Спирты — органические соединения, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп ОН у насыщенных атомов углерода. По количеству этих групп различают одно-, двух- (гликоли), трех- (глицерины) и многоатомные спирты. Способность спиртов участвовать в разнообразных химических реакциях позволяет их использовать для получения всевозможных органических соединений: альдегидов, кетонов, карбоновых кислот простых и сложных эфиров, применяемых в качестве органических растворителей, при производстве полимеров, красителей и лекарственных препаратов, с которыми мы сталкиваемся каждый день.
Цель: изучить свойства метанола и этанола их физиологическое воздействие.
Задачи:
1. Рассмотрение способов получения
2. Изучение их свойств
3. Физиологическое влияние
Актуальность
Этанол C2H5OH — исходное соединение для получения ацетальдегида, уксусной кислоты, а также для производства сложных эфиров карбоновых кислот, используемых в качестве растворителей. Этанол — основной компонент всех спиртных напитков, его широко применяют и в медицине как дезинфицирующее средство. Этанол применяют в бытовой химии в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой, является растворителем для репеллентов, служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.
Методы исследования
1. Основное содержание
1.1 Метанол
древесный спирт).
Из метилового спирта получают различные органические продукты, в том числе — высокооктановое топливо. Спирт используют в органическом синтезе как метилирующий агент (средство для введения в органические соединения группы СН3).
Метиловый спирт — сильный яд. Несколько его граммов, попав в организм, приводят к слепоте, а большие количества — к смерти. Поэтому метиловый спирт для технических нужд идет под обязательным названием «Метанол — яд» и хранится в специальных опечатанных хранилищах (сейфах).
1.1.1 Получение и свойства
Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, выпускаемым химической промышленностью. Впервые метанол был найден в древесном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выделен из продуктов сухой перегонки древесины Думасом и Пелиготом. В это же время была установлена его химическая формула. I v Способы получения метилового спирта могут быть различны: сухая перегонка древесины, термическое разложение формиатов, гидрирование метил формиата, омыление метил хлорида, каталитическое неполное окисление метана, каталитическое гидрирование окиси и двуокиси углерода. До промышленного освоения каталитического способа метанол получали в основном сухой перегонкой древесины. «Лесохимический метиловый спирт» загрязнен ацетоном и другими трудноотделимыми примесями. В настоящее время этот метод получения метанола практически не имеет промышленного значения. По причинам технического и главным образом экономического характера промышленное развитие получил метод синтеза метанола из окиси углерода и водорода.
Метано л метиловый спирт древесный спирт
... получения метанол получали при сухой перегонке дерева (отсюда его название «древесный спирт»). В данное время этот способ имеет второстепенное значение. Также известны схемы использования ... и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли). Работа топливных элементов основана на реакции окисления метанола на катализаторе в диоксид углерода. Вода выделяется на катоде. Протоны (H+ ) ...
В 1913 г. был разработан синтетический способ получения метанола из окиси углерода и водорода на цинк-хромовом катализаторе при давлении 250—350 кгс/см. Позднее, в 1923 г. этот процесс был осуществлен в Германии в промышленном масштабе и в дальнейшем интенсивно развивался и совершенствовался.
История развития отечественного промышленного синтеза метанола началась в 1934 г. выпуском ~30 т/сут. метанола на двух небольших агрегатах Новомосковского химического комбината. Сырьем для производства метанола служил водяной газ, полученный газификацией кокса. В настоящее время основное количество метанола вырабатывается на базе природного газа. Процесс синтеза осуществляется при 250—300 кгс/см2 и 380 °С. В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС об ускорен-ном развитии химической промышленности и расширении ассортимента химической продукции производство метанола, являющееся в настоящее время крупнотоннажным производством, растет бурными темпами. Выпуск метанола за указанный период значительно превышал темпы роста производства многих продуктов химической промышленности. Увеличение выпуска метанола проводилось путем интенсификации процесса, расширения существующих и строительства новых производств. В дальнейшем выпуск будет расти в результате строительства крупных однолинейных установок с использованием турбо циркуляционных компрессоров вместо поршневых машин и применения новых катализаторов, позволяющих проводить процесс при относительно низком давлении (50—150 кгс/см2).'» \/ Бурный рост производства метанола обусловлен постоянно возрастающим многообразием сфер его применения.
