Формула этилового спирта в химии. Химическое использование спирта

Что же такое этил?

В химии это довольно сложное и запутанное определение, но все же я его помещу сюда, чтобы вы понимали о чём здесь идёт речь.

Спирты – органические вещества, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно связанных с атомом углерода, находится в состоянии -гибридизации (насыщенный атом углерода).

Что пили до водки?

До появления этого алкоголя на Руси готовили различные спиртные напитки — выбор был немалый, учитывающий не только вкусы, но и возможности разных сословий. Вот некоторые алкогольные напитки тех времен.

Почему так назвали?

Существует гипотеза, согласно которой водка впервые была названа водкой в Польше или Украине. Нетрудно увидеть в названии также возможные российские корни, но первые упоминания современного названия этого напитка появились на Руси только в XIV веке, когда в Польше водка уже имела свое наименование.

В России ранее водка называлась «хлебным вином» и была по крепости значительно слабее классического крепкого алкоголя.

Польское слово Wodka можно перевести, как «водичка», «водица» или «маленькая вода». Полякам принадлежит исключительно название алкоголя. Мировым лидером в производстве и экспорте водки сегодня являются США, за ними следует Россия.

Альфа

Спиртовое соединение высшего сорта. Для его изготовления берется отборная высококачественная пшеница или рожь. Именно на базе спирта Альфа выпускается элитные алкогольные напитки суперпремиумкласса. Например:

  • ром Bacardi;
  • водка Absolut;
  • виски Jack Daniels;
  • виски Johnnie Walker.

Березовица

Самый простой алкоголь даже по тем временам. Собранный березовый сок сливали в бочки, где он бродил до готовности.

Крепость такого алкоголя была небольшой, но доступность и простота изготовления способствовали популярности.

Вино виноградное

Впервые появилось на Руси в X веке, пришло из Византии. С принятием христианства использовалось в церковных ритуалах, но было дорогим и массово не употреблялось.

При достаточном выборе спиртного, употребление его на Руси до появления водки было вполне умеренным.

День водки

День рождения водки в России отмечают в последний день января, когда новогодние застолья уже позади, а до весенних празднеств еще далековато. Поводом для знаменательной даты послужила история ЯКОБЫ «открытия» сорокоградусной великим русским химиком Д. И. Менделеевым.

Ученый, конечно, водку не изобретал, но в этот день он успешно защитился и получил степень доктора наук, представив трактат «О соединении спирта с водой». Работа содержала подробности взаимодействия спирта и воды, а также свойства спиртовых растворов.

Ученый сделал некоторые выводы, которые позже косвенно были использованы в производстве водки, но в целом диссертация носила сугубо научный характер. Тем не менее, у народа сложилось мнение, что именно 31 января великий химик порекомендовал 40 градусов, как классическую крепость народного напитка, и дата эта стала Днем рождения водки.

Классификация спиртов

По числу OH групп спирты бывают одноатомными (1 группа OH), двухатомными (2 группы OH – гликоли), трехатомными (3 группы OH – глицерины) и т.д.

Одноатомные спирты также подразделяются в зависимости от положения OH-группы: первичные (OH-группа у первичного атома углерода), вторичные (OH-группа у вторичного атома углерода) и третичные (OH-группа у третичного атома углерода).

Кто придумал водку

Однозначного ответа на этот вопрос не существует. Водка — это спирт, разбавленный водой, поэтому изобретателя спирта и можно считать автором. Этиловый спирт впервые был выделен алхимиками Древнего Востока более тысячи лет назад.

Мусульмане не могли принимать алкоголь, поэтому спирт тогда использовали исключительно в медицинских целях для компрессов и растираний, а позже на нем стали настаивать лекарственные растения.

Католического монаха Валентиуса — первого европейца, получившего спирт — также нельзя назвать изобретателем водки, поскольку и он смог найти спирту лишь исключительно лечебное применение. Нет никаких документальных источников, свидетельствующих об изобретателе водки — этот алкогольный напиток, вероятно, имеет истинно народное происхождение.

Номенклатура и изомерия спиртов

Названия спиртов формируются путем добавления суффикса “ол” к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода: метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол и т.д.

Для спиртов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с бутанола), положения функциональной группы и межклассовая изомерия с простыми эфирами, которых мы также коснемся в данной статье.

