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"Alcohol" es una palabra que, como muchos términos en inglés, tiene un significado más específico en ciencia que en el uso diario. "Etanol", mientras tanto, describe una sustancia química específica; Si bien el etanol es un tipo de alcohol, también tiene múltiples aplicaciones (una industrial, una relacionada con alimentos y bebidas) que comparten poca superposición.
¿Qué es el etanol? También llamado alcohol etílico, es uno de los alcoholes más simples y es sin duda el más famoso, para bien o para mal, en la cultura occidental. Esta humilde molécula de dos carbonos es el centro de una amplia controversia histórica, y su uso como sustancia que altera el estado de ánimo ha tenido efectos significativos en las sociedades humanas a lo largo de la historia de la civilización.
¿Qué es un alcohol?
Muchos compuestos en química son hidrocarburos, que consisten solo en átomos de carbono e hidrógeno. La introducción de átomos de oxígeno en los hidrocarburos abre la puerta a una variedad de nuevas categorías de productos químicos con una gama de propiedades.
Los alcoholes son hidrocarburos en los que un grupo -OH, o grupo hidroxilo, ha sido sustituido por un átomo de hidrógeno. El ejemplo más simple es el metano hidrocarbonado, que tiene la fórmula CH4. Los átomos de carbono pueden formar cuatro enlaces con otros átomos e hidrógeno solo uno, por lo que el metano es un compuesto estable. El oxígeno, por otro lado, forma un total de dos enlaces. Entonces, un grupo hidroxilo, que tiene un oxígeno unido a un hidrógeno, tiene un "punto" disponible para la unión. Esto significa que si las condiciones son adecuadas, el metano se puede convertir en alcohol metílico o metanol. La fórmula para esta molécula es CH3(OH).
Mientras que el metanol tiene un átomo de carbono, el etanol, el siguiente más grande y derivado del etano puro de hidrocarburos, tiene dos. La fórmula química para el etano es CH3CH3 (también escrito C2H6); cada átomo de carbono está unido a tres hidrógenos y a los otros átomos de carbono. La fórmula para el etanol es por lo tanto CH3CH2(OH).
El etanol también se llama alcohol etílico.Esta convención de nomenclatura, como habrás sospechado, se aplica a todos los alcoholes; el sufijo "-anol" puede intercambiarse con el más incómodo "-il alcohol". Sabiendo que el propano es el nombre de un hidrocarburo de tres carbonos, ¿puedes calcular su fórmula química, la del alcohol asociado y los dos nombres diferentes para ese alcohol?
Otros alcoholes
Debido a que el metanol y el etanol son alcoholes de uno y dos carbonos respectivamente, no existe ambigüedad en términos de su fórmula. Es decir, dado un hidrocarburo de uno o dos carbonos con un solo grupo hidroxilo en lugar de un solo átomo de hidrógeno, solo hay una configuración posible. En el caso del etanol, el carbono al que está unido el -OH es irrelevante porque el etano mismo es una molécula simétrica; No hay distinción geométrica entre el primer carbono y el segundo.
Sin embargo, al nivel de los compuestos de tres carbonos, las cosas se vuelven más complicadas. El propano tiene la fórmula CH3CH2CH3 (también escrito como C3H8) Si un grupo hidroxilo está unido a uno de los carbonos terminales (finales), el resultado es alcohol propílico ordinario o propanol. Pero, ¿qué pasa si el grupo hidroxilo está fijado al carbono medio?
De hecho, un compuesto importante llamado propan-2-ol tiene tal disposición. (Puede ver esto escrito como 2-propanol en referencias anteriores; agregar el "2" como infijo es una convención que comenzó en 2013 cuando la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, o IUPAC, desarrolló nuevas reglas de nomenclatura). 2 "se refiere al hecho de que el grupo hidroxilo está unido al segundo de los tres carbonos de propano y, por lo tanto, está en el medio. Esta sustancia tiene tres carbonos, ocho hidrógenos y un oxígeno, al igual que el propanol regular. Como tal, es un isómero de propanol, y se conoce con el nombre de alcohol isopropílico. La mayoría del llamado "alcohol isopropílico" para uso antiséptico contiene alcohol isopropílico.
