एथिल अल्कोहल: सूत्र, गुण, जोखिम और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

इथाइल अल्कोहल, इथेनॉल या शराब, शराब में एल्कोहल का एक जैविक रासायनिक यौगिक वर्ग है और खमीर से या पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित है। यह एक रंगहीन, ज्वलनशील तरल है और एक कीटाणुनाशक पदार्थ होने के अलावा, एक निस्संक्रामक और एंटीसेप्टिक के रूप में, स्वच्छ दहन के लिए ईंधन के स्रोत के रूप में, विनिर्माण उद्योग में या एक रासायनिक विलायक के रूप में है।

एथिल अल्कोहल का रासायनिक सूत्र C ₂ H ₅ OH है और इसका विस्तारित सूत्र CH ₃ CH ₂ OH है। इसे EtOH के रूप में भी लिखा जाता है और IUPAC नाम इथेनॉल है। इसलिए, इसके रासायनिक घटक कार्बन, हाइड्रोग्ने और ऑक्सीजन हैं। अणु एक दो-कार्बन श्रृंखला (ईथेन) से बना है, जिसमें एक एच को हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। इसकी रासायनिक संरचना चित्र 1 में प्रस्तुत की गई है।

चित्र 1: इथेनॉल की संरचना

यह दूसरी सबसे सरल शराब है। सभी कार्बन और ऑक्सीजन परमाणु sp3 हैं जो अणु सीमाओं के मुक्त रोटेशन की अनुमति देते हैं। (एथिल अल्कोहल फॉर्मूला, एसएफ)।

इथेनॉल प्रकृति में व्यापक रूप से पाया जा सकता है क्योंकि यह सैच्रोमाइसेस सेरेविसिया जैसे खमीर की चयापचय प्रक्रिया का हिस्सा है, यह पके फल में भी मौजूद है। यह कुछ पौधों द्वारा एरोबोबोसिस के माध्यम से भी उत्पादित किया जाता है। यह बाहरी स्थान पर भी पाया गया है।

मकई, सोरघम, और जौ जैसे अनाज में पाए जाने वाले शर्करा के किण्वन का उपयोग करके खमीर द्वारा इथेनॉल का उत्पादन किया जा सकता है, साथ ही आलू की खाल, चावल, गन्ना, चुकंदर और यार्ड ट्रिमिंग; या कार्बनिक संश्लेषण द्वारा।

कार्बनिक संश्लेषण पेट्रोकेमिकल उद्योग में प्राप्त एथिलीन के जलयोजन के माध्यम से और 250-300 300C पर एक उत्प्रेरक के रूप में सल्फ्यूरिक या फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करके किया जाता है:

सीएच ₂ = सीएच ₂ + एच ₂ ओ → सीएच ₃ सीएच ₂ ओएच

एथिल अल्कोहल का उत्पादन

शर्करा के किण्वन से इथेनॉल मादक पेय और जैव ईंधन के उत्पादन के लिए मुख्य प्रक्रिया है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ब्राजील जैसे देशों में किया जाता है, जहां खमीर का उपयोग गन्ने से इथेनॉल के जैवसंश्लेषण के लिए किया जाता है।

मकई संयुक्त राज्य अमेरिका में इथेनॉल ईंधन के लिए मुख्य घटक है। यह इसकी बहुतायत और कम कीमत के कारण है। गन्ना और बीट्स दुनिया के अन्य हिस्सों में इथेनॉल बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम सामग्री हैं।

क्योंकि शराब चीनी के किण्वन के माध्यम से बनाई गई है, चीनी फसलें शराब में बदलने के लिए सबसे आसान घटक हैं। ईंधन के इथेनॉल के लिए दुनिया का दूसरा सबसे बड़ा उत्पादक ब्राजील गन्ने से अपने इथेनॉल का अधिकांश उत्पादन करता है।

ब्राजील में अधिकांश कारें शुद्ध इथेनॉल या गैसोलीन और इथेनॉल के मिश्रण पर चलने में सक्षम हैं।