Предлагаем ознакомиться  Можно ли резко бросить пить человеку с зависимостью?

Ол

Почти забытый ячменный напиток древних русичей. В изготовлении напоминает пиво с добавлением хмеля и полыни.

Упоминания о нем относятся к XIII веку. По вкусу, способу изготовления и названию напоминает английский эль.

Пиво

Самый демократичный алкоголь Древней Руси. Все значимые праздники и события сопровождались употреблением пива. Делали его из ячменного солода, в северных районах, где ячменя не было — из ржаного солода.

Смотрите: Можно ли мешать водку с пивом?

Получение спиртов

  • Гидролиз галогеналканов водным раствором щелочи

Помните, что в реакциях галогеналканов со сПиртовым раствором щелочи получаются Пи-связи (π-связи) – алкены, а в реакциях с водным раствором щелочи образуются спирты.

Присоединения молекулы воды (HOH) протекает по правилу Марковникова. Атом водорода направляется к наиболее гидрированному атому углерода, а гидроксогруппа идет к соседнему, наименее гидрированному, атому углерода.

В результате восстановления альдегидов и кетонов получаются соответственно первичные и вторичные спирты.

Синтез газом в промышленности называют смесь угарного газа и водорода, которая используется для синтеза различных химических соединений, в том числе и метанола.

Получение этанола брожением глюкозы

В ходе брожения глюкозы выделяется углекислый газ и образуется этанол.

В результате такой реакции у атомов углерода, прилежащих к двойной связи, формируются гидроксогруппы – образуется двухатомный спирт (гликоль).

Польза водки

Полезность объясняется наличием в алкоголе спирта. Благодаря спирту, водка используется для:

  • обеззараживания и дезинфекции ран, порезов, ссадин, обработки поверхности кожи;
  • консервации различных продуктов: фруктов, ягод, изготовления настоек трав;
  • устранения бактериальных инфекций органов пищеварения (в сочетании с солью);
  • лечения простуды, снятия стресса;
  • празднований различных дат, событий и т. д.

Применение спиртов

Метанол (метиловый спирт СН3ОН) — бесцветная жидкость с характерным запахом и температурой кипения 64,7 °С. Горит чуть голубоватым пламенем. Историческое название метанола — древесный спирт объясняется одним из путей его получения способом перегонки твердых пород дерева (греч. methy — вино, опьянеть; hule — вещество, древесина).

Метанол требует осторожного обращения при работе с ним. Под действием фермента алкогольдегидрогеназы он превращает­ся в организме в формальдегид и муравьиную кислоту, которые повреждают сетчат­ку глаза, вызывают гибель зрительного нерва и полную потерю зрения

Попадание в организм более 50 мл метанола вызывает смерть.

Этанол (этиловый спирт С2Н5ОН) — бесцветная жидкость с характерным запахом и температу­рой кипения 78,3 °С. Горюч. Смешивается с водой в любых соотношениях. Концентрацию (крепость) спирта обычно выражают в объемных процентах. «Чистым» (медицинским) спиртом называют про­дукт, полученный из пищевого сырья и содержа­щий 96 % (по объему)

Для того чтобы сделать спирт, используемый в технических целях, непригодным для питья, в него добавляют небольшие количества трудноот­делимых ядовитых, плохо пахнущих и имеющих отвратительный вкус веществ и подкрашивают. Содержащий такие добавки спирт называют дена­турированным, или денатуратом.

Этанол широко используется в промышленности для производства синтетического каучука, лекар­ственных препаратов, применяется как раствори­тель, входит в состав лаков и красок, парфюмерных средств. В медицине этиловый спирт — важнейшее дезинфицирующее средство. Используется для при­готовления алкогольных напитков.

Небольшие количества этилового спирта при попадании в организм человека снижают болевую чувствительность и блокируют процессы торможе­ния в коре головного мозга, вызывая состояние опьянения. На этой стадии действия этанола увели­чивается водоотделение в клетках и, следователь­но, ускоряется мочеобразование, в результате чего происходит обезвоживание организма.

Кроме того, этанол вызывает расширение крове­носных сосудов. Усиление потока крови в кожных капиллярах приводит к покраснению кожи и ощу­щению теплоты.