Метанол является сырьем для получения таких продуктов как формальдегид (около 50% от всего выпускаемого метанола), синтетический каучук (~11%), метиламин (~’9%), а также диметилтерефталат, метилметакрилат, пентаэритрит, уротропин. Его используют в производстве фотопленки, аминов, поливинилхлоридных, карбамидных и ионообменных смол, красителей и полупродуктов, в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности. В большом количестве метанол потребляют для получения различных химикатов, например хлорофоса, хлористого и бромистого метила и различных ацеталей. Предприятия по выпуску метанола размещены в различных экономических районах страны, поэтому и виды используемого сырья различны. Наиболее дешевый метанол получают при использования в качестве сырья природного газа. Это и стимулирует перевод предприятий метанола на природный газ.Несмотря на достигнутые успехи, производство метанола продолжает совершенствоваться. Разрабатываются более активные и селективные катализаторы, а также совершенствуются цинк-хромовые катализаторы, методы получения и подготовки исходного технологического газа, аппаратурное оформление процесса. Более полно используется тепло, выделяющееся при синтезе метанола. Разрабатываются технологические схемы на основе прогрессивной техники. Новые мощные агрегаты синтеза метанола производительностью до 30 тыс. т/г в энергетическом отношении будут автономны — для ведения процесса практически не потребуется подводить извне энергию и пар. Одновременно с созданием крупных одноагрегатных установок с использованием низкотемпературных катализаторов в мировой практике имеются примеры создания крупных агрегатов, работающих при высоком давлении (250— 350 кгс/см2).
Производство метанола
... из всех видов сырья, которые используют при получении водорода, например в процессах синтеза аммиака и гидрирования жиров. Поэтому производство метанола может базироваться на тех же сырьевых ... на коксохимических заводах. 3. Характеристика целевого продукта. СВОЙСТВА МЕТАНОЛА И ЕГО ВОДНЫХ РАСТВОРОВ. Метиловый спирт, метанол СНзОН является простейшим представителем предельных одноатомных спиртов. В ...
Однако в мировой и отечественной практике ввиду технико-экономических преимуществ намечается развитие схем производства метанола при низком давлении 50—150 кгс/см2.
Метанол смешивается во всех отношениях со значительным числом органических соединений. Со многими из них он образует азеотропные смеси — растворы, перегоняющийся без изменения состава и температуры кипения, т. е. без разделения; К настоящему времени известно свыше 100 веществ, в числе которых имеются и соединения, обычно присутствующие в метаноле-сырце. К этим веществам, например, относятся ацетон, метилацетат, метилэтилкетон, метилпропионат и некоторые другие. Метанол сочетает свойства очень слабого основания и еще более слабой кислоты, что обусловлено наличием алкильной и гидро-ксильной групп. При окислении метанола кислородом в присутствии катализатора образуется формальдегид:
СНзОН + 0,5СО2 —-»- НСНО + Н2О
При действии щелочей металлов водород гидроксильной группы метанола замещается с образованием алкоголята
2СНзОН + 2Na —-> 2CH3ONa + 2Н2
который стоек только в отсутствие воды, так как вода омыляет его до метанола и щелочи:
СН3ОNa + Н2О —-» СНзОН + NaOH
При взаимодействии метанола и минеральных кислот образуются сложные эфиры. .Этот процесс называется этерификацией, и его широко используют в промышленной практике для получения различных метиловых эфиров — метилхлоридов, метилбромидов, метилнитратов, метилсульфатов и др.:
- СНзОН + H2SO4 —-> СНзSОзОН + Н2О
Органические кислоты также реагируют с метанолом с образованием сложных эфиров:
- СНзОН + СНзСООН —-> СНзСООСНз + Н2О
1.1.2 Физиологическая активность
Метанол — опаснейший яд, действующий на нервную и сердечно-сосудистую системы. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» — метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида.
Приём внутрь 5—10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 граммов и более — к смерти. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе рабочей зоны равна 5 мг/мі (у изопропилового спирта 10 мг/мі, у этанола — 1000 мг/мі).
Наиболее легкая форма отравления характеризуется наличием головной боли, общей слабостью, недомоганием, ознобом, тошнотой, рвотой. Поэтому опасен для жизни не только чистый метанол, но и жидкости, содержащие этот яд даже в сравнительно небольшом количестве.
Особая опасность метанола связана с тем, что по запаху и вкусу он неотличим от этилового спирта, из-за чего и происходят случаи его употребления внутрь. В домашних условиях метанол можно отличить следующим способом: свернуть из толстой медной проволоки спираль и накалить ее на огне до красного свечения; при опускании спирали в метанол происходит его каталитическое окисление с выделением формальдегида, обладающего весьма резким запахом; этанол же такого эффекта не дает (будет напоминать запах прелых яблок).
