Etanolo

L'etanolo (chiamato anche alcol etilico, alcol di cereali o semplicemente alcol) è un composto chimico, un alcol semplice con la formula chimica C2H6O. La formula può anche essere scritta come CH3-CH2-OH o C2H5OH (un gruppo etilico collegato a un gruppo idrossile) ed è spesso abbreviata come EtOH. L'etanolo è un liquido volatile, infiammabile, incolore con un odore leggermente caratteristico. È una sostanza psicoattiva ed è il principale ingrediente attivo nelle bevande alcoliche.

L'etanolo è prodotto naturalmente dalla fermentazione degli zuccheri dai lieviti o attraverso processi petrolchimici ed è spesso consumato come una popolare droga ricreativa. Ha anche usi medici come antisettico e disinfettante. Il composto è ampiamente utilizzato come solvente chimico, sia per test chimici scientifici che per la sintesi di altri composti organici, ed è una sostanza essenziale utilizzata in molti diversi tipi di industrie manifatturiere. L'etanolo è anche usato come combustibile alternativo.

Applicazioni

Medico

-Antisettico
L'etanolo è utilizzato nelle salviettine mediche e più comunemente nei gel antibatterici igienizzanti per le mani come antisettico per i suoi effetti battericidi e antifungini. L'etanolo uccide i microrganismi dissolvendo il loro doppio strato lipidico di membrana e denaturando le loro proteine, ed è efficace contro la maggior parte dei batteri, funghi e virus. Tuttavia, non è efficace contro le spore batteriche, ma ciò può essere alleviato utilizzando il perossido di idrogeno. Una soluzione di etanolo al 70% è più efficace dell'etanolo puro perché l'etanolo dipende dalle molecole d'acqua per un'attività antimicrobica ottimale. L'etanolo assoluto può inattivare i microbi senza distruggerli perché l'alcol non può penetrare completamente nella membrana del microbo. L'etanolo può anche essere usato come disinfettante e antisettico perché provoca la disidratazione delle cellule interrompendo l'equilibrio osmotico attraverso la membrana cellulare, provocando l'uscita di acqua dalla cellula e portando alla morte cellulare.

-Antidoto
L'etanolo può essere somministrato come antidoto all'avvelenamento da metanolo, alcol isopropilico e glicole etilenico.

-Solvente medico
L'etanolo, spesso in concentrazioni elevate, viene utilizzato per sciogliere molti farmaci insolubili in acqua e composti correlati. Preparazioni liquide di, ad esempio, antidolorifici, farmaci per la tosse e il raffreddore e collutori possono contenere fino al 25% di etanolo e potrebbe essere necessario evitarli nei soggetti con effetti collaterali dell'etanolo, come le reazioni respiratorie indotte dall'alcol. L'etanolo è presente principalmente come conservante antimicrobico in più di 700 preparazioni di farmaci liquidi, tra cui paracetamolo, integratori di ferro, ranitidina, furosemide, mannitolo, fenobarbital, trimetoprim / sulfametossazolo e farmaci per la tosse da banco.

-Farmacologia
Se assunto per via orale, l'etanolo viene ampiamente metabolizzato dal fegato, principalmente tramite l'enzima CYP450. L'alcol etilico aumenta la secrezione di acidi nello stomaco. Il metabolita acetaldeide è responsabile di gran parte degli effetti a breve e lungo termine della tossicità dell'alcol etilico.

Ricreativo

Essendo un depressivo del sistema nervoso centrale, l'etanolo è uno dei farmaci psicoattivi più comunemente usati.

