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「アルコール」は、多くの英語の用語と同様に、科学では日常の使用よりも具体的な意味を持つ言葉です。一方、「エタノール」は特定の化学物質を表します。エタノールはアルコールの一種ですが、重複がほとんどない複数のアプリケーション(1つは産業用、1つは食品および飲料関連)もあります。
エタノールは?エチルアルコールとも呼ばれ、最も単純なアルコールの1つであり、西洋文化で良くも悪くも最も確かに最も有名です。この謙虚な2炭素分子は、十分な歴史的論争の中心であり、気分を変える物質としてのその使用は、文明の歴史を通じて人間社会に大きな影響を与えました。
アルコールとは?
化学の多くの化合物は炭化水素であり、炭素と水素原子のみで構成されています。炭化水素への酸素原子の導入は、さまざまな特性を持つ化学物質のさまざまな新しいカテゴリへの扉を開きます。
アルコールは、水素原子の代わりに-OH基またはヒドロキシル基が置換された炭化水素です。最も単純な例は、式CHを持つ炭化水素メタンです。4。炭素原子は他の原子と4つの結合を形成でき、水素は1つだけなので、メタンは安定した化合物です。一方、酸素は合計2つの結合を形成します。そのため、水素に酸素が結合しているヒドロキシル基には、結合に利用できる「スポット」が1つあります。これは、条件が適切であれば、メタンをメチルアルコールまたはメタノールに変換できることを意味します。この分子の式はCH3(ああ)。
メタノールには1つの炭素原子がありますが、次に大きいエタノールは純粋な炭化水素エタンに由来し、2つあります。エタンの化学式はCH3CH3 (Cとも書かれています2H6);各炭素原子は3つの水素と他の炭素原子に結合しています。したがって、エタノールの式はCH3CH2(ああ)。
エタノールはエチルアルコールとも呼ばれます。ご想像のとおり、この命名規則はすべてのアルコールに適用されます。 「-anol」という接尾辞は、より扱いにくい「-yl alcohol」と交換できます。プロパンが3炭素炭化水素の名前であることを知っているので、その化学式、関連するアルコールの化学式、およびそのアルコールの2つの異なる名前を理解できますか?
その他のアルコール
メタノールとエタノールはそれぞれ1炭素アルコールと2炭素アルコールであるため、その式に関してあいまいさはありません。つまり、単一の水素原子の代わりに単一のヒドロキシル基を持つ1炭素または2炭素の炭化水素を考えると、可能な配置は1つだけです。エタノールの場合、エタン自体が対称分子であるため、-OHが結合している炭素は無関係です。最初の炭素と2番目の炭素の間に幾何学的な区別はありません。
ただし、3炭素化合物のレベルでは、事態はより複雑になります。プロパンの化学式はCH3CH2CH3 (Cとも書かれています3H8)。ヒドロキシル基が末端(末端)炭素の1つに結合している場合、結果は通常のプロピルアルコールまたはプロパノールになります。しかし、ヒドロキシル基が代わりに中間炭素に付着している場合はどうでしょうか?