भौतिक और रासायनिक गुण

इथेनॉल एक विशिष्ट गंध और जलन स्वाद के साथ एक स्पष्ट, रंगहीन तरल है (रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री, 2015)।

एथिल अल्कोहल का दाढ़ द्रव्यमान 46.06 ग्राम / मोल है। इसका गलनांक और क्वथनांक क्रमशः -114 78C और 78 respectivelyC ​​हैं। यह एक वाष्पशील तरल है और इसका घनत्व 0.789 g / ml है। एथिल अल्कोहल भी ज्वलनशील होता है और एक धुएँ के रंग की नीली लौ पैदा करता है।

यह पानी और अधिकांश कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे एसिटिक एसिड, एसीटोन, बेंजीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, क्लोरोफॉर्म और ईथर के साथ गलत है।

एक दिलचस्प तथ्य यह है कि पेंटेन और हेक्सेन जैसे एलिफैटिक सॉल्वैंट्स में इथेनॉल भी गलत है, लेकिन इसकी घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है (नेशनल सेंटर फॉर बायोटेक्नोलॉजी इंफॉर्मेशन। पबकेम कंपाउंड डेटाबेस; सीआईडी ​​- 702, 2017)।

इथेनॉल अल्कोहल का सबसे अच्छा ज्ञात प्रतिनिधि है। इस अणु में, हाइड्रॉक्सिल समूह एक टर्मिनल कार्बन पर होता है, जिसके परिणामस्वरूप अणु का उच्च ध्रुवीकरण होता है।

नतीजतन, इथेनॉल मजबूत संबंधों का निर्माण कर सकता है, जैसे हाइड्रोजन बॉन्डिंग और द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया। पानी में, इथेनॉल गलत है और दो तरल पदार्थों के बीच बातचीत इतनी अधिक है कि वे दो घटकों के लिए अलग-अलग विशेषताओं के साथ अज़ोट्रोपे नामक मिश्रण को जन्म देते हैं।

एसिटाइल क्लोराइड और ब्रोमाइड इथेनॉल या पानी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करते हैं। केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड और मजबूत हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ शराब के मिश्रण से विस्फोट हो सकता है। इसके अलावा, केंद्रित हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ एथिल अल्कोहल का मिश्रण शक्तिशाली विस्फोटक बनाता है।

अल्काइल हाइपोक्लोराइट हिंसक विस्फोटक हैं। वे आसानी से हाइपोक्लोरस एसिड और अल्कोहल के जलीय घोल या जलीय कार्बन टेट्राक्लोराइड के मिश्रित समाधान में प्रतिक्रिया करके प्राप्त करते हैं।

क्लोरीन प्लस अल्कोहल भी एल्काइल हाइपोक्लोराइट का उत्पादन करेगा। वे ठंड में विघटित हो जाते हैं और धूप या गर्मी के संपर्क में आने पर फट जाते हैं। तृतीयक हाइपोक्लोराइट माध्यमिक या प्राथमिक हाइपोक्लोराइट की तुलना में कम अस्थिर होते हैं।

बेस उत्प्रेरित अल्कोहल के साथ आइसोसाइनेट्स की प्रतिक्रियाओं को निष्क्रिय सॉल्वैंट्स में किया जाना चाहिए। सॉल्वैंट्स की अनुपस्थिति में ऐसी प्रतिक्रियाएं अक्सर विस्फोटक हिंसा (DENATURED ALCOHOL, 2016) के साथ होती हैं।

प्रतिक्रिया और खतरों

एथिल अल्कोहल को एक स्थिर, अस्थिर और अत्यधिक ज्वलनशील यौगिक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह आसानी से गर्मी, चिंगारी या आग की लपटों से प्रज्वलित हो जाएगा। वाष्प हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण का निर्माण कर सकता हैं। ये इग्निशन के स्रोत और पीछे की ओर यात्रा कर सकते हैं।

