اتانول یا الکل اتیلیک یا اتیل الکل یا الکل میوه با فرمول شیمیایی C₂H₅OH ترکیبی شیمیایی با بوی خاص و آتش‌گیری است که در نوشیدنی‌های الکلی وجود دارد. این نوع الکل دارای خاصیت مست‌کنندگی است و در نوشیدنی‌های الکلی با درصدهای مختلف پیدا می‌شود. علاوه بر این در صنایع مختلف کاربرد فراوان دارد.
خرید اتانول
برای خرید آنلاین اتانول با بهترین قیمت و تضمین کیفیت از بهترین برندهای موجود بازار از فروشگاه معتبر ای‌آز بازدید نمائید
فهرست مطالب
نگاهی به تاریخچه اتانول
از دوران پیش از تاریخ توسط انسان به عنوان ماده مست کننده نوشیدنی های الکلی از اتانول استفاده می شده است. باقی مانده های خشک شده سفال های 9000 ساله که در شمال سرزمین اصلی چین یافت شده است، حاکی از استفاده از مشروبات الکلی حتی در میان مردم نوسنگی است. انزوای آن به عنوان یک ترکیب نسبتاً خالص ابتدا توسط کیمیاگران پارسی حاصل شد که در دوران خلافت عباسی هنر تقطیر را توسعه دادند، که مشهورترین آن ها الرضی بود.
با تقطیر اتانول از آب محصولی حاصل می شود که حداکثر 95.6 درصد اتانول باشد، زیرا اتانول با آب یک آزوتروپ تشکیل می دهد. اتانول مطلق اولین بار در سال 1796 توسط یوهان توبیاس لوویتز، با فیلتر کردن اتانول مقطر از طریق ذغال به دست آمد.
اتانول برای اولین بار به طور مصنوعی و در سال 1826، با تلاش مستقل هنری هنل در بریتانیا در فرانسه تهیه شد.مایکل فارادی با هیدراتاسیون اسید کاتالیزور اتیلن در سال 1828، فرآیندی مشابه فرآیند تولید سنتز اتانول صنعتی، اتانول را تهیه کرد.
جدول مشخصات فنی اتانول
اتانول بیش از 2000 سال است برای انسان شناخته شده است. به آن الکل، اتیل الکل یا الکل خوراکی نیز گفته می‌شود. فرمول شیمیایی آن به صورت C2H6O یا CH3CH2OH یا C2F5OH نمایش داده می‌شود. به طور اختصاری آن را با EtOH نمایش می‌دهند. نام‌گذاری این ماده به صورت سیستاتیک و توسط مجمع بین‌المللی شیمی کاربردی و محض (IUPAC) به این صورت انجام گرفته است که ترکیبی متشکل از گروه آلکیل با دو اتم کربن (پیش‌وند eth-) که یک پیوند یگانه بین آنها وجو دارد (-an-)، متصل به گروه عاملی –OH (پسوند –ol) است اتانول نامیده می‌شود.
| مشخصه | مقدار |
|---|---|
| فرمول شیمیایی | C₂H₅OH |
| نام‌های دیگر | الکل اتیلیک، اتیل الکل، الکل میوه |
| ظاهر | مایع بی‌رنگ، فرار و قابل اشتعال با بوی نسبتاً تند |
| نقطه جوش | ۷۸٫۳۷ درجه سانتیگراد |
| نقطه ذوب | منفی ۱۱۴٫۱ درجه سانتیگراد |
| چگالی | ۰٫۷۸۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب |
| جرم مولکولی | ۴۶٫۰۷ گرم بر مول |
| حلالیت در آب | قابل حل در آب با هر نسبتی |
| قابلیت اشتعال | قابل اشتعال |
توجه: این جدول تنها شامل مشخصات فنی کلی اتانول است و ممکن است بسته به روش تولید و درجه خلوص اتانول، مقادیر این مشخصات کمی متفاوت باشد.
روش تولید اتانول
اتانول به روش‌های مختلفی تولید می‌شود. دو روش اصلی تولید اتانول عبارتند از:
- 1*تخمیر
- 2*تقطیر
1*تخمیر
در روش تخمیر، قند یا نشاسته توسط مخمرها به اتانول و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. مخمرها موجودات زنده کوچکی هستند که می‌توانند قند را به الکل تبدیل کنند.
قند و نشاسته می‌توانند از منابع مختلفی مانند میوه‌ها، غلات، ذرت، نیشکر و چغندر قند تهیه شوند. مخمر نیز می‌تواند از منابع مختلفی مانند مخمرهای تجاری و مخمرهای طبیعی تهیه شود.
