Etanol

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Alkohol etylowy)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Etanol
Etanol Etanol
Etanol absolutny.
Etanol absolutny.
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny C2H6O
Inne wzory C2H5OH, CH3CH2OH, EtOH
Masa molowa 46,07 g/mol
Wygląd bezbarwna, klarowna ciecz
Identyfikacja
Numer CAS 64-17-5
PubChem 702[4]
Podobne związki
Pochodne etanolan sodu
Podobne związki metanol
propanol
izopropanol
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik Hasło etanol w Wikisłowniku

Etanol (alkohol etylowy), C2H5OHorganiczny związek chemiczny z grupy alkoholi.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Płonący etanol wraz z niskorozdzielczym widmem płomienia (linia żółta przy ok. 600 nm pochodzi od zanieczyszczenia sodem)

W temperaturze pokojowej jest to bezbarwna, łatwopalna ciecz o charakterystycznej woni i piekącym smaku. Na powietrzu pali się słabo widocznym, niebieskawym płomieniem.

Lepkość etanolu w zależności od temperatury
Temperatura [°C] Lepkość dynamiczna [cP]
10 1,449
20 1,192
30 0,991
40 0,828
50 0,697
60 0,607
70 0,505

Miesza się z wodą w dowolnym stosunku i jako taki jest stosowany jako średniopolarny rozpuszczalnik organiczny.

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, a do jego otrzymywania stosowana jest destylacja azeotropowa w układzie etanol-woda-benzen. Po dodaniu niewielkiej ilości benzenu najpierw wrze potrójny azeotrop: benzen-etanol-woda, później azeotrop: etanol-benzen, na końcu zaś destyluje czysty bezwodny etanol. Możliwe jest też związanie wody z 95,6% etanolu przez dodanie tlenku wapnia lub bezwodnego siarczanu magnezu lub siarczanu sodu. Etanol absolutny jest higroskopijny i pochłania wodę z powietrza, należy więc przechowywać go w szczelnie zamkniętych naczyniach. Całkowicie bezwodny etanol (zawartość wody < 100 ppm) uzyskuje się przez destylację znad etanolanu magnezu w układzie zabezpieczonym przed dostępem powietrza[6][7].

Stężenia etanolu w różnych jednostkach (20 °C)[8]
Stężenie objętościowe
[% v/v]
Stężenie wagowe
[% w/w]
Gęstość
[g/cm³]
100,0 100,0 0,79
95,0 92,4 0,81
90,0 85,7 0,83
70,0 62,4 0,89
50,0 42,4 0,93
40,0 33,3 0,95
20,0 16,2 0,97
0,0 0,0 1,00

Otrzymywanie i zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Etanol do celów spożywczych (→ napój alkoholowy) otrzymuje się w wyniku fermentacji alkoholowej. Podstawowymi surowcami do produkcji etanolu są: buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, i wiele innych roślin. Poniższa tabela przedstawia teoretyczną wydajność produkcji czystego alkoholu etylowego z popularnych surowców.

Wydajność produkcji etanolu[9]
Surowiec Ilość wytworzonego etanolu (l/t)
pszenica 354,7
kukurydza 350,5
jęczmień 330,5
żyto 328,8
owies 265,4
ziemniaki 95,6
buraki cukrowe 92,2
winogrona 63,0

W farmacji etanol wykorzystywany jest m.in. jako rozpuszczalnik do sporządzania niektórych leków. W recepturach nazywany bywa Ethanolum i Aethanolum, z podaniem stężenia w stopniach (procentach objętościowych) (np. Ethanolum 95°, Aethanolum 95°). Do określenia etanolu 95° używa się też nazwy: Spiritus Vini rectificatus. Farmakopea Polska VI podaje stężenie etanolu recepturowego wynoszące 96%.