Además, ¿qué pasa si hay más de un grupo hidroxilo presente? ¿El compuesto en cuestión todavía está en alcohol? De hecho, esto también ocurre. Cuando se agrega un segundo -OH al etanol en el otro carbono, se crea una molécula llamada 1,2-etanodiol. El "diol" revela que la sustancia es un alcohol doble con dos hidroxilos, y el prefijo "1,2-" indica que están unidos a diferentes carbonos. Este alcohol se llama más comúnmente etilenglicol y es el componente principal del anticongelante. Es altamente tóxico (como es el metanol).
Otro llamado alcohol polihidroxílico común se conoce con el nombre común de glicerol o glicerina. Esto es simplemente propano con un grupo hidroxilo sustituido por un átomo de hidrógeno en cada uno de los tres átomos de carbono, todos en el mismo lado de la molécula de propano. Por lo tanto, el nombre formal de esta sustancia es 1,2,3-propanetriol, y sirve como "columna vertebral" para las moléculas de grasa en la dieta y puede ser utilizada directamente por las células como combustible.
Síntesis de etanol
El etanol está hecho de maíz y otras materias vegetales. El etanol generalmente está hecho de la molécula de glucosa, que existe en almidones de todo tipo y es la principal forma de energía utilizada por todas las células vivas. Una molécula de glucosa se convierte en etanol y dióxido de carbono bajo la influencia de la levadura, que actúa como una enzima para estimular la reacción:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Esta reacción se conoce como fermentación, ya que es una forma de respiración anaeróbica (sin oxígeno). Otro tipo de reacción de fermentación es la fermentación de ácido láctico, que es lo que experimenta su cuerpo cuando hace ejercicio con demasiada intensidad para permitir que el consumo de oxígeno y el procesamiento se mantengan al ritmo de sus necesidades energéticas. Ambos tipos de fermentación son alternativas a la respiración aeróbica, en la que la glucosa se procesa en las mitocondrias celulares a través del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones para producir energía en forma de ATP o trifosfato de adenosina.
Alcohol etílico como combustible
El etanol, aunque se conoce desde hace mucho tiempo como el ingrediente activo en las bebidas alcohólicas, también se utiliza cada vez más como combustible "alternativo", lo que significa que es una alternativa a los combustibles fósiles tradicionales o derivados del petróleo como la gasolina y el gas natural. . Hoy, más del 98 por ciento de la gasolina vendida en los EE. UU. Contiene cierta cantidad de etanol. La proporción más común es 90 por ciento de gasolina (otro hidrocarburo, si mantiene el puntaje) a 10 por ciento de etanol. Algunos vehículos tienen más flexibilidad en cuanto a las propiedades de combustión de combustible de sus motores, y estos pueden funcionar con combustibles que consisten en más del 50 por ciento de etanol y en algunos casos más del 80 por ciento.
El etanol es popular en los EE. UU. Como combustible porque sus emisiones son menos tóxicas que las de la gasolina y porque reduce la dependencia del petróleo extranjero. En la actualidad, sin embargo, los combustibles de etanol no pueden proporcionar la misma economía de combustible que los vehículos que funcionan con gasolina, ofreciendo solo alrededor de las tres cuartas partes de la eficiencia de combustible de los automóviles estándar.
Abuso de etanol
El etanol también se usa en la producción de alcohol para beber. Las personas han usado etanol en sus formas procesadas para beber, como la cerveza, durante siglos para cambiar su forma de sentir. En pequeñas cantidades, puede relajar la mente y permitir que algunas personas participen más fácilmente en situaciones sociales estresantes.
Sin lugar a dudas, sin embargo, debido a que es tan fácil de abusar y tan ampliamente disponible, beber alcohol constituye un importante peligro para la salud pública. En el año 2010, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., El consumo excesivo de alcohol le costó a la economía estadounidense un cuarto de billón de dólares como resultado de accidentes, pérdida de productividad, problemas de salud, delincuencia y otros problemas. Unas 88,000 muertes por año son directamente atribuibles a los efectos del consumo excesivo de alcohol. Algunas personas tienen una tendencia mucho mayor que otras a depender física o psicológicamente de las bebidas que contienen alcohol, y se cree que gran parte de esto es genético. La mayoría de los expertos creen que realmente no hay un límite seguro en términos de operar un vehículo motorizado bajo la influencia, pero los accidentes automovilísticos relacionados con el alcohol siguen siendo una fuente tremenda de muertes y debilidades prevenibles en todo el país.