فرآیند تخمیر به طور کلی در شرایط دمایی بین ۱۵ تا ۳۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود. مدت زمان تخمیر نیز به عوامل مختلفی مانند نوع قند یا نشاسته، نوع مخمر و شرایط محیطی بستگی دارد.
2*تقطیر
در روش تقطیر، مخلوط آب و اتانول که حاصل تخمیر است، با استفاده از دستگاه تقطیر جدا می‌شود. اتانول در نقطه جوش پایین‌تری نسبت به آب قرار دارد و بنابراین در قسمت بالای دستگاه تقطیر جمع می‌شود.
مخلوط آب و اتانول می‌تواند از فرآیند تخمیر یا از سایر منابع مانند ضایعات کشاورزی تهیه شود.
فرآیند تقطیر به طور کلی در شرایط دمایی بین ۷۸ تا ۸۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود.
علاوه بر دو روش اصلی تولید اتانول، روش‌های دیگری نیز برای تولید این ماده وجود دارد. از جمله این روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- هیدرولیز
- گازیفیکاسیون
- سینتیز
انتخاب روش تولید اتانول به عوامل مختلفی مانند نوع مواد اولیه، میزان تولید مورد نیاز و شرایط اقتصادی بستگی دارد. در حال حاضر، روش تخمیر به عنوان روش اصلی تولید اتانول در جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساختار اتانول
ساختار اتانول یک مولکول آلی ساده است که از یک گروه کربنیل (C=O) و یک گروه هیدروکسیل (OH) تشکیل شده است. این مولکول یک گروه عاملی الکل است.
اتم کربن در مرکز مولکول اتانول دارای چهار پیوند است. یکی از این پیوندها به اتم اکسیژن در گروه کربونیل می‌رسد. دو پیوند دیگر به اتم‌های هیدروژن در گروه متیل می‌رسند. پیوند چهارم به گروه هیدروکسیل می‌رسد.
اتم اکسیژن در گروه کربونیل دارای یک جفت الکترون آزاد است. این جفت الکترون می‌تواند با اتم‌های دیگر پیوند برقرار کند. به همین دلیل، اتانول یک مولکول قطبی است.
اتانول یک ترکیب یونی است یا مولکولی؟
اتانول یک ترکیب مولکولی است. ترکیبات یونی از یون‌های مثبت و منفی تشکیل شده‌اند که با نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی به یکدیگر متصل شده‌اند. اتانول از یک اتم کربن، دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است که با پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده‌اند. پیوند کووالانسی یک پیوند شیمیایی است که بین دو اتم تشکیل می‌شود که الکترون‌های خود را به اشتراک می‌گذارند.
در اتانول، اتم کربن با دو اتم هیدروژن با پیوندهای کووالانسی تکی و با یک اتم اکسیژن با پیوند کووالانسی دوگانه پیوند داده شده است. پیوند کووالانسی تکی از اشتراک یک جفت الکترون بین دو اتم تشکیل می‌شود. پیوند کووالانسی دوگانه از اشتراک دو جفت الکترون بین دو اتم تشکیل می‌شود.
از آنجایی که اتانول از یون‌ها تشکیل نشده است، بنابراین یک ترکیب مولکولی است.
کاربردهای اتانول
اتیل الکل یکی از مواد شیمیایی است که با حجم زیاد در صنعت و محصولات مصرفی به کار می رود. مصرف های اتانول عبارتند از استفاده به عنوان یک ماده واسطه تولید مواد شیمیایی دیگر و نیز به عنوان حلال.
الکل به عنوان پرمصرف ترین حلال بعد از آب قرار دارد. از جمله کاربردهای اتانول می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید نوشیدنی‌های الکلی
- تولید اتیل استات
- تولید اتر
- تولید پلاستیک‌های پلی‌وینیل الکل
- تولید بنزین بدون سرب
- تولید شوینده ها
- در پیل‌های سوختی
- در سیستم‌های گرمایش خانگی
- در ساخت و تولید مواد اولیه
- به عنوان یک حلال پس از پردازش:اتانول به عنوان یک حلال پس از پردازش برای از بین بردن روغن ها، موم ها و کلروفیل از محلول در فرایندی که به عنوان زمستان زدایی استفاده می شود. اتانول می‌تواند برای از بین بردن مواد نامطلوب از محصولات کشاورزی مانند میوه‌ها، سبزیجات و روغن‌ها استفاده شود.
- در رنگ‌ها، تنتورها، مارکرها و محصولات مراقبت شخصی:اتانول در رنگ‌ها، تنتورها، مارکرها و محصولات مراقبت شخصی مانند دهان شویه ها، عطرها و دئودورانت ها وجود دارد. اتانول می‌تواند به عنوان یک حلال، یک ماده ضد عفونی کننده و یک ماده مرطوب کننده استفاده شود.
