اتانول (Ethanol) یا الکل اتیلیک، یک ترکیب شیمیایی با فرمول C₂H₅OH است که به عنوان یک الکل ساده شناخته می شود. این ماده مایعی بی رنگ، فرار و با بوی ملایم است که به طور گسترده در صنایع مختلف، پزشکی، مواد غذایی و سایر زمینه ها کاربرد دارد. اتانول یک الکل اولیه است که از یک گروه هیدروکسیل (-OH) متصل به یک زنجیره دو کربنی تشکیل شده است.
منابع تولید اتانول
1. تخمیر (منشأ زیستی):
از تخمیر قندها یا نشاسته موجود در مواد گیاهی مانند ذرت، نیشکر، جو یا گندم تولید می شود.
2. سنتز شیمیایی:
از طریق هیدراتاسیون اتیلن (C₂H₄) در حضور کاتالیزور تولید می شود.
بیشتر برای مصارف صنعتی استفاده می شود.
3. منابع تجدیدپذیر:
اتانول زیستی (Bioethanol) از ضایعات کشاورزی یا زیست توده تولید می شود و به عنوان سوخت سبز شناخته می شود.
فرمول شیمیایی اتانول: C2H6O / CH3-CH2-OH / C2H5OH
مترادف: الکل اتیلیک، الکل دانه، متیل کاربینول، TSDA، Ethos، الکل مطلق، الکل نوشیدن، الکل اتیلیک، هیدروکسی اتان
جرم مولی اتانول: 46.041 g·mol-1
جرم دقیق: 46.041865 گرم در مول
نقطه اشتعال: 55 درجه فارنهایت / 12.8 درجه سانتی گراد
نقطه جوش اتانول: 173.3 درجه فارنهایت / 78.5 درجه سانتی گراد در 760 میلی متر جیوه
نقطه ذوب: -173.4 درجه فارنهایت / -114.1 درجه سانتیگراد
فشار بخار: 59.3 میلی متر جیوه در 25 درجه سانتی گراد
حلالیت در آب: قابل امتزاج
چگالی اتانول: 0.7893 گرم در مکعب (در 20 درجه سانتی گراد)
حلالیت: کاملاً در آب و بسیاری از حلال های آلی محلول است.
اشتعال پذیری: به راحتی مشتعل می شود و در حضور اکسیژن می سوزد و دی اکسید کربن و آب تولید می کند.
اتانول (Ethanol یا C₂H₅OH)، به دلیل خواص حلال، ضدعفونی کننده و قابلیت اشتعال، کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف، پزشکی، مواد غذایی، آرایشی و بهداشتی و سایر حوزه ها دارد. در ادامه، تمامی کاربردهای اتانول به صورت خلاصه و جامع ارائه شده است.
ضدعفونی کننده و استریل کننده:
به عنوان ضدعفونی کننده در بیمارستان ها، کلینیک ها و آزمایشگاه ها برای استریل کردن تجهیزات پزشکی، سطوح و پوست (معمولاً در غلظت 70٪).
در تولید ژل ها و اسپری های ضدعفونی کننده دست.
حلال در داروسازی:
اتانول در دارو، در فرمولاسیون داروهای مایع (مانند شربت ها، قطره ها و الگزیرها) برای حل کردن مواد فعال دارویی کاربرد دارد.
در استخراج ترکیبات گیاهی برای تولید عصارههای دارویی.
تزریقات و محصولات دارویی:
به عنوان حلال در برخی محلول های تزریقی و پمادها.
حفظ نمونه های بیولوژیکی:
در آزمایشگاه ها برای نگهداری نمونه های بافتی و میکروبی.
نوشیدنی های الکلی:
پایه اصلی در تولید نوشیدنی های الکلی مانند آبجو، شراب و مشروبات تقطیری.
استخراج اسانس ها و طعم دهنده ها:
برای استخراج اسانس های طبیعی و طعم دهنده ها در تولید آبمیوه ها، دسرها و شیرینی ها.
