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"Álcool" é uma palavra que, como muitos termos em inglês, tem um significado mais específico na ciência do que no uso diário. "Etanol", enquanto isso, descreve uma substância química específica; Embora o etanol seja um tipo de álcool, ele também tem várias aplicações (uma industrial, outra relacionada a alimentos e bebidas) que compartilham pouca sobreposição.
O que é etanol? Também chamado álcool etílico, é um dos álcoois mais simples e é certamente o mais célebre, para o bem ou para o mal, na cultura ocidental. Essa humilde molécula de dois carbonos é o centro de ampla controvérsia histórica, e seu uso como uma substância que altera o humor teve efeitos significativos nas sociedades humanas ao longo da história da civilização.
O que é um álcool?
Muitos compostos na química são hidrocarbonetos, consistindo apenas de átomos de carbono e hidrogênio. A introdução de átomos de oxigênio nos hidrocarbonetos abre as portas para uma variedade de novas categorias de produtos químicos com várias propriedades.
Álcoois são hidrocarbonetos nos quais um grupo -OH, ou grupo hidroxila, foi substituído por um átomo de hidrogênio. O exemplo mais simples é o hidrocarboneto metano, que tem a fórmula CH4. Os átomos de carbono podem formar quatro ligações com outros átomos e o hidrogênio apenas um, então o metano é um composto estável. O oxigênio, por outro lado, forma um total de duas ligações. Assim, um grupo hidroxila, que tem um oxigênio ligado a um hidrogênio, tem um "ponto" disponível para ligação. Isso significa que, se as condições forem adequadas, o metano pode ser convertido em álcool metílico ou metanol. A fórmula para esta molécula é CH3(OH)
Enquanto o metanol possui um átomo de carbono, o etanol, o próximo maior e derivado do etano hidrocarboneto puro, possui dois. A fórmula química do etano é CH3CH3 (também escrito C2H6); cada átomo de carbono está ligado a três hidrogênios e aos outros átomos de carbono. A fórmula para o etanol é, portanto, CH3CH2(OH)
O etanol também é chamado de álcool etílico.Esta convenção de nomenclatura, como você deve ter suspeitado, se aplica a todos os álcoois; o sufixo "-anol" pode ser trocado pelo mais complicado "álcool álcool". Sabendo que propano é o nome de um hidrocarboneto de três carbonos, você pode elaborar sua fórmula química, a de seu álcool associado e os dois nomes diferentes para esse álcool?
Outros álcoois
Como o metanol e o etanol são álcoois de um e dois carbonos, respectivamente, não existe ambiguidade em termos de fórmula. Ou seja, dado um hidrocarboneto de um ou dois carbonos com um único grupo hidroxil no lugar de um único átomo de hidrogênio, há apenas uma configuração possível. No caso do etanol, o carbono ao qual o -OH está ligado é irrelevante porque o próprio etano é uma molécula simétrica; não há distinção geométrica entre o primeiro carbono e o segundo.
No nível dos compostos de três carbonos, no entanto, as coisas se tornam mais complicadas. O propano tem a fórmula CH3CH2CH3 (também escrito como C3H8) Se um grupo hidroxila estiver conectado a um dos carbonos terminais (finais), o resultado será álcool propílico comum ou propanol. Mas e se o grupo hidroxil for fixado no carbono médio?
De fato, um importante composto chamado propan-2-ol possui exatamente esse arranjo. (Você pode ver isso escrito como 2-propanol em referências mais antigas; adicionar o "2" como infixo é uma convenção iniciada em 2013 quando a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) desenvolveu novas regras de nomenclatura.) 2 "refere-se ao fato de que o grupo hidroxila está ligado ao segundo dos três carbonos de propano e, portanto, está no meio. Esta substância possui três carbonos, oito hidrogênios e um oxigênio, assim como o propanol comum. Como tal, é um isômero de propanol e atende pelo nome de álcool isopropílico. A maioria dos chamados "álcool" para uso anti-séptico contém álcool isopropílico.