В больших количествах этанол угнетает дея­тельность головного мозга (стадия торможения), вызывает нарушение координации движений. Про­межуточный продукт окисления этанола в организ­ме — ацетальдегид — крайне ядовит и вызывает тяжелое отравление.

Систематическое употребление этилового спир­та и содержащих его напитков приводит к стой­кому снижению продуктивности работы головного мозга, гибели клеток печени и замене их соедини­тельной тканью — циррозу печени.

Этандиол-1,2 (этиленгликоль) — бесцветная вязкая жидкость. Ядовит. Неограниченно раство­рим в воде. Водные растворы не кристаллизуются при температурах значительно ниже О °С, что по­зволяет применять его как компонент незамерзаю­щих охлаждающих жидкостей — антифризов для двигателей внутреннего сгорания.

Пролактриол-1,2,3 (глицерин) — вязкая сиропо­образная жидкость, сладкая на вкус. Неограниченно растворим в воде. Нелетуч. В качестве составной ча­сти сложных эфиров входит в состав жиров и масел.

Широко используется в косметике, фармацевтиче­ской и пищевой промышленностях. В косметических средствах глицерин играет роль смягчающего и успо­каивающего средства. Его до­бавляют к зубной пасте, чтобы предотвратить ее высыхание.

Предлагаем ознакомиться  Мужчины и алкоголизм: симптомы, стадии и последствия

К кондитерским изделиям глицерин добавляют для пре­дотвращения их кристаллиза­ции. Им опрыскивают табак, в этом случае он действует как увлажнитель, предотвращаю­щий высыхание табачных листьев и их раскрошивание до переработки. Его добавляют к клеям, чтобы предохранить их от слишком быстрого высыхания, и к пластикам, особенно к целлофану.

Разновидности спирта

Алкоголь обладает множеством различных модификаций. Некоторые виды спиртов тесно соприкасаются с пищевыми технологиями, другие являются ядовитыми. Чтобы узнать их действие и влияние на человеческий организм, следует понимать их главные характеристики.

Свойства

Смешивается с водой во всех соотношениях. Этанол хорошо растворяет многие органические вещества. Безводный (абсолютный) спирт кипит при 78,37oС. Получаемый в промышленности спирт-ректификат представляет собой смесь 95,5% этанола и 4,4% воды, которая кипит при 78,37oС (смеси определенного состава, кипящие при постоянной температуре, называют азеотропными смесями).

Основные константы этилового спирта приведены в таблице ниже.

Таблица 1. Физические свойства этилового спирта.

Плотность, г/см3

0,7893

Температура плавления, oС

-114,3

Температура кипения, oС

78,4

Молярная масса, г/моль

46,069

— атома водорода гидроксильной группы;

— гидроксильной группы;

— атома водорода гидроксильной группы и связи Cα-H;

— гидроксильной группы и связи Cβ-H.

1) O-H

— взаимодействие с активными металлами

— взаимодействие с органическими и кислородсодержашими неорганическими кислотами

C2H5OH CH3COOH C2H5-O-C(O)-CH3 H2O (H2SO4 (conc), t0);

C2H5OH HONO2C2H5ONO2 H2O (H2SO4 (conc), t0).

2) C-OH;

— взаимодействие с галогеноводородами

— взаимодействие с тригалогенидамифосфора

3C2H5OH PBr3→ 3C2H5Br H3PO3.

— взаимодействие с аммиаком

C2H5OH NH3→ C2H5NH2 H2O (Al2O3, t0 = 300).

3) O-H и Cα-H;

— дегидрирование

— окисление

CH3-CH2-OH 2 → CH3-COOH H2O (kat, t0).

4) C-OH и Cβ-H

— внутримолекулярная дегидратация

CH3-CH2-OH → CH2=CH2 H2O (Al2O3, t0).

Этанол

Aethanolum (

Aethanoli)

Он смешивается с водой во всех соотношениях и образует с ней азеотропные смеси (смеси определенного состава, кипящие при постоянной температуре, называют азеотропными смесями). Безводный этанол называют абсолютным спиртом, температура плавления которого составляет 78,37oС.

Рис. 1. Строение молекулы этанола.

Таблица 1. Физические свойства этанола.

1) O-H

взаимодействие с активными металлами

взаимодействие с органическими и кислородсодержашими неорганическими кислотами

C2H5OH HONO2 C2H5ONO2 H2O (H2SO4 (conc), to).

