Alkohole

Nazewnictwo alkoholi / Właściwości fizyczne i chemiczne alkoholi / Otrzymywanie alkoholi / Alkohole wielowodorotlenowe / Działanie alkoholu etylowego na organizm człowieka /

Alkohole są to związki organiczne pochodne węglowodorów, w których atom wodoru został zastąpiony grupą -OH (hydroksylową).

CnH2n+1OH

Przykłady: CH3-OH, C2H5-OH, CH3-CH2-CH2-OH

Nazewnictwo alkoholi

Alkohole mogą być nazywane według trzech różnych systemów;

* nazewnictwo zwyczajowe (dotyczy prostszych alkoholi). Składaja się one z nazwy grupy alkilowej, poprzedzonej słowem alkohol.

* nazewnictwo systemowe w którym:

- jako strukture podstawową wybiera sie najdłuższy łańcuch weglowy. Struktura podstawowa ma nazwę w zależności od ilości atomów węgla, etanol, propanol,.... Nazwę tworzy się przez dodanie końcówki -ol poprzedzonej ewentualnie liczebnikiem arabskim określającym położenie grupy -OH w łańcuchu węglowym. Jeżeli grup -OH jest więcej jak jedna to w nazwie podajemy liczebnik pochodzenia greckiego (di, tri)

Najbardziej znanymi alkoholami są:

Metanol (alkohol metylowy) i etanol (alkohol etylowy)

Metanol

Metanol jest alkoholem, który wywodzi się od metanu, gdzie jeden atom wodoru jest zastąpiony grupą hydroksylową -OH.

CH3-OH

Metanol (alkohol metylowy) jest związkiem silnie toksycznym. Spożyty grozi ślepotą. Jako substancja ma zastosowanie głównie jako rozpuszczalnik.

Etanol

Etanol jest alkoholem, który wywodzi się od etanu, gdzie jeden atom wodoru został zastąpiony grupą hydroksylową -OH

C2H5-OH

Alkohol etylowy jest stosowany jako rozpuszczalnik, lek cucący i odkażający oraz składnik napojów alkoholowych.

Alkohol etylowy działa oszałamiająco i toksycznie. Dawka śmiertelna wynosi 5 - 10 g/kg masy ciała. Długotrwałe nadużywanie alkoholu prowadzi do marskości i raka wątroby.

Właściwości fizyczne i chemiczne alkoholi

Alkohole o łańcuchach C1 - C12 są w temperaturze pokojowej cieczami. Bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie następujące alkohole; metanol, etanol i propanol. Począwszy od butanoli rozpuszczalnośc alkoholi gwałtownie maleje. Alkohole o ilości atomów węgla ponad 8 praktycznie w wodzie nie rozpuszczają się.

Podstawowe reakcje alkoholi

1. Grupa hydroksylowa -OH w reakcji chlorowcowodorem może być wymieniona na atom chlorowca

C2H5OH + HBr ---> C2H5Br + H2O

2. Reakcja z metalami aktywnymi (sód, potas, glin)

2CH3OH + 2Na ---> 2CH3ONa + H2

W reakcji atom wodoru grupy hydroksylowej jest wypierany przez bardziej aktywny chemicznie atom sodu. Wodór opuszcza środowisko reakcji w postaci gazowej.

3. Spalanie alkoholu

Reakcja przebiega z udziałem tlenu i podobnie jak przy węglowodorach produktem może być CO2, CO (czad) lub C. Produkty CO i C powstają przy niedostatecznej ilości tlenu. Oto przykład reakcji spalania alkoholu;

C2H5OH + 3O2 ---> 2CO2 + 3H2O

4. Dehydratacja alkoholi (dotyczy alkoholi z minimum dwoma atomami wegla)

W reakcji dehydratacji alkoholi otrzymujemy alken.

CH3-CH2-OH ---> CH2=CH2 + H2O

Otrzymywanie alkoholi

Są dwie zasadnicze metody otrzymywania prostych alkoholi, a mianowicie;

* hydratacja (przyłączanie wody) alkenów

* fermentacja węglowodanów

Podstawową metodą laboratoryjną otrzymywania alkoholi jest reakcja odpowiednich chlorków z wodą lub wodorotlenkiem.

Hydratacja alkenów

Alkeny ulegają łatwo przemianie w alkohole w wyniku bezpośredniej addycji wody. Tą metodą można otrzymać tylko te alkohole, których reakcja otrzymywania przebiega zgodnie z regułą Markownikowa.

Zgodnie z regułą Markownikowa, atom wodoru przyłącza się do tego atomu wegla, z którym połączona jest już większa liczba atomów wodoru.

