Quelle est la différence entre l'éthanol et l'alcool?

Contenu

• Qu'est-ce qu'un alcool?
• Autres alcools
• Synthèse d'éthanol
• L'alcool éthylique comme carburant
• Abus d'éthanol

"Alcool" est un mot qui, comme beaucoup de termes anglais, a un sens plus spécifique dans la science que dans l’usage quotidien. "L'éthanol", quant à lui, décrit une substance chimique spécifique; Bien que l’éthanol soit un type d’alcool, il a également de multiples applications (une industrielle, une liée aux aliments et boissons) qui se chevauchent peu.

Qu'est-ce que l'éthanol? Également appelé alcool éthylique, c'est l'un des alcools les plus simples et certainement le plus célèbre, pour le meilleur ou pour le pire, de la culture occidentale. Cette humble molécule à deux carbones est le centre de nombreuses controverses historiques et son utilisation en tant que substance modifiant l'humeur a eu des effets importants sur les sociétés humaines tout au long de l'histoire de la civilisation.

Qu'est-ce qu'un alcool?

De nombreux composés en chimie sont des hydrocarbures, composés uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène. L'introduction d'atomes d'oxygène dans les hydrocarbures ouvre la porte à une variété de nouvelles catégories de produits chimiques aux propriétés variées.

Les alcools sont des hydrocarbures dans lesquels un atome d'hydrogène a été substitué à un groupe -OH ou à un groupe hydroxyle. L’exemple le plus simple est le méthane hydrocarboné, qui a pour formule CH₄. Les atomes de carbone peuvent former quatre liaisons avec d'autres atomes et l'hydrogène, un seul, de sorte que le méthane est un composé stable. L'oxygène, d'autre part, forme un total de deux liaisons. Ainsi, un groupe hydroxyle, qui a un oxygène lié à un hydrogène, a un "point" disponible pour la liaison. Cela signifie que si les conditions le permettent, le méthane peut être converti en alcool méthylique ou en méthanol. La formule de cette molécule est CH₃(OH).

Alors que le méthanol a un atome de carbone, l’éthanol, le deuxième en importance et dérivé de l’éthane hydrocarboné pur, en a deux. La formule chimique pour l'éthane est CH₃CH₃ (également écrit C₂H₆) chaque atome de carbone est lié à trois atomes d'hydrogène et aux autres atomes de carbone. La formule pour l'éthanol est donc CH₃CH₂(OH).

L'éthanol est aussi appelé alcool éthylique.Comme vous l'avez peut-être soupçonné, cette convention de dénomination s'applique à tous les alcools; le suffixe "-anol" peut être remplacé par le plus lourd "alcool -ylique". Sachant que le propane est le nom d'un hydrocarbure à trois carbones, pouvez-vous élaborer sa formule chimique, celle de son alcool associé et les deux noms différents pour cet alcool?

Autres alcools

Etant donné que le méthanol et l’éthanol sont des alcools à un et deux carbones, il n’existe aucune ambiguïté quant à leur formule. C'est-à-dire, étant donné qu'un hydrocarbure à un ou deux carbones avec un seul groupe hydroxyle à la place d'un seul atome d'hydrogène, il n'y a qu'une seule configuration possible. Dans le cas de l'éthanol, le carbone auquel le -OH est lié n'a pas d'importance, car l'éthane lui-même est une molécule symétrique; il n'y a pas de distinction géométrique entre le premier carbone et le second.

Au niveau des composés à trois carbones, cependant, les choses deviennent plus compliquées. Le propane a la formule CH₃CH₂CH₃ (également écrit en C₃H₈). Si un groupe hydroxyle est attaché à l'un des atomes de carbone terminaux (extrémités), le résultat est l'alcool propylique ordinaire ou le propanol. Mais que se passe-t-il si le groupe hydroxyle est plutôt fixé au carbone moyen?

En fait, un composé important appelé propane-2-ol a un tel arrangement. (Vous pouvez voir ceci écrit en tant que 2-propanol dans des références plus anciennes; l'ajout du "2" comme infixe est une convention qui a débuté en 2013, lorsque l'Union internationale de chimie pure et appliquée, ou IUPAC, a développé de nouvelles règles de nomenclature.) Le " 2 "fait référence au fait que le groupe hydroxyle est attaché au second des trois atomes de carbone du propane, et est donc au milieu. Cette substance a trois atomes de carbone, huit hydrogènes et un oxygène, tout comme le propanol ordinaire. En tant que tel, il s’agit d’un isomère du propanol et est appelé alcool isopropylique. La plupart des "alcools à friction" à usage antiseptique contiennent de l'alcool isopropylique.