- در تصفیه DNA و RNA:پلی ساکاریدها از محلول آبی در حضور الکل رسوب می کنند و به همین دلیل در تصفیه DNA و RNA از رسوب اتانول استفاده می شود. اتانول می‌تواند برای جداسازی DNA و RNA از سایر مواد موجود در سلول‌ها استفاده شود.
- در آزمایشگاه‌ها:از اتانول بعلت نقطه انجماد کم وسمیت کم، بعضاً در آزمایشگاه ها با یخ خشک یا سایر مواد خنک کننده به عنوان حمام خنک کننده استفاده می شود، تا ظرف ها را در دمای پایین تر از نقطه انجماد آب نگه دارد. به همین دلیل، از آن به عنوان مایع فعال در دماسنج های الکلی نیز استفاده می شود.
- در محصولات دارویی
- در تولید یخ خشک:اتانول می‌تواند برای تولید یخ خشک (CO2 منجمد) برای استفاده در ذخیره سازی سرما استفاده شود. یخ خشک یک ماده خنک کننده بسیار موثر است که می‌تواند برای ذخیره مواد غذایی و سایر محصولات حساس به گرما استفاده شود.
- در گلخانه‌های گیاهی
- سوخت موتور و مواد افزودنی سوخت
- سوخت موشک
- داروهای روانگردان(کاهش دهنده سیستم عصبی مرکزی)
اینها تنها برخی از کاربردهای فراوان اتانول هستند. اتانول یک ماده چند منظوره با کاربردهای متنوع است.
مزایا و معایب اتانول
اتانول مزایای بسیاری دارد. از جمله مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قابل بازیافت و تجدیدپذیر است.
- سوختی پاک است و تولید گازهای گلخانه‌ای کمتری نسبت به بنزین دارد.
- به عنوان یک حلال، کاربردهای فراوانی دارد.
- به عنوان یک ماده ضدعفونی‌کننده، می‌تواند برای جلوگیری از شیوع بیماری‌ها استفاده شود.
اتانول معایبی نیز دارد. از جمله معایب آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قابل اشتعال است و می‌تواند باعث آتش‌سوزی شود.
- مصرف بیش از حد آن می‌تواند باعث مسمومیت و حتی مرگ شود.
بازار جهانی اتانول
بازار جهانی اتانول در حال رشد است. این رشد به دلیل عوامل مختلفی مانند افزایش تقاضا برای سوخت های زیستی، نگرانی های زیست محیطی در مورد سوخت های فسیلی و توسعه فناوری های تولید اتانول است.
در سال 2022، بازار جهانی اتانول ارزشی بالغ بر 100 میلیارد دلار داشت. انتظار می‌رود که این بازار تا سال 2027 به ارزش 150 میلیارد دلار برسد.
آمریکا بزرگترین تولیدکننده و مصرف کننده اتانول در جهان است. برزیل نیز یک تولیدکننده و مصرف کننده مهم اتانول است. سایر تولیدکنندگان و مصرف کنندگان مهم اتانول عبارتند از:اتحادیه اروپا،چین،هند،مکزیک و کانادا
در ایالات متحده، اتانول به طور عمده از ذرت تولید می شود. در برزیل، اتانول عمدتاً از نیشکر تولید می شود.
نحوه بسته‌بندی و نگهداری اتانول
اتانول یک مایع قابل اشتعال و سمی است. بسته‌بندی و نگهداری اتانول باید با دقت انجام شود تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.
اتانول معمولاً در بشکه‌های فلزی، مخازن پلاستیکی یا بطری‌های شیشه‌ای بسته‌بندی می‌شود. بشکه‌های فلزی و مخازن پلاستیکی معمولاً برای مقادیر زیاد اتانول استفاده می‌شوند. بطری‌های شیشه‌ای معمولاً برای مقادیر کم اتانول استفاده می‌شوند.
اتانول باید در مکانی خنک و خشک و دور از منابع گرما و جرقه نگهداری شود. اتانول باید در ظروف محکم و غیرقابل نفوذ بسته‌بندی شود تا از نشت آن جلوگیری شود.
در هنگام حمل و نقل اتانول، باید از ظروف محکم و غیرقابل نفوذ استفاده شود و اتانول باید دور از منابع گرما و جرقه نگهداری شود.
در هنگام کار با اتانول، باید از تجهیزات ایمنی مناسب مانند دستکش، عینک ایمنی و لباس محافظ استفاده شود.