Доклад: Отравление метанолом и этиленгликолем
... (4-МП) в чистом виде или в сочетании с этанолом также бывает, полезен при отравлении метанолом. 4-МП ингибирует алкогольдегидрогеназу и приводит к зависимому от дозы ... интервал говорит о присутствии в сыворотке осмотически активных веществ, например этилового спирта, метанола, изопропилового спирта, глицерола или маннитола, содержание которых определяется осмометром, но не учитывается при ...
Второй способ —йодоформная реакция: с этиловым спиртом выпадет йодоформ желтого цвета, а с метанолом ничего не выпадает (реакция не подходит для определения содержания метанола в растворе этанола).
Как указано в руководстве для врача скорой медицинской помощи, при отравлении метанолом антидотом является этанол, который вводится внутривенно в форме 10 % раствора капельно или 30—40 % раствора перорально из расчёта 1—2 грамма раствора на 1 кг веса в сутки. Полезный эффект в этом случае обеспечивается отвлечением АДГ I на окисление экзогенного этанола. Следует учесть, что при недостаточно точном диагнозе за отравление метанолом можно принять алкогольную интоксикацию, отравление дихлорэтаном или четырёххлористым углеродом — в этом случае введение дополнительного количества этилового спирта опасно.
1.2 Этанол
ректификатом
денатуратом
1.2.1 Получение и свойства
Этиловый спирт — много тоннажный продукт химической промышленности. Получают его различными способами. Один из них — спиртовое брожение веществ, содержащих сахаристые вещества, в присутствии ферментов (например, зимазы — фермента дрожжей): зимаза
C6H12O6 — зимаза ® C2H6OH + 2CO2
пищевым
гидролизным
Как известно, для получения этилового спирта существуют и синтетические способы, такие, как сернокислотная или прямая гидратация этилена: метанол этиловый спирт алкоголь
H2C==CH2 + H2 — кат . ® H3C—CH2OH
Применение
Топливо
Этанол может использоваться как топливо, в т. ч. для ракетных двигателей, двигателей внутреннего сгорания в чистом виде. Ограничено в силу своей гигроскопичности (отслаивается) используется в смеси с классическими нефтяными жидкими топливами. Применяется для выработки высококачественного топлива и компонента бензинов — Этил-трет-бутилового эфира, более независимого от ископаемой органики, чем МТБЭ.
Химическая промышленность
- Служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, тетраэтилсвинец, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.;
- Широко применяется как растворитель (в лакокрасочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях);
- Является компонентом антифриза и стеклоомывателей.
- В бытовой химии этанол применяется в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой. Является растворителем для репеллентов.
Медицина
Токсическое воздействие этанола на организм человека
... человека, чтобы предсказать последствия токсического действия этанола. Ответить на вопрос: вреден или нет этанол для живого организма. История возникновения алкоголя и его распространение в мире ферментации Путем ферментации можно получить спирт ... этиловый спирт, а также открыл некоторые его физические и химические свойства, в частности, обнаружив способность этанола ... домашнее пиво или пиво, крепость ...
В медицине этиловый спирт в первую очередь используется как растворитель, экстрагент и антисептик
- по своему действию этиловый спирт можно отнести к антисептикам;
- как обеззараживающее и подсушивающее средство, наружно;
- подсушивающие и дубящие свойства 96%-го этилового спирта используются для обработки операционного поля или в некоторых методиках обработки рук хирурга;
- растворитель для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.;
- консервант настоек и экстрактов (минимальная концентрация 18 %);
- пеногаситель при подаче кислорода, искусственной вентиляции легких;
- в согревающих компрессах;
для физического охлаждения при лихорадке (для растирания) Средства, влияющие на ЦНС
- возможно применение как компонента парентерального питания (в виде 5 % раствора) у ослабленных больных с учётом высокой энергетической ценности вещества
- компонент общей анестезии в ситуации дефицита медикаментозных средств
- Как пеногаситель при отеке легких в виде ингаляции 33 % раствора.
после своевременного
Токсикология этанола
В зависимости от дозы, концентрации, пути попадания в организм и длительности воздействия этанол может обладать наркотическим, наркозным и токсическим действием. В определённых дозах к массе тела и концентрациях приводит к острому отравлению и смерти (смертельная разовая доза — 4-12 грамм этанола на килограмм веса).
Однако этанол является естественным метаболитом человеческого организма, и в определённых дозах используется в медицине как самостоятельное лекарственное средство, а также как растворитель фармацевтических препаратов, экстрактов и настоек. Длительное употребление этанола может вызвать такие заболевания, как гастрит, язва желудка, рак желудка, рак пищевода. Употребление этанола может вызвать оксидативное повреждение нейронов головного мозга. При употреблении в больших количествах этанол вызывает гибель нейронов головного мозга Злоупотребление алкогольными напитками может привести к алкоголизму.