De plus, que se passe-t-il si plus d'un groupe hydroxyle est présent? Le composé en question est-il toujours dans l'alcool? En fait, cela se produit aussi. Lorsqu'un second -OH est ajouté à l'éthanol sur l'autre carbone, cela crée une molécule appelée 1,2-éthanediol. Le "diol" révèle que la substance est un alcool double avec deux hydroxyles et le préfixe "1,2" indique qu'ils sont liés à des atomes de carbone différents. Cet alcool est plus communément appelé éthylène glycol et constitue le composant principal de l'antigel. Il est hautement toxique (tout comme le méthanol).

Un autre alcool appelé polyhydroxylique communément appelé glycérol ou glycérine. Il s'agit simplement de propane avec un groupe hydroxyle substitué à un atome d'hydrogène sur chacun des trois atomes de carbone, tous situés du même côté de la molécule de propane. Le nom officiel de cette substance est donc le 1,2,3-propanetriol, qui sert à la fois de "colonne vertébrale" aux molécules de graisse alimentaire et peut être utilisé directement par les cellules comme carburant.

Synthèse d'éthanol

L'éthanol est fabriqué à partir de maïs et d'autres matières végétales. L'éthanol, plus généralement, est fabriqué à partir de la molécule de glucose, présente dans les amidons de tous types et constitue la principale forme d'énergie utilisée par toutes les cellules vivantes. Une molécule de glucose est convertie en éthanol et en dioxyde de carbone sous l’influence de la levure, qui agit comme une enzyme qui favorise la réaction:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Cette réaction est appelée fermentation car il s'agit d'une forme de respiration anaérobie (sans oxygène). La fermentation de l'acide lactique est un autre type de réaction de fermentation. C'est ce que votre corps subit lorsque vous vous entraînez trop intensément pour permettre à la consommation d'oxygène et à la transformation de répondre à vos besoins énergétiques. Les deux types de fermentation sont des alternatives à la respiration aérobie, dans lesquelles le glucose est traité dans les mitochondries cellulaires via le cycle de Krebs et la chaîne de transport d'électrons pour produire de l'énergie sous forme d'ATP, ou d'adénosine triphosphate.

L'alcool éthylique comme carburant

Bien connu depuis longtemps comme ingrédient actif dans les boissons alcoolisées, l'éthanol est de plus en plus utilisé comme carburant «alternatif», ce qui signifie qu'il constitue une alternative aux combustibles fossiles ou à base de pétrole tels que l'essence et le gaz naturel. . Aujourd’hui, plus de 98% de l’essence vendue aux États-Unis contient une certaine quantité d’éthanol. Le rapport le plus commun est 90% d’essence (un autre hydrocarbure, si vous gardez le score) à 10% d’éthanol. Certains véhicules ont plus de flexibilité en termes de propriétés de combustion des moteurs, et ceux-ci peuvent fonctionner avec des carburants contenant plus de 50% d'éthanol et, dans certains cas, plus de 80%.

L’éthanol est populaire aux États-Unis comme carburant parce que ses émissions sont moins toxiques que celles de l’essence et parce qu’il réduit la dépendance vis-à-vis du pétrole étranger. À l’heure actuelle, toutefois, les carburants à l’éthanol ne peuvent offrir la même économie de carburant que les véhicules fonctionnant à l’essence, ne représentant que les trois quarts environ de l’efficacité énergétique des voitures standard.

Abus d'éthanol

L'éthanol est également utilisé dans la production d'alcool destiné à la consommation. Les gens utilisent l'éthanol sous forme de boisson, telle que la bière, depuis des siècles pour changer leurs sentiments. En plus petites quantités, cela peut détendre l'esprit et permettre à certaines personnes de participer plus facilement à des situations sociales autrement stressantes.

Incontestablement, cependant, du fait de sa consommation si facile et si largement disponible, la consommation d'alcool constitue un risque majeur pour la santé publique. En 2010, selon les centres américains de contrôle et de prévention des maladies, une consommation excessive d’alcool a coûté à l’économie américaine un quart de billion de dollars en raison d’accidents, de pertes de productivité, de problèmes de santé, de criminalité et autres. Quelque 88 000 décès par an sont directement imputables aux effets de l’abus d’alcool. Certaines personnes ont une tendance beaucoup plus grande que d'autres à devenir physiquement ou psychologiquement dépendantes de boissons contenant de l'alcool, une grande partie de cette consommation étant considérée comme génétique. La plupart des experts estiment qu'il n'y a pas de limite de sécurité pour conduire un véhicule automobile sous influence, mais les accidents de la route liés à l'alcool restent une source considérable de décès évitables et de débilité à l'échelle nationale.