تفاوت ETOH با Metanol

 اتانول | تفاوت اتانول و متانول چیست؟

 بروزرسانی در:فروردین ماه  1394

بهنیا صادقی

اتانول :ETOH

اتانول چیست؟ | خواص، ویژگی‌ها و موارد کاربرد آن

اتانول| Ethanol، یک ترکیب آلی ساده از خانواده الکل‌ها است. این ترکیب شیمیایی با نام‌های متداول اتیل الکل، الکل اتیلیک، هیدروکسی اتان و … نیز شناخته می‌شود.این ماده را می‌توان یک ترکیب مایع هیدروکربن معرفی کرد که ساختار مولکولی ساده‌ای دارد. نماد شیمیایی اتیل الکل به صورت EtOH می‌باشد که فرمول مولکولی کامل آن به فرم C2H6O می‌باشد.

در ساختار اتانول، یک گروه هیدروکسیل به اتم کربن متصل است. اتیل الکل، مایعی فرار، قابل اشتعال و بی رنگ است که دارای بوی مشخص است؛ بوی تند الکلی را می‌توانید با شدت کمتر از این ماده احساس کنید.

اتیل الکل به طور طبیعی از تخمیر قندها توسط مخمرها یا از طریق فرآیندهای پتروشیمی مانند هیدراتاسیون اتیلن تولید می‌شود. این الکل به عنوان یک ضد عفونی کننده، کاربردهای پزشکی دارد.

همچنین جایگاه آن به عنوان یک حلال شیمیایی در سنتز ترکیبات آلی شناخته شده است. هیدروکسی اتان یک منبع سوخت جایگزین محسوب می‌شود.

نگاهی به تاریخچه اتانول

تخمیر قند و تولید الکل – در اینجا منظور، اتانول است – یکی از اولین فناوری‌های زیستی شناخته شده توسط انسان است. اثرات کاهش هوشیاری در اثر مصرف اتیل الکل از دوران باستان شناخته شده است.

کشف اتانول در واقع به شیمیدان و فیلسوف ایرانی محمد بن زکریای رازی (۸۵۴ م – ۹۲۵ م.) نسبت داده شده است. این روند در سال‌های متمادی، از خاورمیانه به ایتالیا گسترش یافت. الکل خالص در قرن ۱۴ توسط دانشمندی به نام “ریموند لول” به دنیای ترکیبات شیمیایی معرفی شد.

شواهد باستان شناسی در چین نشان می‌دهد که تقطیر الکل در قرن ۱۲، مقارن با حکومت سلسله‌های جین یا سونگ جنوبی انجام شده است. در هندوستان، تقطیر الکل که از خاورمیانه الهام گرفته شده بود، تا قرن چهاردهم توسط پادشاهان در دهلی بسیار مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۱۷۹۶، “یوهان توبیاس لوویتز”، شیمیدان آلمانی – روسی، توانست با استفاده از تفاوت در نقطه جوش (آزوتروپ آب و الکل)، سپس تقطیر مخلوط با حرارت کم، اتانول خالص بدست آورد.

آنتوان لاووازیه، شیمیدان فرانسوی، اتیل الکل را به عنوان ترکیبی از کربن، هیدروژن و اکسیژن توصیف کرد و در سال ۱۸۰۷، “نیکولاس-تئودور سائوسور”، فرمول شیمیایی اتیل الکل را تعیین کرد.

پنجاه سال بعد، “آرچیبالد اسکات کوپر”، فرمول ساختاری آن را منتشر نمود.

اتانول اولین بار به طور سنتزی، در سال ۱۸۲۵، توسط مایکل فارادی تهیه شد. او دریافت که اسید سولفوریک می‌تواند حجم زیادی گاز ذغال را جذب کند.

در سال ۱۸۲۸، “هنل” و شیمیدان فرانسوی “ژرژ-سیمون سرولاس” به طور مستقل کشف کردند که اسید سولفوونیک می‌تواند به اتیل الکل تجزیه شود.

از اوایل سال ۱۸۴۰ اتانول به عنوان سوخت لامپ در ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت، اما مالیاتی که برای مصرف اتانول صنعتی در طول جنگ گرفته می‌شد، این کاربرد را منسوخ کرد.

استفاده از اتیل الکل به عنوان سوخت خودرو به سال ۱۹۰۸ برمی گردد. اتیل الکل اغلب از اتیلن تولید می‌شود.

روش‌های تولید اتانول

اتانول هم به صورت تولید در صنایع پتروشیمی، هم از طریق هیدراتاسیون اتیلن و هم از طریق فرآیندهای بیولوژیکی با تخمیر قندها از طریق فعالیت مخمرها تولید می‌شود.

اینکه کدام فرآینده از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است، به قیمت‌های نفت خام و خوراک ورودی برای تولید اتیل الکل بستگی دارد. در دهه ۱۹۷۰، بیشترین اتانول صنعتی در ایالات متحده در پتروشیمی تهیه می‌شد.