Cena prostych napojów alkoholowych (czystych wódek i spirytusu spożywczego) w wielu krajach wynika z podatków nakładanych na te produkty, a nie z kosztów ich produkcji. Rzeczywisty koszt wytworzenia 1 l spirytusu to ok. 0,50 euro, gdy jest on otrzymywany przez fermentację i jeszcze taniej jeśli pochodzi z syntezy bezpośredniej[10][11].

Etanol do celów przemysłowych jest często produkowany poprzez bezpośrednią syntezę z gazu syntezowego (mieszaniny CO, H2 i H2O), która prowadzi do czystszego chemicznie etanolu. Etanol jest tanim w produkcji surowcem i jest jednocześnie stosunkowo niegroźny dla środowiska, dlatego jest wykorzystywany jako rozpuszczalnik w przemyśle chemicznym. Stosowany jest także jako paliwo napędowe – np. w Brazylii 86% sprzedawanych nowych aut jest przystosowanych do spalania etanolu[12].

Działanie na organizm człowieka[13][edytuj | edytuj kod]

Wpływ alkoholu na organizm człowieka

Alkohol etylowy należy do związków chemicznych, które 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 wydychanym.

Metabolizowanie alkoholu etylowego przebiega w komórkach wątrobowych (hepatocytach) przy udziale trzech enzymów. Są to:

Etanol jest środkiem odurzającym o działaniu narkotycznym. Wypicie 150–250 g alkoholu etylowego w krótkim czasie może okazać się śmiertelne, choć nie są to zbyt częste przypadki i zwykle są one uwarunkowane innymi czynnikami takimi jak np. choroby układu krwionośnego.

Etanol jest substancją narkotyczną z kategorii depresantów. W małych dawkach – rzędu 30–35 ml (duże piwo, dwa kieliszki wódki) wywołuje on stan pobudzenia, przyspieszone bicie serca, rozszerzenie źrenic, zaprzestanie odczuwania zmęczenia i ogólną poprawę nastroju. U zdrowej, młodej osoby, która do tej pory nie spożywała alkoholu, wypicie 100 g etanolu (ok. 1/4 l wódki) powoduje już zwykle stan silnego zamroczenia – objawiający się utratą sprawności ruchowej, problemami z utrzymaniem równowagi, utratą kontroli nad własnymi emocjami. W skrajnych postaciach zamroczenie alkoholowe przejawia się czasami całkowitą utratą świadomości i zanikami pamięci, zanika zdolność koncentracji i oceny sytuacji, pamięć, mowa, widzenie staje się nieostre. Często alkohol leży u podstaw zachowań agresywnych i impulsywnych oraz zaburza zdolność logicznego myślenia.

Sporadyczne spożywanie etanolu zwykle nie powoduje uzależnienia, jednak systematyczne jego spożywanie – nawet w niewielkich ilościach – prowadzi do pełnego, fizycznego uzależnienia. Nagłe odstawienie lub zmniejszenie spożywania alkoholu powoduje wystąpienie objawów zespołu abstynencyjnego, a u ok. 5% alkoholików – majaczenia alkoholowego. Zespół uzależnienia od etanolu bywa nazywany także alkoholizmem.

Alkohol spowalnia aktywność ośrodkowego układu nerwowego, przez co zażywający go ludzie odczuwają odprężenie, podwyższoną pewność siebie, mimo że ich mowa oraz koordynacja ruchów zostają zaburzone.

Spożywaniu alkoholu towarzyszy złudne uczucie ciepła. Bierze się to stąd, że alkohol przyspiesza krążenie i powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych. Na mrozie jednak nastąpi krótkotrwałe uczucie ciepła, następnie przyspieszenie wychłodzenia ciała, co może doprowadzić do hipotermii, a następnie śmierci.

