Álcool etílico: estrutura, propriedades, usos, produção - Ciência - 2023

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o álcool etílico ou etanol é um composto orgânico cuja fórmula é C₂H₅OH ou CH₃CH₂OH, aparecendo como um líquido incolor. É o segundo álcool primário mais simples de todos depois do metanol. É muito solúvel em água e em diversos solventes orgânicos, o que tem permitido o desenvolvimento de muitas de suas aplicações.

Esse álcool tem sido utilizado como anti-séptico e desinfetante, além de ser utilizado na síntese de medicamentos e outros produtos químicos orgânicos. Também tem sido usado como combustível em aquecedores, lâmpadas e em combinação com gasolina em veículos motorizados.

A fermentação do açúcar para a produção do etanol é uma das primeiras reações químicas que o homem primitivo aprendeu. Uma cerâmica de 9.000 anos foi encontrada na China que continha restos secos de etanol, indicando que o homem neolítico já consumia álcool.

Mas a fermentação dos açúcares produzia apenas uma solução de etanol de baixíssima concentração, por isso foi necessário aprender técnicas de destilação para retirar a água e concentrar o álcool. Assim, os alquimistas gregos que trabalhavam em Alexandria no século I dC já conheciam e usavam a destilação.

No entanto, existem rotas sintéticas que permitem obter etanol totalmente puro a partir do eteno, que é destilado do petróleo. Portanto, o petróleo é uma fonte indireta de etanol. Desta forma, você obtém etanol ou álcool absoluto.

Estrutura do álcool etílico

Na imagem superior, temos a estrutura molecular do etanol, CH₃-CH₂-OH, representado por um modelo de espaço completo. É um molecular bastante polar, uma vez que o grupo OH atrai a densidade eletrônica para si a partir do esqueleto de carbono ao qual está ligado.

Como resultado, as moléculas de álcool etílico interagem por meio de forças dipolo-dipolo, com destaque para o tipo de ligação de hidrogênio, CH₃CH₂OH-OHCH₂CH₃. É por isso que esse álcool tem um alto ponto de ebulição em comparação com outros solventes ou líquidos orgânicos.

Propriedades

Aparência física

Líquido incolor.

Massa molar

46,069 g / mol

Odor

Cheiro macio e semelhante ao do vinho.

Sabor

Queimando

Densidade

0,789 g / cm³ a 20 ºC

Ponto de fusão

- 114,14 ºC

Ponto de ebulição

78,24 ºC

Solubilidade em água

1·10⁶ mg / L. Ou seja, é praticamente miscível em todas as proporções.

Miscibilidade com solventes orgânicos

O etanol é miscível com ácido acético, acetona, benzeno, tetracloreto de carbono, clorofórmio, éter dietílico, etilenoglicol, glicerol, piridina e tolueno. Também é miscível com hidrocarbonetos alifáticos leves, como pentano e hexano.

Coeficiente de partição octanol / água

Log P = - 0,31

Pressão de vapor

59,3 mm Hg a 25 ° C Portanto, ele emite uma quantidade perceptível de vapores.

Densidade do vapor

1,59 em relação ao ar tomado como unidade (1)

ponto de ignição

13 ºC

Temperatura de autoignição

363 ºC

Calor de combustão

1336,8 kJ / mol a 25 ºC

Combustão

O etanol é um líquido volátil que queima com uma chama azul sem fumaça e é virtualmente invisível à luz natural.

Calor específico

0,618 cal / g a 23 ºC

Viscosidade

1,2 mPa s a 20 ºC

Índice de refração ηD

1.3611

Álcool etílico usa

Usos médicos

Antisséptico

O etanol é utilizado como anti-séptico, pois tem ação letal contra bactérias e fungos. É capaz de alterar a estrutura de suas membranas plasmáticas, o que produz sua destruição através dos fluxos osmóticos de água que se estabelecem.

Além disso, o etanol pode destruir muitos tipos de vírus. Atualmente, recomenda-se o uso de géis contendo álcool para desinfetar as mãos e reduzir a disseminação do coronavírus. O etanol também é usado para desinfetar feridas superficiais menores.

Solvente de droga

Muitos medicamentos são pouco solúveis em água e o etanol é usado para aumentar sua solubilidade. Alguns xaropes para tosse e enxaguantes bucais têm um teor de etanol de até 25%.

Tratamento da dor

O etanol é usado para lise terapêutica de nervos ou nódulos para o alívio da dor crônica intratável presente no câncer inoperável ou na neuralgia do trigêmeo.

Tratamento de cistos tireoidianos sintomáticos

As injeções percutâneas de etanol são utilizadas no tratamento de cistos da tireoide, um procedimento simples que poderia evitar as complicações de uma intervenção cirúrgica.

Ação sedativa

Ocasionalmente, o etanol é administrado por via intravenosa para sedação pré e pós-operatória, naqueles pacientes para os quais outras medidas não são utilizáveis.

Antídoto

O etanol é usado sistemicamente para tratar intoxicações com metanol ou etilenoglicol.

Glaucoma

O etanol é usado para diminuir a pressão intraocular em pacientes com glaucoma.