2) C-OH;

взаимодействие с галогеноводородами

C2H5OH HCl → C2H5Cl H2O (ZnCl2, to).

взаимодействие с тригалогенидами фосфора

взаимодействие с аммиаком

C2H5OH NH3→ C2H5NH2 H2O (Al2O3, to = 300).

3) O-H и Cα-H;

CH3-CH2-OH 2 → CH3-COOH H2O (kat, to).

4) C-OH и Cβ-H

внутримолекулярная дегидратация

CH3-CH2-OH → CH2=CH2 H2O (Al2O3, to).

Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95.57 % спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться начиная с 3 — 4-ой значащей цифры.

Свойства этанола
Молекулярная масса 46,069 а. е. м.
Температура плавления −114,15 °C
Температура кипения 78,15 °C
Критическая точка 241 °C (при давлении 6,3 МПа)
Растворимость смешивается с бензолом, водой, глицерином, диэтиловым эфиром, ацетоном, метанолом, уксусной кислотой, хлороформом
Показатель преломления 1,3611

(температурный коэффициент показателя преломления 4,0·10−4, справедлив в интервале температур 10—30 °C)

Стандартная энтальпия образования ΔH −234,8 кДж/моль (г) (при 298 К)
Стандартная энтропия образования S 281,38 Дж/моль·K (г) (при 298 К)
Стандартная мольная теплоёмкость Cp 1,197 Дж/моль·K (г) (при 298 К)
Энтальпия плавления ΔHпл 4,81 кДж/моль
Энтальпия кипения ΔHкип 839,3 кДж/моль
Плотность этанола при разных температурах
Температура, °C 10 20 30 40 50 60
ρ, г/см³ 0,8062 0,7979 0,7893 0,7810 0,7722 0,7632 0,7541
Плотность водных растворов этанола при 20 °C
Массовое содержание C2H5OH, % 1 2 4 6 8 10 12 14 16
ρ, г/см³ 0,99636 0,99453 0,99103 0,98780 0,98478 0,98187 0,97910 0,97643 0,97387
Массовое содержание C2H5OH, % 18 20 22 24 26 28 30 35 40
ρ, г/см³ 0,97129 0,96864 0,96592 0,96312 0,96020 0,95710 0,95382 0,94494 0,93518
Показатель преломления водных растворов этанола при 20 °C
Массовое содержание C2H5OH, % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
nD20 1,3396 1,3470 1,3535 1,3580 1,3612 1,3633 1,3646 1,3649 1,3642 1,3613
Поверхностное натяжение этанола
Температура, °C 10 20 30 40 50 60
σ, Н/м 2,405·10−2 2,314·10−2 2,203·10−2 2,148·10−2 2,020·10−2 1,980·10−2 1,843·10−2
Температура кипения этанола при давлениях ниже атмосферного
Давление, кПа (мм. рт. ст.) 0,133(1) 0,667(5) 1,333(10) 2,666(20) 5,333(40)
Tкип, °C −31,3 −12,0 −2,3 8,0 19,0
Давление, кПа (мм. рт. ст.) 7,999(60) 13,333(100) 26,66(200) 53,33(400) 101,32(760)
Tкип, °C 26,0 34,9 48,4 63,5 78,4

Смесь 96 % спирта и 4 % воды (95.57 % этанола 4.43 % воды) является азеотропной — т. е. не разделяется при перегонке.

Предлагаем ознакомиться  Через сколько выветривается алкоголь.

С2Н5ОН 40 % H2O 60 %

Сколько калорий в водке?

Калорийность этилового спирта велика — она составляет около 700 кКал на 100 граммов чистого продукта.

Соответственно, в 100 мг водки примерно 240 кКал. Пищевая ценность этилового спирта при этом нулевая: в нем попросту нет белков, жиров и углеводов.

Сколько сахара в водке?

Крепкие спиртные напитки (водка, в том числе) содержат очень незначительное количество сахара. Это не означает, что диабетикам ее можно принимать без ограничений. В данном случае почти полное отсутствие сахара не делает алкоголь безопасным.

Точно установлено: водка блокирует выработку печенью глюкозы, что чревато развитием гипогликемии — резкому падению концентрации глюкозы в крови. Больным диабетом следует особенно осторожно относиться к употреблению водки и обязательно консультироваться по этому поводу с врачом.