Znaczne upojenie alkoholowe może skutkować ostrym nieżytem żołądka, a nawet prowadzić do groźnego krwotocznego zapalenia żołądka. Spożywanie działa niszcząco również na wątrobę, początkowo powodując jej odwracalne stłuszczenie, a po wielu latach picia nieodwracalną marskość, co przekłada się na komplikacje w przetwarzaniu substancji odżywczych trafiających do organizmu podczas trawienia. Krótkotrwałe spożywanie <80 g etanolu (10 standardowych dawek alkoholu, czyli ok. 6 piw 4,5% lub 250 ml 40% wódki lub 5 kieliszków 10% wina) dziennie prowadzi do niewielkich i odwracalnych zmian w wątrobie. Dzienne spożywanie >160 g przez 10–20 lat powoduje ciężkie uszkodzenie, a przewlekłe spożywanie 80–160 g dziennie jest ilością graniczną powodującą znaczne uszkodzenie[14]. Upośledzone są też wtedy procesy detoksykacji. Do objawów marskości wątroby należą obrzęki (zatrzymywanie płynów w ustroju), żółtaczka, podbarwienie skóry i białkówek oczu, puchlina brzuszna i krwawe wymioty.

Spożycie alkoholu etylowego jest związane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia raka dna jamy ustnej, raka gardła, krtani, przełyku i wątroby (w przypadku wystąpienia marskości tego narządu) oraz prawdopodobnie raka piersi, okrężnicy i odbytnicy.

Alkohol zmniejsza aktywność leukocytów, co powoduje spadek sprawności układu odpornościowego. U alkoholików zmniejsza się wytwarzanie trombocytów. Pod wpływem etanolu może się również zmniejszać potencja, mimo odczuwanego często w stanie nietrzeźwym podniecenia seksualnego.

Spożywanie alkoholu etylowego podczas ciąży może prowadzić do wystąpienia u dziecka alkoholowego zespołu płodowego lub encefalopatii alkoholowej.

Pozytywne działanie[edytuj | edytuj kod]

Alkohol ma również pozytywne działanie na organizm człowieka. Coraz więcej badań wykazuje, że najmniejsza śmiertelność panuje wśród osób "pijących umiarkowanie" (tzn. pijących 9 standardowych drinków tygodniowo w przypadku kobiety i 12-14 w przypadku mężczyzny; standardowy drink to np. 355 ml piwa z 5% alkoholu[15]). Zależność ta jest prawdziwa także po uwzględnieniu takich czynników jak styl życia, osobowość czy stan zdrowia[16]. Umiarkowane picie redukuje ryzyko zapadnięcia na 20 chorób, w tym osteoporozę i chorobę Parkinsona[17]. Etanol poprawia funkcjonowanie śródbłonka (co obniża szanse na choroby układu krwionośnego), redukuje stres, pozytywnie wpływa na socjalizację, zmniejsza zawartość cukru we krwi i częstość peroksydacji lipidów[18]. Zaobserwowano również pozytywny wpływ lekkiej i umiarkowanej konsumpcji alkoholu na zdolności poznawcze, w tym ryzyko demencji[19][20][21][22]. Lekkie i umiarkowane spożywanie alkoholu na starość obniża ryzyko demencji u osób nieposiadających genu APOE e4 (jeden z genów odpowiedzialnych za chorobę Alzheimera), ale nie u jego posiadaczy[23].

Neurofarmakologia[edytuj | edytuj kod]

Działanie alkoholu na komórki mózgu jest wielokierunkowe. Alkohol wpływa na błony komórkowe neuronów zwiększając ich płynność, przez co zaburzone są funkcje kanałów jonowych. Alkohol wchodzi także w bezpośrednie interakcje z receptorami GABA, NMDA, a także z receptorami acetylocholiny i serotoniny. Wykazano istnienie specyficznego miejsca wiążącego etanol na powierzchni tych receptorów[24]. Wpływ alkoholu na receptory może polegać na ich pobudzeniu lub zahamowaniu. Pod wpływem alkoholu dochodzi także do uwalniania endorfiny i dopaminy, co warunkuje „nagradzające” działanie alkoholu. Regularne nadużywanie alkoholu powoduje „hiperaktywność” receptorów NMDA i nieaktywność receptorów GABA, czego skutkiem jest wystąpienie zespołu abstynencyjnego[25] .