अधिकांश वाष्प कण हवा से भारी होते हैं। उन्हें जमीन के साथ फैलाया जाएगा और कम या सीमित क्षेत्रों (सीवर, तहखाने, टैंक) में एकत्र किया जाएगा। घर के अंदर या बाहर सीवर में वाष्प विस्फोट का खतरा है। जब गर्म होंगे तो डिब्बे फट भी सकते हैं।

बड़ी मात्रा में या बड़ी मात्रा में अंतर्ग्रहण होने पर इथेनॉल विषाक्त हो जाता है। यह अवसाद और मूत्रवर्धक के रूप में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर कार्य करता है। इससे आंखों और नाक में जलन भी होती है।

यह अत्यधिक ज्वलनशील है और पेरोक्साइड, एसिटाइल क्लोराइड और एसिटाइल ब्रोमाइड के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है। जब कुछ प्लैटिनम उत्प्रेरक के संपर्क में होते हैं तो यह प्रज्वलित हो सकता है।

साँस लेना के मामले में लक्षण खांसी, सिरदर्द, थकान, उनींदापन हैं। यह शुष्क त्वचा पैदा कर सकता है। यदि पदार्थ आंखों के संपर्क में आता है तो यह लालिमा, दर्द या जलन का कारण होगा। अगर निगला जाता है तो यह जलन, सिरदर्द, भ्रम, चक्कर आना और बेहोशी (IPCS, SF) पैदा करता है।

आंखें

यदि यौगिक आंखों के संपर्क में आता है, तो संपर्क लेंस को जांचना और हटा दिया जाना चाहिए। ठंडे पानी से कम से कम 15 मिनट के लिए भरपूर पानी के साथ आंखों को तुरंत फ्लश करना चाहिए।

त्वचा

त्वचा के संपर्क के मामले में, प्रभावित क्षेत्र को दूषित कपड़ों और जूतों को हटाते समय कम से कम 15 मिनट के लिए भरपूर पानी से तुरंत धोना चाहिए।

एक चिढ़ के साथ चिढ़ त्वचा को कवर करें। पुन: उपयोग करने से पहले कपड़े और जूते धो लें। यदि संपर्क गंभीर है, तो एक कीटाणुनाशक साबुन से धोएं और एक जीवाणुरोधी क्रीम के साथ दूषित त्वचा को कवर करें।

साँस लेना

साँस लेने की स्थिति में, पीड़ित को ठंडी जगह पर ले जाना चाहिए। सांस नहीं लेने पर कृत्रिम सांस दी जाती है। अगर सांस लेने में तकलीफ हो रही हो, तो ऑक्सीजन दें।

घूस

यदि यौगिक को निगला जाता है, तो उल्टी को प्रेरित नहीं किया जाना चाहिए जब तक कि चिकित्सा कर्मियों द्वारा निर्देशित न किया जाए। टाइट कपड़े जैसे शर्ट कॉलर, बेल्ट या टाई को ढीला करें।

सभी मामलों में, चिकित्सा ध्यान तुरंत प्राप्त किया जाना चाहिए (सामग्री सुरक्षा डेटा शीट एथिल अल्कोहल 200 सबूत, 2013)।

अनुप्रयोग

दवा

इथेनॉल का उपयोग दवा में एंटीसेप्टिक के रूप में किया जाता है। इथेनॉल जीवों को उनके प्रोटीन को विकृत करके और उनके लिपिड को भंग करके मारता है और अधिकांश बैक्टीरिया, कवक और कई वायरस के खिलाफ प्रभावी है। हालांकि, बैक्टीरियल बीजाणुओं के खिलाफ इथेनॉल अप्रभावी है।

इथेनॉल को मेथनॉल और एथिलीन ग्लाइकोल विषाक्तता के लिए एक एंटीडोट के रूप में प्रशासित किया जा सकता है। यह एंजाइम के प्रतिस्पर्धी निषेध के कारण होता है जो उन्हें अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज नाम से तोड़ता है।