Carburante

Il più grande uso singolo di etanolo è come carburante per motori e come additivo per carburante. Il Brasile, in particolare, è fortemente dipendente dall'uso dell'etanolo come carburante per motori, anche grazie al suo ruolo di uno dei principali produttori mondiali di etanolo. La benzina venduta in Brasile contiene almeno il 25% di etanolo anidro. L'etanolo idro (circa il 95% di etanolo e il 5% di acqua) può essere utilizzato come carburante in oltre il 90% delle nuove auto a benzina vendute nel paese. L'etanolo brasiliano è prodotto dalla canna da zucchero ed è noto per il suo elevato stoccaggio di carbonio. Gli Stati Uniti e molti altri paesi utilizzano principalmente miscele di etanolo / benzina E10 (etanolo al 10%, noto anche come gasohol) ed E85 (etanolo all'85%).

L'etanolo è stato utilizzato come carburante per missili ed è attualmente presente negli aerei da corsa leggeri a propulsione a razzo.

La legge australiana limita l'uso di etanolo puro dai rifiuti di canna da zucchero al 10% nelle automobili. Le auto più vecchie (e le auto d'epoca progettate per utilizzare carburante a combustione più lenta) devono avere le valvole del motore migliorate o sostituite.

Secondo un gruppo di interesse dell'industria, l'etanolo come carburante riduce le emissioni nocive di scarico di monossido di carbonio, particolato, ossidi di azoto e altri inquinanti che formano ozono. L'Argonne National Laboratory ha analizzato le emissioni di gas serra di molte diverse combinazioni di motori e carburanti e ha scoperto che la miscela biodiesel / petrodiesel (B20) ha mostrato una riduzione dell'8%, la miscela convenzionale E85-etanolo una riduzione del 17% e l'etanolo cellulosico del 64%, rispetto con benzina etanolo puro.

La combustione di etanolo in un motore a combustione interna produce molti dei prodotti di combustione incompleta della benzina e quantità significativamente più elevate di formaldeide e specie correlate come l'acetaldeide. Ciò porta a una reattività fotochimica significativamente maggiore e più ozono a livello del suolo. Questi dati sono raccolti nel confronto delle emissioni di carburante nel Rapporto sui combustibili puliti e mostrano che lo scarico dell'etanolo produce 2,14 volte più ozono rispetto allo scarico della benzina. Quando aggiunto all'indice di inquinamento localizzato (LPI) corretto del Rapporto sui combustibili puliti, l'inquinamento locale da etanolo (inquinamento che contribuisce allo smog) è valutato come 1,7, dove la benzina è 1,0 e indica numeri più alti per un maggiore inquinamento. Il California Air Resources Board ha formalizzato questo problema nel 2008 riconoscendo gli standard di controllo della formaldeide come un gruppo di controllo delle emissioni, molto simile ai NOx convenzionali e ai gas organici reattivi (ROG).

La produzione mondiale di etanolo nel 2006 è stata di 51 gigalitri (1,3 x 1010 galloni USA), con il 69% della fornitura mondiale dal Brasile e dagli Stati Uniti. Più del 20% delle auto brasiliane può utilizzare il 100% di etanolo come carburante, compresi i motori a solo etanolo e flex-fuel. I motori a carburante flessibile in Brasile possono funzionare con tutto l'etanolo, tutta la benzina o qualsiasi miscela di entrambi. Negli Stati Uniti, i veicoli con carburante flessibile possono funzionare con etanolo dallo 0% all'85% (15% di benzina) perché le miscele di etanolo più elevate non sono ancora consentite o efficienti. Il Brasile supporta questa flotta di auto che bruciano etanolo con una grande infrastruttura nazionale che produce etanolo dalla canna da zucchero coltivata a livello nazionale. La canna da zucchero non solo ha una maggiore concentrazione di saccarosio rispetto al mais (circa il 30%), ma è anche molto più facile da estrarre. La biomassa generata dal processo non viene sprecata, ma viene utilizzata nelle centrali elettriche per produrre elettricità

Negli Stati Uniti, l'industria del combustibile a etanolo è in gran parte basata sul mais. Secondo la Renewable Fuels Association, al 30 ottobre 2007, 131 bioraffinerie di etanolo negli Stati Uniti hanno la capacità di produrre 7,0 miliardi di galloni USA (26.000.000 m3) di etanolo all'anno. Ulteriori 72 progetti di costruzione in corso (negli Stati Uniti) potrebbero aggiungere 6,4 miliardi di galloni USA (24.000.000 m3) di nuova capacità nei prossimi 18 mesi. Nel tempo, si ritiene che una parte materiale dei ≈150 miliardi di galloni USA (570.000.000 m3) di benzina all'anno sarà sostituita dall'etanolo combustibile.