نگهدارنده مواد غذایی:
در برخی محصولات غذایی برای جلوگیری از رشد میکروب ها و افزایش ماندگاری.
کافئین زدایی:
در فرآیند حذف کافئین از قهوه و چای (به عنوان جایگزین حلال های مضرتر).
حلال در محصولات آرایشی:
در عطرها، ادکلن ها، لوسیون ها، تونرها و اسپری های مو برای حل کردن اسانس ها و مواد فعال.
ضدعفونی کننده در محصولات:
در دئودورانت ها و محصولات مراقبت از پوست برای خاصیت ضدباکتریایی.
پاک کننده ها:
در پاک کننده های آرایشی و لاک ناخن به عنوان حلال ملایم.
محصولات مراقبت از مو:
در ژل ها و اسپری های مو برای پخش یکنواخت و خشک شدن سریع.
حلال صنعتی:
در تولید رنگ ها، لاک ها، رزین ها، چسب ها و پوشش ها برای حل کردن مواد و تنظیم ویسکوزیته.
در جوهرهای چاپ و صنایع چاپ برای پخش رنگدانه ها.
تولید مواد شیمیایی:
به عنوان ماده اولیه در سنتز ترکیبات شیمیایی مانند اتیل استات، دی اتیل اتر و سایر مشتقات.
تمیزکننده صنعتی:
در چربی زدایی و تمیز کردن قطعات فلزی، الکترونیکی و سطوح صنعتی.
صنعت نساجی:
در رنگرزی و تکمیل پارچه ها برای حل کردن رنگ ها و مواد شیمیایی.
تولید پلاستیک ها:
به عنوان حلال در فرآیندهای تولید برخی پلیمرها.
سوخت زیستی:
اتانول به عنوان افزودنی در بنزین (مانند E10 یا E85) برای کاهش آلایندگی و بهبود احتراق.
در سوخت های زیستی برای خودروها و موتورهای احتراقی.
مشعل ها و لامپ های الکلی:
در مشعل های کوچک و لامپ های الکلی برای تولید گرما و نور.
استخراج مواد گیاهی:
برای استخراج اسانس ها، روغن های گیاهی و ترکیبات فعال در گیاهان دارویی.
آفتکش ها و ضدعفونی کننده ها:
در فرمولاسیون های کشاورزی برای ضدعفونی بذرها و تجهیزات.
حلال آزمایشگاهی:
در کروماتوگرافی (مانند HPLC) و استخراج مواد شیمیایی برای تجزیه و تحلیل.
استخراج DNA و پروتئین:
در فرآیندهای زیست فناوری برای جداسازی و خالص سازی مولکول های زیستی.
تمیز کردن تجهیزات:
برای شستشوی ظروف آزمایشگاهی و حذف باقیمانده های آلی.
پاک کننده های خانگی:
در اسپری های تمیزکننده شیشه، سطوح و آشپزخانه برای حذف چربی و لکه ها.
خوشبوکننده ها:
به عنوان پایه در اسپری های خوشبوکننده هوا.
ضدعفونی کننده خانگی:
برای تمیز کردن سطوح و وسایل خانگی به عنوان جایگزین محصولات تجاری.
صنعت عکاسی:
در محلول های توسعه فیلم برای پردازش شیمیایی.
صنعت الکترونیک:
برای تمیز کردن بردهای مدار و قطعات الکترونیکی به دلیل خاصیت تبخیر سریع.
آتش نشانی و ایمنی:
در فوم های آتش نشانی و محصولات مرتبط برای بهبود پخش مواد.
حلال اسانس ها:
برای رقیق سازی اسانس های گیاهی در آروماتراپی و ساخت عطرهای طبیعی.
محصولات طبیعی:
در تولید صابون ها، شمع ها و محصولات خانگی طبیعی.
اتانول Ethanol و متانول هزاران سال است که تولید میشود و یکی از قدیمی ترین فرآیندهای آلی است که بشر از آن استفاده کرده است و مردم در طول تاریخ از خواص آن استفاده می کنند.