Виды и марки этанола, Ректификат, Спирт этиловый абсолютированный, Этанол используется для обеззараживания., При производстве лаков и красок
Этанол — хороший растворитель для многих веществ, например йода
Этанол — важное сырьё для органического синтеза: уксусной кислоты
Этанол является компонентом вина
Пива
Его добавляют в реактивное топливо
Этанол можно использовать в качестве топлива для автомобилей
При проведении клинических лабораторных исследований крови
1.2.2 Физиологическая активность
Действие этанола на активность нейронов зависит от целого ряда факторов: от дозы, концентрации в крови и ликворе, способа введения, вида наркоза. В экспериментах на кроликах показано, что наиболее чувствительны к действию этанола палео- и неокортикальные образования, в том числе структуры лимбической системы. Реорганизация активности лимбических структур является существенным звеном в механизмах формирования потребности в алкоголе. В одном из опытов исследовали активность нейронов коркового отдела лимбической системы, которая выделяется с морфологической точки зрения богатством связей с другими областями коры и особой стратегической позицией структуры, связывающей неокортикальные области и гип-покамп. В лимбической коре обнаруживается максимальное по сравнению с другими областями коры количество терминалей, содержащих дофамин, нарушение обмена которого играет, по-видимому, ключевую роль в патогенезе алкоголизма.
Влияние этанола на мозг
... головного мозга приводит алкоголь? Под влиянием алкоголя развивается множество заболеваний головного мозга, связанных, прежде всего, с 2 факторами воздействия этанола на организм: 1. Для алкоголя характерно ... алкоголя на головной мозг человека Негативному воздействию спиртных напитков подвергаются практически все органы человеческого тела. Но именно головной мозг страдает в наибольшей степени. Спирт, ...
В связи с повышенным сродством этанола к липидам, при отравлении этиловым спиртом страдают прежде всего органы, богатые ими. При введении этанола в кровоток, если его концентрацию в крови принять за единицу, то в печени она составит 1,5, а в головном мозге — 1,75.
2. Влияния алкоголя на человека
Об опьяняющих свойствах спиртных напитков люди узнали не менее чем за 8000 лет до н.э. — с появлением керамической посуды, давшей возможность изготовления алкогольных напитков из меда, плодовых, соков, дикорастущего винограда. Возможно, виноделие возникло еще до начала культурного земледелия. Так, известный путешественник Н.Н.Миклухо-Маклай наблюдал папуасов Новой Гвинеи, не умевших еще добывать огонь, но уже знавших приемы приготовления хмельных напитков.
Метанол и этанол
Чистый спирт начали получать в VI-VII вв. арабы и назвали его «аль коголь», что означает «одурманивающий». Перегонка вина для получения спирта способствовала распространению пьянства. Считают, что именно это и послужило поводом для запрета употребления спиртных напитков, введенного основоположником ислама Магометом (570-632).
Этот запрет вошел впоследствии и в свод мусульманских законов — Коран (VII в.).
По классификации Всемирной организации здравоохранения алкоголь относится к наркотическим веществам. При более или менее продолжительном употреблении алкоголя у человека вырабатывается потребность в нем.
Существует мнение, что пьянство является якобы старинной традицией русского народа. Но русский историк и этнограф, знаток обычаев народа профессор Н.И.Костомаров (1817-1885) полностью опроверг это мнение. Он доказал, что в Древней Руси пили очень мало. Лишь на избранные праздники варили медовуху, брагу или пиво, крепость которых не превышала 5-10%. Чара пускалась по кругу, и из нее каждый отпивал несколько глотков. В будни никаких спиртных напитков не полагалось, и пьянство считалось величайшим позором и грехом. При Петре I пьяницам, попавшим в тюрьму, вешали на шею тяжелую чугунную медаль «3a пьянство».
Последующее распространение пьянства на Руси связано с политикой господствующих классов, их стремлением получить как можно больше прибыли в казну от торговли спиртным.
С водой спирт образует гидраты различного состава, зависящего от соотношения спирта и воды. Родоначальником современной сорокаградусной водки считают Д.И.Менделеева, защитившего диссертацию под названием «О соединении спирта с водой». Он доказал, что именно такая пропорция спирта и воды дает наибольшее количество тепла и меньше обжигает пищевод.