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Etanol (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-05-05].
  2. 2,0 2,1 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji wg Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Etanol (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta.
  3. Etanol (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). [dostęp 2011-05-05].
  4. Etanol – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. R. Starkey, J. Norman, M. Hintze. Who Knows the Ka Values of Water and the Hydronium Ion. „J. Chem. Educ.”. 63 (6), s. 473-474, 1986. doi:10.1021/ed063p473. 
  6. Przygotowywanie popularnych rozpuszczalników i reagentów. Etanol. [dostęp 2010-11-18].
  7. Arthur I. Vogel, Preparatyka organiczna, wyd. II, WNT, Warszawa 1984.
  8. Kalendarz chemiczny. Część pierwsza.. Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne, 1954, s. 178-179.
  9. Wydajność surowców do produkcji etanolu. 2011-11-30. [dostęp 2011-12-16].
  10. Sławomir Podlaski. Paliwo z buraków. „Farmer”. 05/2007, 2007-03-15. [dostęp 2010-02-20]. 
  11. Sławomir Podlaski, Burak cukrowy jako surowiec do produkcji etanolu.
  12. Ewa Czechowska. Auto na alkohol – czyli produkcja biopaliw w Brazylii. „Auto Świat”. 22/08, s. 14, 26.05.2008. [dostęp 2010-02-20]. 
  13. Bohdan Tadeusz Woronowicz: Mity i fakty o alkoholu. zdrowie.med.pl. [dostęp 2011-05-04].
  14. V. Kumar, R. Cotrani, S. Robbins: Patologia Robbinsa. Urban&Partner, 2005. ISBN 978-83-89581-92-1.
  15. http://www.moderatedrinking.com/home/default_home.aspx?p=md_defined
  16. http://while-science-sleeps.com/pdf/628.pdf
  17. http://www2.potsdam.edu/hansondj/HealthIssues/1107279468.html
  18. http://www.marksdailyapple.com/alcohol-the-good-and-the-bad/
  19. Roger M Pinder. More on the benefits of wine for cognitive decline and dementia (Editorial). „International Journal of Wine Research”. 3, s. 23-24, 2011. doi:10.2147/IJWR.S25116. 
  20. Moderate Drinking May Help Prevent Alzheimer's, Other Dementia. U.S. News & World Report, 2011-08-16. [dostęp 2013-12-05].
  21. EJ. Neafsey, MA. Collins. Moderate alcohol consumption and cognitive risk. „Neuropsychiatr Dis Treat”. 7, s. 465-484, 2011. doi:10.2147/NDT.S23159. PMID 21857787. PMC:PMC3157490. 
  22. Roizen, Ron, Fillmore, Kaye, Chikritzhs, Tanya, Stockwell, Tim. Light-to-moderate drinking and dementia risk: The former drinkers problem re-visited. „Addiction Research & Theory”. 21 (3), s. 181-193, 2012. doi:10.3109/16066359.2012.706343. 
  23. Downer, Brian, Zanjani, Faika, Fardo, David W.. The Relationship Between Midlife and Late Life Alcohol Consumption, APOE e4 and the Decline in Learning and Memory Among Older Adults. „Alcohol and Alcoholism”, 2013. doi:10.1093/alcalc/agt144. PMID 24049153. 
  24. MP. Mascia, JR. Trudell, RA. Harris. Specific binding sites for alcohols and anesthetics on ligand-gated ion channels. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 97 (16), s. 9305-10, 2000. doi:10.1073/pnas.160128797. PMID 10908659. 
  25. How drugs affect neurotransmitters. Alcohol. The brain from top to bottom. [dostęp 2013-11-11].

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.