از لحاظ تاریخی، از طریق تخمیر که فرآیند تبدیل قندها، مانند گلوکز، تولید می شود:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2
حجم زیادی از الکل اتانول هنوز از طریق تخمیر تولید می شود و عمدتاً برای استفاده های الکلی و سوختی استفاده می شود. مواد خام را می توان در جایگزینی قندها، از جمله نشاسته و مواد اولیه مبتنی بر قند، مانند دانه ذرت یا نیشکر، یا مواد اولیه سلولزی مانند علف، چوب، بقایای محصول یا ضایعات کشاورزی استفاده کرد. دی اکسید کربن همچنین می تواند برای جایگزینی قندها یا مواد خام با استفاده از واکنش های الکتروشیمیایی استفاده شود. با این حال، این روش تمایل به تولید مقادیر کمتر این ماده را دارد.
روش دیگر تولید این ماده از طریق هیدراتاسیون اتیلن با کاتالیزور اسیدی در حضور کاتالیزوری مانند اسید فسفریک است:
C2H4 + H2O → CH3CH2OH
این روش معمولاً برای تولید این ماده برای مصارف حلال استفاده می شود. این ماده همچنین از طریق هیدرولیز آنزیمی سلولز، آسیاب مرطوب ذرت و اکسیداسیون متان تولید می شود.
واکنش سوختن اتانول Ethanol بسیار بالا است. با استیل برومید و کلرید به شدت واکنش می دهد و اگر اتانول با پراکسید هیدروژن (آب اکسیژنه) بسیار غلیظ مخلوط شود، مخلوط های انفجاری می تواند ایجاد شود. در چندین واکنش آنزیمی از این ماده استفاده می شود که یکی از آنها اکسید شدن اتانول به استالدهید با نیکوتین آمید-آدنین دی نوکلئوتید در حضور کاتالیزور الکل دهیدروژناز است:
اتانول + NAD + → استالدهید + NADH + H +
سایر واکنش ها شامل اسید هیپوکلرو یا کلر برای تشکیل هیپوکلریت اتیل است. این ماده با اسیدهای کربوکسیلیک مانند آمینو یا اسیدهای چرب واکنش می دهد تا اتیل استرها را در حضور یک کاتالیزور اسیدی مانند اسید هیدروفلوئوریک و فسفریک تولید کند.
RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O
سایر واکنش ها شامل احتراق اتانول تشکیل دهنده CO2 و آب، واکنش با فلزات قلیایی یا بازهای قوی و کم آبی اتانول با یک کاتالیزور اسیدی است.
اتانول (C₂H₅OH)،در مقادیر کم و در کاربردهای خاص (مانند مواد غذایی، دارویی یا ضدعفونی کننده) معمولاً ایمن است، اما مصرف نادرست، بیش از حد یا قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آن می تواند عوارض و مضراتی به دنبال داشته باشد. در زیر به عوارض اتانول پرداخته شده است.
عوارض مصرف خوراکی
اتانول در نوشیدنی های الکلی یافت می شود و مصرف بیش از حد یا طولانی مدت آن می تواند اثرات منفی متعددی داشته باشد:
عوارض کوتاه مدت:
اختلال در عملکرد مغز: کاهش هماهنگی، تاری دید، تکلم نامفهوم، کاهش توانایی تصمیم گیری و واکنش.
مشکلات گوارشی: تهوع، استفراغ، و تحریک معده.
افت قند خون: به ویژه در افراد دیابتی یا کسانی که با معده خالی الکل مصرف می کنند.
مسمومیت الکلی: در دوزهای بالا، می تواند باعث بیهوشی، کما یا حتی مرگ شود.
عوارض بلندمدت:
آسیب کبدی: بیماری هایی مانند کبد چرب، هپاتیت الکلی و سیروز کبدی.
اختلالات قلبی عروقی: افزایش فشارخون، کاردیومیوپاتی (ضعف عضله قلب) و افزایش خطر سکته.