Наиболее токсичны гидраты, образующиеся при крепости спирта 70-80%. При снижении крепости токсичность снижается в несколько раз быстрее, чем концентрация. Поэтому токсичность спирта в слабоалкогольных напитках выражена гораздо меньше, чем в таком же количестве (в абсолютном выражении) крепких напитков. Это свойство спирта человек заметил очень давно. Древние греки и римляне пили сухое вино крепостью 10-12%, разбавляя его водой, и искренне возмущались, когда узнали, что «скифы пьют вино неразбавленным».
Одноатомные спирты и их применение в медицине
... промышленности. Глава 2. Химические представления об одноатомных спиртах 2.1 Понятие об одноатомных спиртах и их классификация Одноатомные спирты (иногда используется термин "алкоголи") - производные углеводородов, в которых один ... Метанол, этанол и пропанол смешиваются с водой во всех соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде резко падает. Высшие спирты практически ...
Особо следует остановиться на потреблении пива и его последствиях. Пиво относится к слабоалкогольным напиткам (в среднем 4-5%, но есть и крепкие сорта — до 9%).
Однако это не означает, что пиво безвредно. У наркологов существует термин «пивной алкоголизм». За рубежом в среднем 21% пациентов, лечащихся от алкоголизма в наркологических клиниках, пили только пиво. Следовательно, даже употребляя только пиво, человек подвергается риску стать алкоголиком. Кроме того, пиво, являясь первичным продуктом брожения, содержит много примесей, вредно влияющих на печень.
Отечественные ученые-криминалисты и социологи на основании результатов исследований считают, что в пьяном виде совершается примерно 93-96% преступлений. В США из более чем 5 млн ежегодных арестов почти половина связана со злоупотреблением алкоголем. Примерно такая же статистика среди заключенных: приблизительно у 50% из них причиной антисоциальных поступков стал алкоголь.
В настоящее время исследователи высказывают такие точки зрения на взаимосвязь алкоголя и агрессии:
- алкоголь снижает процессы торможения и высвобождает насильственные импульсы;
- алкоголь нарушает деятельность нейротрансмиттеров;
- алкоголь приводит к дисфункции височной доли мозга, что способствует агрессивному поведению;
- алкоголь усугубляет поведенческие нарушения у психически аномальных личностей.
Вывод
— Изучены методы получения этанола и метанола. Основные способы получения этанола — микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена), а метанол получают каталитическим синтезом из оксида углерода (II) (CO) и водорода (2H2.), сухой перегонкой дерева.
- Рассмотрены свойства метанола и этанола, которые проявляют как свойства слабых кислот, так и оснований.
— Изучена физиологическая активность метанола и этанола на живой организм. Доказано, что любая доза алкоголя, даже не вызывающая опьянения (начиная с концентрации 1-10 мкг на мл крови), причиняет вред человеческому организму. Малые дозы алкоголя обычно снимают чувство напряжения или усталости и усиливают аппетит. Этанол при хроническом употреблении, даже в малых дозах, вызывает привыкание и зависимость. Большие количества подавляют активность высших психических центров, вызывая ощущение самоуверенности и притупляя чувство тревоги и вины. Смертельная разовая доза — 4—12 граммов этанола на килограмм массы тела. Метанол — опаснейший яд, действующий на нервную и сердечно-сосудистую системы. Приём внутрь 5—10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 граммов и более — к смерти. Опасен для жизни не только чистый метанол, но и жидкости, содержащие этот яд даже в сравнительно небольшом количестве.
Этанол изменяет состояние электровозбудимой мембраны и пейсмекерного механизма, что выражается в повышении или снижении порога генерации потенциалов действия, включении или выключении фоновой пейсмекерной активности.
Метанол химическая формула
... или натрия. Во многих странах метанол применяется в качестве денатурирующей добавки к этанолу при производстве парфюмерии. В России использование метанола в потребительских товарах запрещено. При ... свойствами и входит в состав антифризов. Он является составной частью суррогатов алкоголя. В органической химии метанол используется в качестве растворителя. В органическом синтезе метанол применяют для ...
Этанол влияет на соотношение вовлекаемых в работу Са++ и Na+ каналов мембраны, или полностью исключая, или ослабляя участие кальциевой проводимости..
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/na-temu-metanol-i-etanol/
1. Габриелян О. С. Химия. Пособие для школьников старших классов и поступающих в вузы / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов. — М.: Дрофа, 2005.
2. Глинка Н.Л. Общая химия/ Под ред. В.А. Рабиновича.- Л.:Химия,1986.-704с
3. Избранные главы органической химии Автор. А. Е. Агронов.