۱-تولید اتیل الکل از هیدراتاسیون اتیلن

هیدروکسی اتان برای مصرف به عنوان ماده اولیه صنعتی یا یک حلال، از ذخایر خوراک پتروشیمی‌ها ساخته می‌شود؛ مرحله اول تولید با هیدراتاسیون اتیلن کاتالیز شده با اسید آغاز می‌شود:

C2H4+H2O → CH3CH2OH

کاتالیزور معمولاً اسید فسفریک است. این واکنش در حضور بخار با فشار بالا در دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد (۵۷۲ درجه فارنهایت) انجام می‌شود که در آن نسبت اتیلن به بخار ۵: ۳ است.

۲- تولید اتیلن الکل از CO2

CO2 می‌تواند به عنوان ماده اولیه برای تولید این الکل استفاده شود. این گاز را می‌توان با استفاده از هیدروژن کاهش داد و با استفاده از آن، اتانول، اسید استیک و مقادیر کمی از ۲،۳- بوتان دی آل و اسید لاکتیک تولید کرد.

خواص و کاربردهای اتانول

۱-ویژگی‌های فیزیکی الکل اتیلیک

اتیل الکل، مایعی فرار و بی رنگ است که بوی ملایم دارد. با شعله آبی، بدون دود می‌سوزد. خصوصیات فیزیکی این الکل اساساً از وجود گروه هیدروکسیل و کوتاه بودن زنجیره کربنی آن ناشی می‌شود.

گروه هیدروکسیل الکل اتیلیک قادر به شرکت در پیوند ه یدروژنی است.

ماهیت قطبی گروه هیدروکسیل باعث می‌شود که الکل اتیلیک، بسیاری از ترکیبات یونی، به ویژه هیدروکسیدهای سدیم و هیدروکسید های پتاسیم، کلرید منیزیم، کلرید کلسیم، کلرید آمونیوم، برومید آمونیوم و برومید سدیم را حل کند.

کلریدهای سدیم و پتاسیم در این الکل، اندکی حل می‌شوند.

۲-خواص اتانول در جایگاه یک حلال آلی

اتیل الکل یک حلال پرکاربرد است؛ با آب مخلوط می‌شود. با هیدروکربنهای آلیفاتیک سبک مانند پنتان و هگزان و کلریدهای آلیفاتیک مانند تری کلرواتان و تتراکلر اتیلن مخلوط می‌شود.

اتیل الکل در حلال‌های آلی از جمله اسید استیک، استون، بنزن، تتراکلرید کربن، کلروفرم، دی اتیل اتر، اتیلن گلیکول، گلیسرول، نیترومتان، پیریدین و تولوئن قابل امتزاج است.

مخلوط کردن هیدروکسی اتان و آب، گرمازا است.

۳-تفاوت بین متانول و اتانول چیست؟

در ساختار مولکولی:

 اتانول دو اتم کربن وجود دارد که به آن الکل اتیل نیز گفته می‌شود.

 متانول، همچنین به عنوان متیل الکل شناخته می‌شود و فقط از یک اتم کربن تشکیل شده است.

آشنایی بیشتر با متانول

مشخصات فیزیکی و شیمیایی اتانول

کاربردهای اتانول

• به دلیل خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی، از اتانول در تهیه بسیاری از مواد ضد عفونی کننده دست و دستمال مرطوب استفاده می‌شود. به خصوص این ماده در دوران همه‌گیری برخی بیماری‌ها از جمله کرونا بسیار کاربرد دارد.
• همچنین از اتیل الکل به عنوان محلول ضد عفونی کننده استفاده می‌شود.
• در موارد مسمومیت با اتیلن گلیکول یا مسمومیت با متیل الکل، این ترکیب الکلی اغلب به عنوان یک پادزهر تجویز می‌گردد.
• برخی از داروها که در آب، نامحلول هستند اغلب در اتیل الکل حل می‌شوند. به عنوان مثال، از اتانول (در غلظت‌های ۱ تا ۲۵ درصد) به عنوان حلال در بعضی از مسکن‌ها و دهانشویه‌ها استفاده می‌شود.
• از اتانول صنعتی در تولید استرهای اتیل، اسید استیک، دی اتیل اتر و آمین‌های اتیل استفاده می‌شود. ترکیب اتانول آمین هم ترکیبی است که همین ساختار در آن وجود دارد.
• این ترکیب به دلیل ساختار قطبی و غیر قطبی، به طور گسترده به عنوان یک حلال آلی به کار می‌رود.
• اتانول به طور گسترده‌ای به عنوان افزودنی برای سوخت موتور استفاده می‌شود. برخی از انواع بنزین حاوی ۲۵٪ اتیل الکل هستند.
• این ترکیب همچنین به عنوان سوخت به کار می‌رود. اعتقاد بر این است که هنگام استفاده از اتیل الکل در سوخت، الکل باعث کاهش انتشار مونوکسیدکربن و اکسید نیتروژن می‌شود.
• از آنجا که هیدروکسی اتان به طور گسترده در دسترس است و سمیت و هزینه کمی دارد، از آن در سلول‌های سوختی اتیل الکل مستقیم استفاده می‌شود. با این حال، پیل‌های سوختی تجاری به طور کلی از متانول، هیدروژن یا گاز طبیعی استفاده می‌کنند.
• از این الکل در تهیه محصولات مراقبت از پوست و مو استفاده می‌شود. برخی تمیز کننده‌های پوست صورت حاوی مقدار معینی الکل هستند.
• اتیل الکل طبی را می‌توانید برای تهیه محلول ضد عفونی کننده با آب رقیق کنید و در منزل استفاده نمایید.