Спирт i сорта (или медицинский)

Его не используют для выпуска алкогольной продукции. Данное соединение предназначено для использования исключительно в медицинских целях в качестве антисептика, обеззараживания операционных и хирургических инструментов.

Спирт высшей категории очистки

Изготавливают его на базе смеси следующих продуктов:

  • зерно;
  • картофель;
  • черная патока;
  • сахарная свекла.

Данное соединение при технологическом процессе подвергается минимальной обработке и отфильтровыванию от различных примесей и сивушных масел. Его пускают на изготовление дешевой водки экономкласса, различных настоек и ликеров.

Структурная (графическая) формула питьевого спирта

Структурная (графическая) формула питьевого спирта является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

Татарская буза

Напиток делался из просяной муки, которую варили до однородной массы, а затем сбраживали. Татарскую бузу на Руси облагораживали медом и солодом.

Сладкий напиток имел крепость примерно 5 градусов, а подавали его в конце трапезы на десерт. Об эффекте бузы свидетельствуют слова «бузить» и «бузотер».

Технология производства

Производство водки на ликеро-водочных предприятиях включает несколько технологических этапов:

  • Подготовка и умягчение воды. Воду предварительно умягчают, снижая содержание солей. Затем тщательно очищают, прогоняя через различные фильтры, аэрируют, отстаивают. Возможна также ультрафиолетовая и молекулярная очистка.
  • Дистилляция и очистка спирта. Приготовленную брагу перегоняют в перегонных колоннах. Затем спирт-сырец проходит глубокую очистку в ректификационных колоннах.
  • Сортировка.На этом этапе в сортировочных емкостях производится дозирование и смешивание воды со спиртом и другими компонентами, предусмотренными рецептурой.
  • Фильтрация. Смесь проходит фильтрацию через песчаные фильтры, накапливаясь затем в емкостях. Загрязненные осадком фильтры периодически очищаются.
  • Очистка от примесей. Глубокая очистка продукта на угольных фильтрах от эфиров и альдегидов. На этом этапе формируются основные потребительские характеристики напитка.
  • Ассимиляция. Отстаивание готовой водки от 2 до 7 суток для достижения нужной глубины очистки.
  • Разлив в бутылки.Разлив алкоголя на автоматических линиях в бутылки, закупоривание специальными пробками и наклеивание этикеток.

Для информации: водки по качеству в России и мире

Химическая формула

Химическая формула 40-градусной водки записывается как соотношение 40 % этилового спирта и 60 % очищенной питьевой воды. Для обозначения крепкого напитка используется уравнение, так как он относится к смесям. Поэтому в химии формула водки выглядит следующим образом:

С2Н5ОН 40 % H2O 60 %

Химическая формула питьевого спирта

Химическая формула питьевого спирта C2H5OH. Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится два атома углерода (Ar = 12 а.е.м.), шесть атомов водорода (Ar = 1 а.е.м.) и один атом кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу питьевого спирта:

Mr(C2H5OH) = 2×12 6×1 16 = 24 6 16 = 46.

Экстра

На его основе делают классическую и многим знакомую водку среднеценового сегмента. Данный питьевой спирт разбавляют (его крепость в неразбавленном виде составляет около 95%) и плюс ко всему подвергают дополнительной очистке. Итоговая продукция обладает меньшим содержанием сложных эфиров и метанола. Алкоголь на базе данного соединения считается экологически чистым продуктом, правда, не таким дорогим, как спиртное на базе Альфа либо Люкса.

Электронная формула

Для питьевого спирта можно указать и электронную формулу:

Этиловый спирт детям

Абсолютных противопоказаний к использованию у детей данного раствора не имеется. Однако будьте внимательны, спирт имеет системное отравляющее действие, особенно ярко проявляющееся у детей. Потому даже при наружном применении не увлекайтесь растирками и примочками.

Есть часть настоек и препаратов, основанных на спирте, которые в некоторых случаях разрешены для приема детям. Будьте внимательны и осторожны, внимательно читайте состав препарата и инструкцию к применению

Обращайте внимание на состояние и поведение своего ребенка. Использование подобных средств, а особенно в повышенной дозировке, могут вызвать серьезные симптомы алкогольного отравления у ребенка

Оцените статью
Твое здоровье
Adblock detector