मनोरंजनात्मक

एक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र अवसाद के रूप में, इथेनॉल सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली मनोचिकित्सक दवाओं में से एक है।

शरीर में इथेनॉल की मात्रा आम तौर पर रक्त में अल्कोहल की मात्रा द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे रक्त के प्रति यूनिट आयतन के भार के रूप में यहाँ लिया जाता है।

इथेनॉल की छोटी खुराक आम तौर पर उत्साह और विश्राम का उत्पादन करती है। जो लोग इन लक्षणों का अनुभव करते हैं वे बातूनी और कम बाधित होते हैं, और खराब निर्णय दिखा सकते हैं।

उच्च खुराक पर, इथेनॉल एक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र अवसाद के रूप में कार्य करता है, उत्तरोत्तर उच्च खुराक, बिगड़ा हुआ संवेदी और मोटर फ़ंक्शन का उत्पादन करता है, अनुभूति, मूर्खता, बेहोशी और संभावित मृत्यु में कमी आती है।

इथेनॉल आमतौर पर एक मनोरंजक दवा के रूप में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से सामाजिककरण करते समय। आप यह भी देख सकते हैं कि शराब के लक्षण और लक्षण क्या हैं?

ईंधन

इथेनॉल का प्रमुख उपयोग मोटर ईंधन और ईंधन योज्य के रूप में है। इथेनॉल का उपयोग तेल पर निर्भरता को कम कर सकता है और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन (ईजीआई) को कम कर सकता है।

संयुक्त राज्य में इथेनॉल ईंधन का उपयोग नाटकीय रूप से बढ़ गया है, 2001 में 1.7 बिलियन गैलन से 2015 में लगभग 13.9 बिलियन (अमेरिकी ऊर्जा विभाग, एसएफ)।

E10 और E15 इथेनॉल और गैसोलीन मिश्रण हैं। "ई" के बाद की संख्या आयतन के प्रतिशत को आयतन से दर्शाती है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में बेचे जाने वाले अधिकांश गैसोलीन में 10% तक इथेनॉल होता है, यह राशि क्षेत्र के अनुसार भिन्न होती है। सभी कार निर्माता अपनी गैसोलीन कारों में ई 10 तक मिश्रणों को मंजूरी देते हैं।

1908 में, हेनरी फोर्ड ने एक बहुत ही पुराने ऑटोमोबाइल मॉडल टी को डिजाइन किया, जो गैसोलीन और शराब के मिश्रण पर चलता था। फोर्ड ने इस मिश्रण को भविष्य का ईंधन कहा।

1919 में, इथेनॉल पर प्रतिबंध लगा दिया गया था क्योंकि यह एक मादक पेय माना जाता था। इसे केवल तेल के साथ मिलाकर बेचा जा सकता है। 1933 में प्रतिबंध (अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन, एसएफ) समाप्त होने के बाद इथेनॉल को फिर से ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया गया था।

अन्य उपयोग

इथेनॉल एक महत्वपूर्ण औद्योगिक घटक है। एथिल हलाइड्स, एथिल एस्टर, डायथाइल ईथर, एसिटिक एसिड और एथिल एमाइन जैसे अन्य कार्बनिक यौगिकों के अग्रदूत के रूप में इसका व्यापक उपयोग है।

इथेनॉल पानी के साथ गलत है और एक अच्छा सामान्य-उद्देश्य विलायक है। यह पेंट, दाग, मार्कर, और व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों जैसे माउथवॉश, इत्र, और डियोड्रेंट में पाया जाता है।

हालांकि, पॉलीसेकेराइड अल्कोहल की उपस्थिति में जलीय घोल से बाहर निकलते हैं, और डीएनए और आरएनए के शुद्धिकरण में इस कारण से एथेनॉल वर्षा का उपयोग किया जाता है।