مشکلات گوارشی: زخم معده، گاستریت و افزایش خطر سرطان های دستگاه گوارش (مانند سرطان مری و معده).
اختلالات روانی: افسردگی، اضطراب، و وابستگی به الکل (اعتیاد).
آسیب به سیستم عصبی: نوروپاتی محیطی، کاهش حافظه و مشکلات شناختی.
افزایش خطر سرطان: مصرف طولانی مدت با سرطان هایی مانند سرطان کبد، دهان و سینه مرتبط است.
عوارض پوستی و تماس موضعی
تحریک پوست: تماس مستقیم و مکرر با اتانول (مانند الکل های ضدعفونی کننده) می تواند باعث خشکی، تحریک یا درماتیت پوستی شود، به ویژه در افراد با پوست حساس.
حساسیت: در برخی افراد، تماس با اتانول ممکن است باعث واکنش های آلرژیک مانند قرمزی یا خارش شود.
عوارض استنشاق یا قرار گرفتن در معرض بخارات
تحریک تنفسی: استنشاق بخارات اتانول در محیط های صنعتی یا بسته می تواند باعث تحریک گلو، بینی و ریه ها شود.
سردرد و سرگیجه: قرار گرفتن طولانی مدت در معرض بخارات اتانول ممکن است باعث سردرد، سرگیجه یا حتی مسمومیت خفیف شود.
عوارض در کاربردهای پزشکی و بهداشتی
خشکی پوست: استفاده مکرر از ژل ها یا محلول های ضدعفونی کننده حاوی اتانول (مانند الکل 70 درصد) می تواند باعث خشکی شدید پوست یا ترک خوردگی شود.
سوء مصرف: در صورت استفاده نادرست (مثلاً بلعیدن الکل های پزشکی)، می تواند به مسمومیت شدید منجر شود.
عوارض زیست محیطی و صنعتی
اشتعال پذیری: اتانول بسیار قابلاشتعال است و در محیط های صنعتی می تواند خطر آتش سوزی یا انفجار ایجاد کند.
آلودگی محیطی: تولید و دفع نادرست اتانول صنعتی ممکن است به آلودگی آب یا خاک منجر شود.
عوارض برای گروه های خاص
زنان باردار: مصرف اتانول در دوران بارداری می تواند باعث سندرم جنین الکلی (FAS) شود که منجر به نقایص مادرزادی، مشکلات رشد و اختلالات مغزی در جنین می شود.
کودکان: حتی مقادیر کم اتانول (مثلاً از طریق محصولات خوراکی یا دارویی) می تواند برای کودکان خطرناک باشد و باعث مسمومیت شود.
افراد با بیماری های خاص: افرادی با بیماری های کبدی، کلیوی یا اعتیاد به الکل در برابر عوارض اتانول آسیب پذیرتر هستند.
اتانول (C₂H₅OH) و متانول (CH₃OH) هر دو الکل های ساده ای هستند، اما از نظر ساختار شیمیایی، خواص و کاربردها تفاوت های اساسی دارند. اتانول یک الکل دو کربنی با یک گروه هیدروکسیل است که معمولاً از تخمیر مواد گیاهی مانند نیشکر یا ذرت تولید می شود و در نوشیدنی های الکلی، ضدعفونی کننده ها (70 درصد)، سوخت زیستی و حلال های صنعتی و آرایشی کاربرد دارد. این ماده در مقادیر مجاز برای مصرف انسانی ایمن است و به دلیل خاصیت ضدمیکروبی در پزشکی استفاده می شود.
در مقابل، متانول یک الکل تک کربنی است که اغلب از طریق فرآیندهای شیمیایی (مانند تقطیر مخرب چوب یا سنتز گاز) تولید می شود و به عنوان حلال صنعتی، ماده اولیه در تولید فرمالدهید و سوخت در برخی کاربردها استفاده می شود. متانول بسیار سمی است و مصرف حتی مقادیر کم آن (چند میلی لیتر) می تواند باعث کوری، آسیب کبدی، نارسایی تنفسی یا مرگ شود.