ایمنی اتانول

• تماس چشم‌ها با اتیل الکل باعث سوزش شدید می‌شود. ممکن است باعث حساس شدن به نور و یا دردناک بودن چشم‌ها نیز بشود. در موارد شدیدتر، ممکن است باعث التهاب و آسیب به قرنیه شود.
• در صورتیکه این الکل با پوست تماس پیدا کند، باعث تحریک پوست در حد معمول می‌شود.
• بلع غیر عمد الکل اتیلیک ممکن است با تهوع، استفراغ و اسهال همراه باشد و باعث تحریک دستگاه گوارش گردد.
• سردرد، سرگیجه، خواب آلودگی و حالت تهوع از علائم دیگر مسمومیت با اتیل الکل است.
• استنشاق اتانول با غلظت بالا ممکن است باعث اثرات نامطلوب بر سیستم عصبی مرکزی شود که با حالت تهوع، سردرد، سرگیجه، بیهوشی و کما مشاهده می‌شود. بوی الکل، دستگاه تنفسی را تحریک می‌کند.
• قرار گرفتن در معرض اتیل الکل در طولانی مدت ممکن است باعث آسیب کبدی، کلیوی و قلبی شود.
• اتیل الکل در دما و فشارهای نرمال، از نظر شیمیایی، پایدار است.
• این الکل با اکسید کننده‌ها، منابع احتراقی و گرمای بیش از حد، ناسازگار است.

*ناسازگاری اتیل الکل با مواد دیگر: عوامل اکسید کننده قوی، اسیدها، فلزات قلیایی، آمونیاک، هیدرازین، پراکسیدها، سدیم، انیدریدهای اسید، هیپوکلریت کلسیم، کلرید کروم، نیتروسیل پرکلرات، پنتافلورید برم، اسید پرکلریک، نیترات نقره، نیترات جیوه، پرکلرات منیزیم، کلریدهای اسید، پلاتین، هگزا فلوراید اورانیوم، اکسید نقره، هپتا فلورید ید، استیل برومید، دی سولفوریل دی فلوئورید، استیل کلراید، اسید پرمنگانیک، اکسید روتنیوم (VIII)، اکسید پتاسیم، اورانیل پتاسیم.

محصولات تجزیه‌ای خطرناک از سوخت و تجزیه اتانول: مونوکسیدکربن، بخارها و گازهای تحریک کننده و سمی، دی اکسید کربن.

بسته بندی اتانول

بسته‌بندی اتانول با توجه به گرید صنعتی یا آزمایشگاهی آن در بازار در حجم‌های مختلف وجود دارد. به طور کلی الکل صنعتی به صورت تانکر، حمل با بشکه‌های ۲۲۰ لیتری و حمل در گالن‌های ۲۰ لیتری انجام می‌گیرد.

اتیل الکل گرید آزمایشگاهی معمولاً در حجم ۵۰۰ میلی لیتر، ۱۰۰۰ میلی لیتر و ۲۰۰۰ میلی لیتر از بهترین برندهای جهان یعنی “مرک” و “سیگما آلدریچ” در بازار وجود دارند.

شرایط نگهداری بسته بندی های اتانول

1. بسته بندی‌های اتانول باید در انبارهای مجهز به تهویه بسیار قوی نگهداری شوند. هنگام انتقال، باید برای مخازن یا ظروف حاوی الکل حتماً اتصال به زمین را برقرار کنید تا از جرقه‌های احتمالی جلوگیری کند.
2. از تماس اتیل الکل با پوست، چشم و لباس خودداری کنید. ظروف خالی محصول در انبار، مقداری مایع و یا بخار را در خود حبس می‌کنند و می‌توانند خطرناک باشند. ظرف حاوی اتیل الکل را محکم بسته نگه دارید.
3. بسته بندی و مخازن الکل را از حرارت، جرقه و شعله دور نگهدارید. از خوردن و استنشاق بخارات آن خودداری کنید.
4. ظروف خالی اتیل الکل را تحت فشار، برش، جوشکاری، لحیم کاری، حرارت، جرقه یا شعله قرار ندهید.
5. فراموش نکنید که از تماس اتیل الکل با مواد اکسید کننده جلوگیری کنید. در محل خنک و خشک، دارای تهویه مناسب و به دور از مواد ناسازگار نگهداری شود. این مخازن را در نزدیکی پرکلرات ها، پراکسیدها، اسید کرومیک یا اسید نیتریک ذخیره نکنید.