En términos químicos, el etanol es un alcohol, también conocido como alcohol etílico o alcohol de beber. Como se muestra en la figura 1, el etanol tiene la fórmula química [math]\ce{C2H5OH}[/math]. El etanol puede utilizarse como combustible, ya que puede producir energía calorífica como resultado de la combustión del alcohol.
El etanol es un líquido transparente e incoloro con un olor que se conoce como el olor alcohólico característico[2] El etanol se utiliza principalmente como disolvente en la fabricación de barnices y perfumes y como conservante de muestras biológicas. Además, el etanol se utiliza como desinfectante y también puede consumirse como bebida[3] El etanol derivado de la biomasa (bioetanol) es un aditivo para la gasolina o un combustible alternativo.
La mayor parte del etanol suele producirse de dos maneras, utilizando petróleo o biomasa. El etanol derivado del petróleo se produce en grandes plantas químicas a través de un proceso petroquímico[4] Las materias primas se separan del petróleo a través de la destilación fraccionada. El etano ([math]\ce{C2H6}[/math]), una de las materias primas separadas, pasa por un proceso de craqueo para convertirse en eteno ([math]\ce{C2H4}[/math]), también conocido como etileno. El eteno se convierte en etanol a través de un proceso de hidratación que requiere un catalizador (a menudo ácido fosfórico) mientras el reactivo eteno está bajo vapor a alta presión en la cámara de reacción[4] La alta presión aumenta la velocidad de reacción, por lo que se producirá más etanol. Este proceso de hidratación tiene la siguiente reacción química exotérmica que libera energía calorífica:
La deshidratación del alcohol etílico mediante el uso de conc h2so4 da el producto
Los catalizadores ácidos utilizados normalmente en la deshidratación del alcohol son el ácido sulfúrico concentrado o el ácido fosfórico(V) concentrado, H3PO4. El ácido sulfúrico concentrado produce resultados desordenados. Dado que el ácido sulfúrico es también un fuerte agente oxidante, oxida parte del alcohol a dióxido de carbono y se reduce simultáneamente a dióxido de azufre. Ambos gases deben ser eliminados del alqueno. El ácido sulfúrico también reacciona con el alcohol para producir una masa de carbono. También hay otras reacciones secundarias (que no se comentan aquí).
En este proceso, el etanol se calienta con un exceso de ácido sulfúrico concentrado a una temperatura de 170°C. Los gases producidos se hacen pasar por una solución de hidróxido de sodio para eliminar el dióxido de carbono y el dióxido de azufre producidos por las reacciones secundarias. El eteno se recoge sobre el agua.
Esta es una preparación comúnmente utilizada para ilustrar la formación y purificación de un producto líquido. El hecho de que los átomos de carbono estén unidos en un anillo no influye en la química de la reacción. El ciclohexanol se calienta con ácido fosfórico(V) concentrado y el ciclohexeno líquido se destila y puede recogerse y purificarse. El ácido fosfórico(V) suele utilizarse en lugar del ácido sulfúrico porque es más seguro y facilita una reacción menos compleja.
Grupo funcional del alcohol etílico
Las esporas latentes de Bacillus megaterium se activaron para la germinación en glucosa calentándolas en suspensión acuosa (pero no si se calentaban en seco), tratándolas con alcohol etílico acuoso a 30 C, o exponiéndolas al vapor de agua a temperatura ambiente. El grado de activación del vapor de agua dependía de la humedad relativa, el tiempo y la temperatura de exposición. La activación aumentó el alcance y la tasa de germinación inducida por la glucosa y disminuyó el promedio de microlag. El tratamiento prolongado con vapor de agua también activó las esporas para la germinación inducida por KI y por l-alanina. Las esporas activadas por cualquiera de los tres tratamientos se desactivaron mediante un tratamiento a 66 C, ya sea durante 18 horas en alcohol etílico al 100% o durante 40 horas sobre P(2)O(5). Las esporas desactivadas se reactivaron con calor, con alcohol etílico de 5 m o con vapor de agua. Se postula que el calentamiento y el alcohol etílico pueden cambiar la estructura del agua líquida, de modo que se parece más al vapor de agua y puede penetrar más fácilmente e hidratar un sitio crítico (¿enzimático?) de la espora, lo que conduce a la activación.
Fórmula del alcohol etílico
El ácido sulfúrico concentrado produce resultados desastrosos. No sólo es un ácido, sino que también es un fuerte agente oxidante. Oxida parte del alcohol a dióxido de carbono y, al mismo tiempo, se reduce a dióxido de azufre. Ambos gases tienen que ser eliminados del alqueno.
El etanol se calienta con un exceso de ácido sulfúrico concentrado a una temperatura de 170°C. Los gases producidos se hacen pasar por una solución de hidróxido de sodio para eliminar el dióxido de carbono y el dióxido de azufre producidos por las reacciones laterales.