Il sorgo dolce è un'altra potenziale fonte di etanolo ed è adatto alla coltivazione in condizioni asciutte. L'International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) sta studiando la possibilità di coltivare il sorgo come fonte di carburante, cibo e mangime per animali nelle zone aride dell'Asia e dell'Africa. Il sorgo dolce ha bisogno di un terzo dell'acqua.

Combustible para cohetes
El etanol se usaba a menudo como combustible en los primeros vehículos de misiles bi-propulsores (propulsados ​​por líquido), en combinación con un oxidante como el oxígeno líquido. El misil balístico alemán A-4, más conocido por su nombre de propaganda de la Segunda Guerra Mundial, el misil V-2, al que se le atribuye el comienzo de la era espacial, usaba etanol como componente principal de B-Stoff, bajo tal nomenclatura se mezclaba el etanol con 25% de agua para bajar la temperatura en la cámara de combustión. El equipo de diseño del V-2 ayudó a desarrollar misiles estadounidenses posteriores a la Segunda Guerra Mundial, incluido el cohete Redstone propulsado por etanol que lanzó el primer satélite estadounidense. El alcohol se volvió cada vez más obsoleto a medida que se desarrollaron más combustibles para cohetes de alta energía.

Celdas de combustible
Las pilas de combustible comerciales funcionan con gas natural reformado, hidrógeno o metanol. El etanol es una alternativa atractiva por su amplia disponibilidad, bajo costo, alta pureza y baja toxicidad. Se ha probado una amplia variedad de conceptos de pilas de combustible, incluidas las pilas de combustible de etanol directo, los sistemas de reforma automática térmica y los sistemas térmicamente integrados. La mayor parte del trabajo se lleva a cabo a nivel de investigación, aunque hay varias organizaciones al comienzo de la comercialización de celdas de combustible de etanol.

Calefacción doméstica
Las chimeneas de etanol se pueden utilizar para la calefacción del hogar o para la decoración.

Materia prima
El etanol es un ingrediente industrial importante. Se utiliza ampliamente como precursor de otros compuestos orgánicos como haluros de etilo, ésteres etílicos, éter dietílico, ácido acético y etilaminas.

Solvente
El etanol se considera un solvente universal porque su estructura molecular permite la disolución de compuestos hidrofóbicos polares, hidrofílicos y apolares. Dado que el etanol también tiene un punto de ebullición bajo, se elimina fácilmente de una solución que se ha utilizado para disolver otros compuestos, lo que lo convierte en un extractante popular para aceites botánicos. Los métodos de extracción de aceite de cannabis a menudo utilizan etanol como extractante y también como disolvente de acabado para eliminar aceites, ceras y clorofila de la solución en un proceso conocido como preparación para el invierno.

El etanol se encuentra en pinturas, tinturas, marcadores y productos para el cuidado personal como enjuagues bucales, perfumes y desodorantes. Sin embargo, los polisacáridos precipitan de una solución acuosa en presencia de alcohol, y por esta razón se usa la precipitación con etanol en la purificación de ADN y ARN.

Líquido a baja temperatura
Debido a su bajo punto de congelación (−114,14 ° C) y baja toxicidad, el etanol a veces se usa en laboratorios (con hielo seco u otros refrigerantes) como baño de enfriamiento para mantener los recipientes a temperaturas por debajo del punto de congelación del agua. Por la misma razón también se usa como líquido activo en termómetros de alcohol.