इसके कम गलनांक (-114.14 ° C) और कम विषाक्तता के कारण, इथेनॉल का उपयोग कभी-कभी प्रयोगशालाओं में (सूखी बर्फ या अन्य रेफ्रिजरेंट के साथ) किया जाता है, जो बिंदु के नीचे तापमान पर कंटेनर रखने के लिए एक ठंडा स्नान के रूप में होता है। पानी जम जाना। उसी कारण से, यह शराब थर्मामीटर में एक सक्रिय तरल पदार्थ के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

जीव रसायन

शरीर में इथेनॉल के ऑक्सीकरण से 7 किलो कैलोरी / मोल ऊर्जा की मात्रा पैदा होती है, जो कार्बोहाइड्रेट और फैटी एसिड के बीच का अंतर है। इथेनॉल खाली कैलोरी का उत्पादन करता है, जिसका अर्थ है कि यह किसी भी प्रकार का पोषक तत्व प्रदान नहीं करता है।

मौखिक प्रशासन के बाद, इथेनॉल तेजी से पेट और छोटी आंत से रक्तप्रवाह में अवशोषित होता है और शरीर के कुल पानी में वितरित होता है।

क्योंकि पेट से छोटी आंत से अवशोषण अधिक तेजी से होता है, गैस्ट्रिक खाली करने में देरी से इथेनॉल के अवशोषण में देरी होती है। इसलिए खाली पेट नहीं पीने की अवधारणा।

शरीर में प्रवेश करने वाले इथेनॉल का 90% से अधिक पूरी तरह से एसिटाल्डीहाइड के लिए ऑक्सीकरण होता है। बाकी इथेनॉल पसीने, मूत्र और श्वसन (सांस) के माध्यम से उत्सर्जित होता है।

ऐसे तीन तरीके हैं जिनसे शरीर शराब को मेटाबोलाइज करता है। मुख्य मार्ग एंजाइम अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज (ADH) के माध्यम से होता है। ADH कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में स्थित होता है। यह मुख्य रूप से यकृत में पाया जाता है, हालांकि यह जठरांत्र संबंधी मार्ग, गुर्दे, नाक के श्लेष्म, वृषण और गर्भाशय में भी पाया जाता है।

यह एंजाइम ऑक्सीडाइज़्ड कोएंजाइम एनएडी पर निर्भर है। यह इथेनॉल के ऑक्सीकरण में सबसे महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह लीवर में 80 और 100% इग्नोज किए गए इथेनॉल के बीच चयापचय करता है। इसका कार्य अभिक्रिया के अनुसार अल्कोहल को एसिटालडिहाइड में ऑक्सीकरण करना है:

CH ₃ CH ₂ OH + NAD ⁺ → CH ₃ CHO + NADH + H ⁺

अल्कोहल को मेटाबोलाइज करने का एक और तरीका एंजाइम केटैस्ट के माध्यम से है, जो रास्ते में अल्कोहल को एसीटैल्डिहाइड में ऑक्सीकरण करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करता है:

CH ₃ CH ₂ OH + H ₂ O ₂ → CH ₃ CHO + 2H ₂ O

यह मार्ग एच ₂ ओ ₂ पीढ़ी की कम दरों से सीमित है जो कि सेलुलर स्थितियों के तहत एंजाइम एक्सथाइन ऑक्सीडेज या एनएडीपीएच-ऑक्सीडेज द्वारा उत्पादित होते हैं।

अल्कोहल को मेटाबोलाइज़ करने का तीसरा तरीका माइक्रोसेमल इथेनॉल ऑक्सीकरण सिस्टम (एसएमओई) है। यह जिगर में स्थित जीव से विषाक्त पदार्थों के उन्मूलन के लिए एक प्रणाली है, जिसमें साइटोक्रोम P450 के मिश्रित कार्य के ऑक्सीडेज एंजाइम शामिल हैं।

ऑक्सीकरण दवाओं और विदेशी यौगिकों (xenobiotics) को हाइड्रॉक्सिलेशन द्वारा संशोधित करते हैं, जिससे वे गैर-विषाक्त हो जाते हैं। इथेनॉल के विशिष्ट मामले में प्रतिक्रिया है:

