Этанол: назначение и применение¶

Этанол (этиловый спирт, C₂H₅OH) — одноатомный спирт, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Это один из старейших известных человеку органических соединений, получаемый сбраживанием сахаров и широко применяемый в промышленности, медицине, энергетике и быту. Молекулярная масса — 46,07 г/моль, температура кипения — 78,37 °C, плотность — около 0,789 г/см³. Этанол смешивается с водой в любых пропорциях, что во многом определяет его технологические свойства.

¶Свойства и получение

Этанол относится к классу предельных одноатомных спиртов. Благодаря наличию гидроксильной группы он образует водородные связи, поэтому хорошо растворяется в воде и многих органических растворителях. Вещество горюче: пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси в диапазоне концентраций примерно от 3,3 до 19 % по объёму.

Основные способы получения:

• Спиртовое брожение — сбраживание глюкозы и других сахаров дрожжами; лежит в основе производства алкогольных напитков и биоэтанола.
• Гидратация этилена — промышленный синтез из нефтехимического сырья, дающий так называемый синтетический спирт.
• Гидролиз целлюлозосодержащего сырья — переработка древесины и растительных отходов.

Для технических нужд этанол очищают ректификацией; абсолютный (безводный) спирт получают специальными методами обезвоживания.

¶Применение в медицине

В медицине применяется этанол концентрацией 40–95 %. Его назначение определяется антисептическими и дезинфицирующими свойствами: он денатурирует белки микроорганизмов. Растворы используются для обработки кожи перед инъекциями и операциями, дезинфекции инструментов и поверхностей. Этиловый спирт входит в состав многих настоек, антисептических растворов и наружных средств. В качестве растворителя он служит основой для приготовления лекарственных форм.

Внутреннее употребление этанола как лекарственного средства ограничено; в клинической практике он применяется редко, преимущественно при отравлении метанолом (для конкурентного блокирования фермента алкогольдегидрогеназы), и только под контролем врача.

¶Промышленное и техническое применение

Промышленное назначение этанола чрезвычайно разнообразно:

• Растворитель — в производстве лаков, красок, клеёв, парфюмерии, косметики и бытовой химии.
• Сырьё для синтеза — получение уксусной кислоты, этилацетата, эфиров, синтетического каучука и других соединений.
• Топливо — биоэтанол добавляют к бензину (марки E10, E85) или используют как самостоятельное горючее; это возобновляемый источник энергии.
• Экстрагент — извлечение биологически активных веществ из растительного сырья.
• Антифризы и жидкости — компонент стеклоомывателей и теплоносителей.

¶Пищевое и бытовое использование

Этанол — основа всех алкогольных напитков: пива, вина, водки, ликёров. Концентрация и способ производства определяют их органолептические свойства. Пищевой этиловый спирт также применяется в кондитерской и пищевой промышленности как растворитель ароматизаторов и консервант.

В быту этанол используют как горючее для спиртовок и походных горелок, для дезинфекции и очистки поверхностей.

¶Топливо и энергетика

Биоэтанол получают из сахарного тростника, кукурузы, пшеницы и целлюлозного сырья. Бразилия и США — крупнейшие производители. Добавление этанола к бензину снижает выбросы некоторых вредных веществ и уменьшает зависимость от ископаемого топлива. Однако производство биоэтанола из пищевого сырья вызывает дискуссии о конкуренции с продовольственным рынком.

¶Воздействие на организм и регулирование

Этанол — психоактивное вещество, угнетающее центральную нервную систему. При употреблении внутрь он быстро всасывается в кровь и метаболизируется в печени. Острое отравление может привести к угнетению дыхания и коме; хроническое употребление вызывает зависимость, цирроз печени, поражения сердца и нервной системы. Всемирная организация здравоохранения относит алкоголь к факторам риска значительного числа заболеваний и случаев преждевременной смерти.

В большинстве стран оборот пищевого этанола и алкогольной продукции регулируется законодательно: устанавливаются акцизы, возрастные ограничения на продажу, требования к маркировке. Технический этанол денатурируют добавлением веществ, делающих его непригодным для питья.

¶Меры безопасности

Этанол легко воспламеняется, поэтому при работе с ним требуется вентиляция и отсутствие открытого огня. Пары в высоких концентрациях вызывают раздражение дыхательных путей и опьянение. При попадании в глаза и на слизистые оболочки возможны ожоги. Хранение осуществляется в герметичной таре вдали от источников тепла. Метанол, часто путаемый с этанолом, значительно токсичнее и может вызвать слепоту и смерть даже в малых дозах, что делает контроль чистоты продукции критически важным.