, 6 атомов водорода и 1 атом кислорода. Следовательно, эмпирическая (простейшая) этого химического соединения таким образом: С2Н6О. Казалось бы, этого вполне достаточно.

Однако использование одной лишь эмпирической формулы привести к ошибке. Дело в том, что точно такая же формула С2Н6О и к другому веществу – диметиловому эфиру, находящемуся при нормальных в газообразном состоянии, а не в жидком, как этанол. И, разумеется, химические у этого вещества также отличаются от свойств этилового спирта.

Поэтому использовать одну лишь эмпирическую формулу для описания этилового спирта нельзя.

Какова структурная формула этанола

В таких случаях на помощь приходят более точные структурные формулы, которые содержат информацию не только о количестве и виде атомов элементов в молекуле, но и об их расположении, взаимных связях. Структурная формула этанола такова: С2Н5ОН или еще более точно - СН3-СН2-ОН. Эта формула указывает на то, что молекула этанола состоит из двух основных частей: этильного радикала С2Н5 и гидроксильного радикала (его называют гидроксил-группой) ОН.

С помощью структурной формулы можно сделать вывод о химических свойствах вещества, обусловленного наличием в его составе весьма активной гидроксил- , в сторону которой из-за атома кислорода, второго по электроотрицательности (после фтора) элемента, смещена электронная плотность молекулы.