सीएच ₃ सीएच ₂ ओह + एनएडीपीएच + H ⁺ + O ₂ → सीएच ₃ CHO + NADP ⁺ + 2H ₂ हे

जब इन तीन एंजाइमों द्वारा एथेनॉल को एसिटाल्डीहाइड में परिवर्तित किया जाता है, तो यह एंजाइम एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज (ALDH) की कार्रवाई से एसीटेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। यह एंजाइम ऑक्सीडाइज़्ड कोएंजाइम एनएडी पर निर्भर है और प्रतिक्रिया है:

CH ₃ CHO + NAD + + H ₂ O → CH ₃ COOH + NADH + H ⁺

एसिटाइल सीओए का उत्पादन करने के लिए एसीटेट कोएन्ज़ाइम ए के साथ सक्रिय किया जाता है। यह ऊर्जा उत्पादन के लिए क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है (यूएस नेशनल लाइब्रेरी ऑफ मेडिसिन, 2012)।

अल्कोहल में हाइड्रॉक्सिल समूह का महत्व

हाइड्रॉक्सिल समूह एक ऑक्सीजन परमाणु और हाइड्रोजन परमाणु से बना एक अणु है।

यह एक शुद्ध नकारात्मक चार्ज के साथ पानी की तरह अणु में परिणत होता है जो कार्बन श्रृंखला से बांधता है।

यह अणु कार्बन श्रृंखला को शराब बनाता है। इसके अलावा, यह परिणामी अणु को कुछ सामान्य विशेषताएं प्रदान करता है।

एल्केन्स के विपरीत, जो अपने कार्बन और हाइड्रोजन श्रृंखलाओं के कारण नॉनपोलर अणु होते हैं, जब एक हाइड्रॉक्सिल समूह श्रृंखला का पालन करता है, तो यह पानी में घुलनशील होने की क्षमता प्राप्त करता है, यह ओह अणु के पानी के समान है।

हालांकि, यह गुण अणु के आकार और कार्बन श्रृंखला पर हाइड्रॉक्सिल समूह की स्थिति के आधार पर भिन्न होता है।

भौतिक रासायनिक गुण अणु के आकार और हाइड्रॉक्सिल समूह के वितरण के आधार पर बदलते हैं, लेकिन सामान्य तौर पर अल्कोहल में एक विशिष्ट गंध के साथ तरल होते हैं।

संदर्भ

1. जहरीली शराब। (2016)। कैमोकेमिकल्सइनोआ.ओवी से पुनर्प्राप्त।
2. एथिल अल्कोहल फॉर्मूला। (एस एफ)। Softschools.com से पुनर्प्राप्त।
3. (एस एफ)। एथनॉल (ANHYDROUS)। Inchem.org से पुनर्प्राप्त किया गया।
4. सामग्री सुरक्षा डेटा शीट एथिल अल्कोहल 200 प्रमाण। (2013, 21 मई)। Sciencelab.com से पुनर्प्राप्त।
5. बायोटेक्नोलॉजी सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र। पबकेम कम्पाउंड डेटाबेस; CID = 702। (2017, 18 मार्च)। पबकेम कम्पाउंड डेटाबेस; CID = 702। Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov से पुनर्प्राप्त किया गया।
6. रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री। (2015)। इथेनॉल। Chemspider.com से पुनर्प्राप्त
7. ऊर्जा विभाग के एस। (एस एफ)। इथेनॉल। Fueleconomy.gov से पुनर्प्राप्त।
8. एस। ऊर्जा सूचना प्रशासन (एस एफ)। इथेनॉल। Eia.gov से पुनर्प्राप्त किया गया।
9. एस नेशनल लाइब्रेरी ऑफ मेडिसिन। (2012, 20 दिसंबर)। HSDB: ETHANOL। टोक्सोनेट से पुनर्प्राप्त। एनएलएम।