Além disso, e se mais de um grupo hidroxil estiver presente? O composto em questão ainda está em álcool? De fato, isso também ocorre. Quando um segundo -OH é adicionado ao etanol no outro carbono, isso cria uma molécula chamada 1,2-etanodiol. O "diol" revela que a substância é um álcool duplo com dois hidroxilos, e o prefixo "1,2-" indica que eles estão ligados a carbonos diferentes. Este álcool é mais comumente chamado etilenoglicol e é o principal componente do anticongelante. É altamente tóxico (como o metanol).
Outro chamado álcool poli-hidroxílico comum é conhecido como glicerol ou glicerina. Isso é simplesmente propano com um grupo hidroxila substituído por um átomo de hidrogênio em cada um dos três átomos de carbono, todos do mesmo lado da molécula de propano. O nome formal para essa substância é, portanto, 1,2,3-propanetriol, e serve como o "esqueleto" das moléculas de gordura na dieta e pode ser usado diretamente pelas células como combustível.
Síntese de Etanol
O etanol é feito de milho e outras matérias vegetais. O etanol geralmente é produzido a partir da molécula glicose, que existe em todos os tipos de amidos e é a principal forma de energia usada por todas as células vivas. Uma molécula de glicose é convertida em etanol e dióxido de carbono sob a influência de leveduras, que atua como uma enzima para incentivar a reação ao longo de:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Essa reação é conhecida como fermentação, pois é uma forma de respiração anaeróbica (sem oxigênio). Outro tipo de reação de fermentação é a fermentação com ácido lático, que é o que seu corpo sofre quando você está se exercitando muito intensamente para permitir que o consumo e o processamento de oxigênio acompanhem suas necessidades de energia. Ambos os tipos de fermentação são alternativas à respiração aeróbica, na qual a glicose é processada nas mitocôndrias celulares através do ciclo de Krebs e da cadeia de transporte de elétrons, produzindo energia na forma de ATP, ou trifosfato de adenosina.
Álcool etílico como combustível
O etanol, embora conhecido há muito tempo como ingrediente ativo em bebidas alcoólicas, também passou a ser cada vez mais comum como combustível "alternativo", o que significa que é uma alternativa aos combustíveis fósseis tradicionais ou à base de petróleo, como gasolina e gás natural . Hoje, mais de 98% da gasolina vendida nos EUA contém uma certa quantidade de etanol. A proporção mais comum é de 90% de gasolina (outro hidrocarboneto, se você estiver mantendo a pontuação) e 10% de etanol. Alguns veículos têm mais flexibilidade em termos de propriedades de combustão de combustível de seus motores e podem operar com combustíveis que consistem em mais de 50% de etanol e, em alguns casos, mais de 80%.
O etanol é popular nos EUA como combustível, porque suas emissões são menos tóxicas que as da gasolina e porque reduz a dependência de petróleo estrangeiro importante. Atualmente, no entanto, os combustíveis de etanol não podem proporcionar a mesma economia de combustível que os veículos movidos a gasolina, oferecendo apenas cerca de três quartos da eficiência de combustível de carros comuns.
Abuso de Etanol
O etanol também é usado na produção de álcool destinado à bebida. As pessoas usam etanol em suas formas de beber processadas, como cerveja, há séculos para mudar a maneira como se sentem. Em quantidades menores, pode relaxar a mente e permitir que alguns indivíduos participem mais facilmente de situações sociais estressantes.
Inquestionavelmente, no entanto, por ser tão facilmente abusado e tão amplamente disponível, o consumo de álcool constitui um grande risco à saúde pública. No ano de 2010, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA, o consumo excessivo de álcool custou à economia dos EUA um quarto de trilhão de dólares como resultado de acidentes, perda de produtividade, problemas de saúde, crime e outros problemas. Cerca de 88.000 mortes por ano são diretamente atribuíveis aos efeitos do consumo excessivo. Algumas pessoas têm uma tendência muito maior do que outras de se tornarem física ou psicologicamente dependentes de bebidas que contenham álcool, e acredita-se que muito disso seja genético. A maioria dos especialistas acredita que não há realmente um limite seguro em termos de operação de um veículo motorizado sob a influência, mas os acidentes de carro relacionados ao álcool continuam sendo uma tremenda fonte de morte e debilidade evitáveis em todo o país.