Fermentacja węglowodanów

Węglowodany to grupa wielkocząsteczkowych związków chemicznych otrzymywanych w wyniku procesu fotosyntezy w roślinach. Tymi substancjami jest cukier, skrobia i celuloza. Do fermentacji nadaje się tylko cukier i skrobia.

Fermentacja przebiega pod wpływem drożdży i jest to najstarsza synteza chemiczna stosowana przez człowieka. Produktem fermentacji jest głównie alkohol etylowy.

C6H12O6 ---> 2C2H5OH + 2CO2

Otrzymywanie z chlorków

Jest to metoda mająca zastosowanie w laboratoriach i polega na hydrolizie (reakcja z wodą) chlorków alkilowych.

Na skalę przemysłową ta metoda nie ma zastosowania, ponieważ alkohole są zwykle łatwiej dostępne niż odpowiednie chlorki.

Alkohole wielowodorowe

To alkohole które w cząsteczce mają więcej jak jedną grupę wodorotlenową. Największe zastosowanie mają;

* glikol etylenowy (etan-1,2-diol)

* gliceryna (propan-1,2,3-triol)

Glikol etylenowy

Gliokol etylenowy jest bezbarwną, gęstą cieczą dobrze rozpuszczalną w wodzie. Substancja ta występuje w wielu wyrobach przemysłowych, takich jak detergenty i kosmetyki, oraz jest istotnym składnikiem płynów chłodzących (Borygo) używanych w silnikach samochodowych. Jest trucizną.

Gliceryna

Jest to gęsta, bezbarwna i higroskopijna ciecz, składnik tłuszczów. Ma szerokie zastosowanie w produkcji leków i kosmetyków. Wspomieć należy również o wykorzystaniu gliceryny jako półproduktu w produkcji dynamitu i nitrogliceryny.

Działanie alkoholu etylowego na organizm człowieka

Alkohol etylowy jest środkiem odurzającym o właściwościach narkotyku. Nadmierne picie napojów alkoholowych powoduje różnego rodzaju uszkodzenia tkanek oraz doprowadzenie do alkoholizmu, tj. nałogowego zatruwania się i całkowitego uzależnienia od alkoholu.

Dobrą ilustracją działania alkoholu na organizm człowieka, może być praktyczny pokaz działania alkoholu na białko kurze.

Białko kurze poddane działaniu alkoholu etylowego ulega ścinaniu czyli zachowuje się podobnie jak białko kurze rzucone na rozgrzaną patelnię. Jest to proces nieodwracalny w wyniku którego struktura białka ulega zniszczeniu. W organizmie szkodzeniu ulega; serce, wątroba, przewód pokarmowy i układ nerwowy.

Etanol jest substancją bardzo aktywną biochemicznie, w większym stężeniu niszczy tkankę biologiczną, a spożywany w postaci rozcieńczonej wpływa na pracę mózgu, systemu nerwowego i hormonalnego. Powoduje ograniczenie zdolności do prawidłowej oceny sytuacji i zadań życiowych, upośledza koordynację ruchów oraz kontrolę zachowania. Osoby nietrzezwe robią rzeczy, których pózniej żałują. Uszkadzają swoje zdrowie i życie osobiste, sprawiają cierpienia swoim bliskim.

Wypity alkohol niemal natychmiast dostaje się do krwi. Pozimom (stężenie) alkoholu we krwi określa się w promilach. Im więcej alkoholu tym większe stężenie. Mężczyzna ważący 70 kg, który wypił w ciągu godziny 5 standardowych porcji (np. 2 półlitrowe puszki piwa) ma we krwi 1 promil alkoholu (stan nietrzezwości w Polsce to 0,2 promila ) .

Stężenie alkoholu we krwi (czyli stopień nietrzezwości ) zależy od ilości spożytego etanolu, wagi ciała, płci, stanu zdrowia, cech indywidualnych organizmu. Szkody wyrządzone zdrowiu człowieka przez alkohol zależą od wielu czynników, jak: częstość i ilość wypijanego alkoholu, wiek, płeć, czas trwania nałogu, ogólny stan zdrowia, różne właściwości osobnicze,. Największe szkody wywołuje uzależnienie alkoholowe, które doprowadza do wielu poważnych zaburzeń.

Szczególnie niebezpiecznie działa alkohol na organizm młody, w tym przede wszystkim na tkankę nerwową. U młodych alkoholików stosunkowo szybko dochodzi do obniżenia sprawności intelektualnej, co przejawia się zaburzeniami koncentracji uwagi i pamięci, zmęczeniem oraz zwiększoną pobudliwością i drażliwością.