تفاوت کلیدی دیگر در سمیت و کاربرد است. اتانول به دلیل ایمن بودن در غلظت های پایین، در صنایع غذایی و دارویی رایج است، در حالی که متانول به دلیل سمیت بالا هرگز در محصولات خوراکی یا بهداشتی استفاده نمی شود و بیشتر در صنایع شیمیایی کاربرد دارد. از نظر فیزیکی، هر دو مایع بی رنگ با بوی ملایم هستند، اما متانول بوی تندتری دارد و نقطه جوش پایین تری (64.7 درجه سانتی گراد) نسبت به اتانول (78.37 درجه سانتی گراد) دارد. این تفاوت ها شناسایی و استفاده ایمن آنها را حیاتی می کند، به ویژه در محیط هایی که ممکن است با هم اشتباه گرفته شوند.
مطلبی به عنوان روش خانگی تشخیص اتانول از متانول وجود ندارد و نمیتوان به قطعیت در مورد تشخیص این دو ماده خارج از محیط آزمایشگاهی نظری ارائه داد. با این حال برای انجام تست تشخیص آنها، مقداری از هر کدام یا ترکیب هر دو را در یک ظرف قرار دهید. به آنها شعله بدمید و مشاهده کنید که آیا شعله بهصورت آبی و براق می سوزد یا آبی کثیف و دودی شکل. تفاوت سوختن این دو ماده در رنگ آنها است.
سوختن اتانول شعله آبی و براق را به همراه دارد، زیرا این ماده با دمای بالا و در حضور هوا به صورت کامل سوخته و شعله آبی را تشکیل می دهد. اما متانول با دمای پایین تر و با تشکیل شعله آبی کثیف و دودی می سوزد.
تشخیص اتانول از متانول با جوش شیرین
برای تشخیص اتانول از متانول با جوش شیرین محلول را با جوش شیرین مخلوط می کنیم، اگر رسوب زرد رنگ تشکیل شد، محلول اتانول است و اگر رسوب تشکیل نشد، محلول متانول بوده است.
تشخیص اتانول از متانول با سیب زمینی
برای تشخیص اتانول از متانول با سیب زمینی، سیب زمینی را داخل محلول قرار می دهیم. اگر سیب زمینی به رنگ سبز در آمد اتانول و در صورتی که به رنگ صورتی تغییر رنگ داد محلول متانول است.
این چند روش بسیار ساده هستند، اما به هیچ عنوان روش قطعی و دقیق در نظر گرفته نمی شوند، زیرا مواد دیگر موجود در محلول ها نیز ممکن است شعله آبی و براق تشکیل دهند؛ بنابراین، برای اطمینان بیشتر و تشخیص بهتر، استفاده از روش های آزمایشگاهی پیشنهاد می شود.
الكل ها همگی دارای گروه عاملی هیدروكسید یا OH هستند. گروه هیدروكسید OH یك گروه قطبی می باشد زیرا الكترونگاتیوی ئیدروژن و كربن بیش از 4/0 می باشد. اصل كلی كه در حلالیت وجود دارد این است كه مواد قطبی در حلال های قطبی حل می شوند و مواد ناقطبی در حلال های ناقطبی حل می شوند. الكل ها نیز مانند آب دارای ئیدروژن متصل به اكسیژن هستند و بنابراین توانایی برقراری پیوند هیدروژنی بین مولكول های خود و نیز بین خود و آب را دارند.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با شرکت آرکا شیمی گستر سپیدار وارد کننده مواد اولیه دارویی آرایشی و بهداشتی با شماره های 02182801442 و 09026715830 در تماس باشید.
سوالات متداول
1. اتانول چیست و از چه چیزی ساخته می شود؟
اتانول نوعی الکل است که از تخمیر قندها در موادی مانند نیشکر، ذرت یا گندم تولید می شود. همچنین می تواند از فرآیندهای شیمیایی مانند هیدراتاسیون اتیلن به دست آید. در سوخت، صنایع دارویی و محصولات بهداشتی کاربرد دارد. کیفیت آن بسته به نوع تولید متفاوت است.