Combustível

Os Estados Unidos, junto com o Brasil, consomem 90% do etanol usado como combustível nos automóveis. Os Estados Unidos são o maior produtor de milho do mundo, por isso usam o milho como fonte de etanol como combustível.

O governo subsidiou os produtores de milho, aumentando a produção de etanol combustível de 20 milhões de galões por ano para 750 milhões de galões entre 1979 e 1986.

A cana-de-açúcar é a principal fonte de etanol do Brasil para uso como combustível. Em 1943, devido à Segunda Guerra Mundial, que dificultou a entrada do petróleo no Brasil, o uso do etanol como combustível aumentou consideravelmente.

Desde 1976, misturas de etanol e gasolina são utilizadas como combustível em automóveis, cujo teor de etanol varia entre 10 e 25%, dependendo da produção da cana-de-açúcar.

Uso recreativo

O etanol está presente em inúmeras bebidas utilizadas em confraternizações e até mesmo nos almoços e jantares familiares.

A ação inicial do álcool para desinibir o comportamento social da pessoa produz um ambiente agradável e facilitador da interação entre as pessoas. Entretanto, o excesso de etanol pode desencadear efeitos tóxicos e indesejáveis na saúde pessoal e na harmonia entre reuniões ou eventos.

Cuidado pessoal

O etanol está presente em diversos cosméticos e produtos de beleza. Além disso, por sua ação adstringente, é utilizado para limpar a pele, eliminando vestígios de oleosidade e sujeira que o sabão e a água não conseguem. Também faz parte da preparação de muitas loções e perfumes.

Alimentos

A essência de baunilha, aromatizante usado em bolos e tortas, é dissolvida em uma mistura de etanol e água. São vendidos rebuçados recheados com determinadas bebidas alcoólicas. O álcool também é usado como condimento para alguns doces.

Obtenção de álcool etílico

O etanol é obtido principalmente pela fermentação de açúcares e hidratação do etileno, fazendo-se testes para produzi-lo a partir de dióxido de carbono, lipídios e celulose.

Fermentação

No processo de fermentação, a transformação dos carboidratos em etanol ocorre pela ação de enzimas presentes na levedura. Principalmente a cana-de-açúcar, a beterraba e os cereais como o milho e a cevada são usados como matéria-prima.

As enzimas da glicólise de algumas espécies de leveduras, como Saccharomyces cerevisiae, são capazes de atuar sobre os açúcares glicose e sacarose, para produzir etanol. A concentração do etanol produzido é limitada pela suscetibilidade das leveduras ao etanol.

Em qualquer caso, a concentração de etanol produzido pela fermentação não ultrapassa 18%. Portanto, é necessário concentrar a solução de etanol por destilação simples. Por este método é obtida uma solução de etanol com uma concentração em torno de 95%.

Por fim, a destilação fracionada e a desidratação de álcool 95% são utilizadas para a produção de álcool absoluto. O etanol produzido pela fermentação é utilizado na medicina, e é reservado como combustível que complementa a gasolina.

Hidratação de etileno

Nesse processo, o etileno é misturado ao vapor de água deionizada em altas temperaturas, entre 250 e 300 ºC, e sob pressão de 6,8 MPa. A conversão do etileno em etanol é catalisada pelo ácido fosfórico colocado sobre uma camada de sílica gel ou terra de diatomáceas.

A reação de hidratação do etileno pode ser delineada da seguinte maneira:

C₂H₄ + H₂O → CH₃CH₂Oh

Parte do ácido fosfórico é arrastado pelo vapor d'água e deve ser neutralizado com hidróxido de sódio diluído. A concentração de etanol obtida pela hidratação do etileno é baixa, com um valor entre 10 e 25%.

Em seguida, a solução de etanol é concentrada por destilação, obtendo-se uma solução de etanol a 95%, que pode ser levada a 100% por destilação fracionada e desidratação.

Outros métodos

Entre os métodos alternativos para a produção de etanol, temos o uso de gás carbônico, lipídios e celulose. O uso da celulose é mais promissor, já que materiais como madeira, palha, restos de papel, etc. podem ser utilizados como fonte da matéria-prima celulose. A celulose é um polímero da glicose e pode ser utilizada como fonte desse carboidrato.

Toxicidade e riscos

Inalação

Altas concentrações de vapor de etanol podem causar sonolência, irritação nos olhos e no trato respiratório superior, manifestada por tosse e dor de cabeça.

Contato direto com a pele e olhos

O contato com a pele pode causar ressecamento e irritação crônica e dermatite. Enquanto isso, o contato com os olhos produz irritação, vermelhidão, dor e sensação de queimação.

Ingestão

Produz uma sensação de queimação e no início tem uma ação estimulante e agradável devido à desinibição produzida. Mas, à medida que a ingestão de álcool continua, ocorrem depressão nervosa, dor de cabeça, visão turva, sonolência e inconsciência.

Efeitos crônicos

O etanol afeta o sistema nervoso central e o trato respiratório superior. Além disso, os danos ao fígado decorrentes da ingestão de etanol podem causar cirrose e morte posterior.

Referências

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