実際、プロパン-2-オールと呼ばれる重要な化合物には、まさにそのような配置があります。 (これは以前の参考文献では2-プロパノールとして書かれていることがあります。「2」を挿入記号として追加することは、2013年に国際純粋応用化学連合(IUPAC)が新しい命名規則を開発したときに始まった規則です。) 2 "は、ヒドロキシル基がプロパンの3つの炭素のうち2番目の炭素に結合しているため、中央にあるという事実を指します。この物質には、通常のプロパノールと同じように、3つの炭素、8つの水素、1つの酸素が含まれています。そのようなものとして、それはプロパノールの異性体であり、イソプロピルアルコールという名前で行きます。消毒用のいわゆる「消毒用アルコール」には、イソプロピルアルコールが含まれています。
また、複数のヒドロキシル基が存在する場合はどうなりますか?問題の化合物はまだアルコール中ですか?実際、これも起こります。 2番目の-OHが他の炭素のエタノールに追加されると、1,2-エタンジオールと呼ばれる分子が作成されます。 「ジオール」は、物質が2つのヒドロキシルを持つ二重アルコールであることを示し、「1,2-」接頭辞は、それらが異なる炭素に結合していることを示します。このアルコールはより一般的にエチレングリコールと呼ばれ、不凍液の主成分です。 (メタノールと同様に)非常に有毒です。
別の一般的ないわゆるポリヒドロキシルアルコールは、一般名グリセリンまたはグリセリンで行きます。これは、プロパン分子の同じ側にある3つの炭素原子のそれぞれの水素原子がヒドロキシル基で置換された単純なプロパンです。したがって、この物質の正式名称は1,2,3-プロパントリオールであり、両方とも食事性脂肪分子の「骨格」として機能し、細胞が燃料として直接使用することができます。
エタノール合成
エタノールはトウモロコシと他の植物から作られています。エタノールは、より一般的には、あらゆる種類の澱粉に存在するグルコース分子から作られており、すべての生細胞で使用されるエネルギーの主要な形態です。グルコースの1分子は、酵母の影響下でエタノールと二酸化炭素に変換されます。酵母は、次の反応を促進する酵素として機能します。
C6H12O6 →2C2H5OH + 2CO2
この反応は、嫌気性(酸素なし)呼吸の一形態であるため、発酵として知られています。別のタイプの発酵反応は乳酸発酵です。これは、エネルギー消費に対応するために酸素の消費と処理ができないほど激しく運動しているときに身体が受けるものです。両方の種類の発酵は、グルコースがクレブスサイクルと電子輸送チェーンを介して細胞ミトコンドリアで処理され、ATPまたはアデノシン三リン酸の形でエネルギーを生成する好気性呼吸に代わるものです。
燃料としてのエチルアルコール
エタノールは、アルコール飲料の有効成分として長い間知られていましたが、「代替」燃料としてますます一般的に使用されるようになりました。つまり、ガソリンや天然ガスなどの従来の化石または石油ベースの燃料に代わるものです。今日、米国で販売されているガソリンの98%以上には、ある程度の量のエタノールが含まれています。最も一般的な比率は、90%ガソリン(スコアを保持している場合は別の炭化水素)と10%エタノールです。一部の車両は、エンジンの燃料燃焼特性の点で柔軟性が高く、これらは50%を超えるエタノール、場合によっては80%を超える燃料で構成される燃料を使用して動作できます。
エタノールは、その排出量がガソリンの排出量よりも毒性が低く、重要な外国の石油への依存を減らすため、燃料として米国で人気があります。しかし、現時点では、エタノール燃料はガソリン車と同じ燃費を提供できず、標準車の約4分の3の燃費しか提供していません。
エタノール乱用
エタノールは、飲酒用のアルコールの製造にも使用されます。人々は、ビールなどの加工飲料形態でエタノールを何世紀にもわたって使用して、気持ちを変えてきました。少量では、心をリラックスさせ、ストレスのある社会的状況に参加しやすい人もいます。
しかし、疑いもなく、虐待されやすく、広く利用されているため、飲酒は主要な公衆衛生上の危険をもたらします。 2010年、米国疾病管理予防センターによると、アルコールの過剰摂取は、事故、生産性の低下、健康問題、犯罪、その他の問題の結果として、米国経済に4兆ドルのコストをかけました。年間約88,000人の死亡者は、過度の飲酒の影響に直接起因しています。一部の人々は、アルコール含有飲料に身体的または心理的に依存する傾向が他の人々よりもはるかに大きく、その多くは遺伝的であると考えられています。ほとんどの専門家は、影響下での自動車の運転に関して実際に安全な制限はないと考えていますが、アルコール関連の自動車事故は、全国的に予防可能な死と衰弱の途方もない原因であり続けています。