2. تفاوت اتانول خوراکی و صنعتی چیست؟
اتانول خوراکی برای مصرف انسانی (مانند نوشیدنی ها) تولید می شود و خالص است. اتانول صنعتی حاوی افزودنی های سمی مانند متانول است و برای ضدعفونی یا سوخت استفاده می شود. اتانول خوراکی روی برچسب گرید خوراکی دارد. استفاده از نوع صنعتی در غذا خطرناک است.
3. اتانول چه کاربردهایی در صنایع دارد؟
اتانول در سوخت های زیستی (بیواتانول)، ضدعفونی کننده ها، عطرها و محصولات دارویی استفاده می شود. به عنوان حلال در صنایع شیمیایی و آرایشی کاربرد دارد. همچنین در تولید پلاستیک و مواد شیمیایی دیگر نقش دارد. تطبیق پذیری آن باعث استفاده گسترده اش شده است.
4. آیا اتانول برای محیط زیست مضر است؟
اتانول زیستی نسبت به سوخت های فسیلی آلودگی کمتری تولید می کند، اما تولید آن می تواند منابع آب و خاک را تحت تأثیر قرار دهد. نشت اتانول صنعتی ممکن است به محیط زیست آسیب برساند. روش های تولید پایدار می توانند اثرات منفی را کاهش دهند. بازیافت و مدیریت صحیح ضروری است.
5. چگونه اتانول به عنوان سوخت استفاده می شود؟
اتانول به عنوان بیواتانول در ترکیب با بنزین (مانند E10 یا E85) برای خودروها استفاده می شود. این سوخت انتشار کربن را کاهش می دهد و تجدیدپذیر است. با این حال، نیاز به زمین کشاورزی برای تولید آن بحث برانگیز است. کارایی آن به فناوری موتور بستگی دارد.
6. چرا اتانول در ضدعفونی کننده ها استفاده می شود؟
اتانول با غلظت 60-80٪ خاصیت ضدباکتری و ضدویروسی دارد و در ضدعفونی کننده های دست و سطوح استفاده می شود. به سرعت تبخیر می شود و نیازی به شستشو ندارد. ایمن برای پوست است، اما نباید بلعیده شود. در پزشکی و بهداشت عمومی بسیار پرکاربرد است.
7. آیا اتانول قابل بازیافت است؟
اتانول می تواند از طریق تقطیر و فرآیندهای شیمیایی بازیافت شود، به ویژه در صنایع. بازیافت آن در تولید سوخت و مواد شیمیایی هزینه ها را کاهش می دهد. با این حال، نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد. این فرآیند به کاهش ضایعات کمک می کند.
8. چگونه کیفیت اتانول را تشخیص دهیم؟
اتانول خالص بی رنگ است و بوی ملایم الکلی دارد. اتانول صنعتی ممکن است بوی تند یا افزودنی داشته باشد. برای اطمینان، باید از فروشندگان معتبر خرید و به برچسب ها توجه کرد. آزمایش های شیمیایی می توانند خلوص آن را تأیید کنند.
9. اتانول چه خطراتی برای سلامتی دارد؟
اتانول خوراکی در مقادیر کم بی خطر است، اما مصرف زیاد آن به کبد و سیستم عصبی آسیب می رساند. اتانول صنعتی سمی است و می تواند باعث مسمومیت شدید یا مرگ شود. استنشاق طولانی مدت بخارات آن نیز مضر است. استفاده ایمن و مطابق دستورالعمل ضروری است.
10. چرا اتانول در محصولات آرایشی استفاده می شود؟
اتانول به عنوان حلال در عطرها، لوسیون ها و محصولات مراقبت از پوست استفاده می شود. به پخش یکنواخت مواد فعال کمک می کند و خاصیت ضدمیکروبی دارد. همچنین باعث خشک شدن سریع محصول روی پوست میشود. باید در غلظت های ایمن استفاده شود.
منبع: www.gov.uk
