ETİL ALKOL (Etanol)
Alm. Athylalkohol (m), Fr. Alcool (m), ethylique, İng. Ethyl alcohol. Alkoller diye anılan organik bileşikler sınıfının en önemli üyesi. Moleküler formülü (C2H5OH) göz önüne alındığında, doymuş bir hidrokarbon olan etanın (C2H6) altı hidrojeninden birinin yerine bir hidroksil grubunun (OH) geçmiş şekli olarak addedilir.
Özellikleri: Saf etil alkol berrak, renksiz, karakteristik kokulu bir sıvıdır. 78,4°C’de kaynar -114,5°C’de donar. Sıcaklıkla hacim büyümesi nisbeten muntazam olduğundan, hava sıcaklığını ölçen termometrelerde (evlerde kullanılan) bir termometre sıvısı olarak kullanılır. Sıvı seviyesinin rahat görülmesi için bir boyar madde konur. Özgül ağırlığı 20°C’de 0,789 g/cm3tür. Etanol, aynı miktarda su ile karışık olduğunda bile soluk, mâvimsi, issiz bir alevle yanar. Etanolun yanma enerjisi 1 gram başına 7,09 kcal verecek şekildedir. Su, eter ve asetonda her nisbette karışır. Suyla karışınca bir hacim küçülmesi olur. Meselâ, 52 hacim alkol ve 48 hacim su karıştırıldığında 100 hacimlik değil de, 96,3 hacimlik bir çözelti meydana gelir.
Üretim: Etanolun üç önemli üretim kaynağı vardır:
1. Fermantasyon ile üretme: Alkolik fermantasyonda şekerler başlıca olarak monosakkaritler (glikoz ve früktoz) kompleks enzim zymas ihtivâ eden maya mevcudiyetinde, etanol ve karbondioksit verecek şekilde bozunurlar:
(Zymas)
C6H12O6 ¾¾¾¾¾¾> 2C2H5OH+2CO2
Tamâmen parçalanmada 100 g früktozdan 51,1 g etil alkol ve 48,9 gr karbondioksit meydana gelmelidir. Bu randımana gerçekte erişilemez. Çünkü maya hücreleri diğer metabolizma olayları için aynı şekilde monosakkaritleri harcamaktadırlar. Optimum mayalanma şartları maya hücrelerinin yaşama şartları ile belirlenir. Böyle gıdâ eriyiğindeki belirli protein ve mineral madde miktarı maya gelişmesini teşvik eder. Optimum mayalanma sıcaklığı maya çeşidine göre, 20°C ile 30°C arasında bulunur. Alkol fermantasyonu etil alkol miktarı % 10-18 arasında olduğu zaman durmaktadır. Çünkü etil alkol metabolizmanın artık ürünü olarak büyük konsantrasyonlarda mikroorganizmaların hayâtî faâliyetlerini önlemektedir. Endüstride alkolik fermantasyonda başlama maddesi olarak saf glikoz kullanılmaz. Bunun yerine melâs (şeker rafinasyonu artığı) veya nişastalı ürünler (patates, çavdar, buğday, arpa) kullanılır.
2. Asetaldehidin (CH3CHO) indirgenmesiyle üretim: Asetilen kullanılarak elde edilen asetaldehit, 100-130°C’de nikel katalizörlüğünde hidrojenlenerek etanole indirgenir:
H
/ +2H
CH3 — C = O ¾¾¾¾> CH3 — CH2 — OH
(Ni)
3. Etilenin hidrasyonu ile üretim: Endüstriyel üretimde önemli bir metoddur. Bir petrol ürünü olan etilenin hidrasyonu (bir su molekülü katılması) değişik şartlarda yapılabilir. Etilen, 100°C’de derişik sülfürük asitle tutulduğunda etil hidrojen sülfat ve etil sülfat ara ürünleri meydana gelir:
HOSO3H
H2C = CH2+ ¾¾¾¾¾¾> C2H5O æ SO3H + (C2H5O)2SO2
Reaksiyon karışımı eşdeğer miktarda sıcak su ile hidroliz edilir. Etanol ve sülfürik asit meydana gelir:
(C2H5O)2SO2+2H2O Æ 2C2H5OH+H2SO4
Yine etilenden başlamak üzere katı katalizörler kullanarak 300°C ve yüksek basınç altında su buharı etkisiyle etanol sentezi yapılmaktadır.
Kullanılışı: Etanol bütün alkollü içkilerde bulunmaktadır. Çoğu da bu yollarla tüketilmektedir. İyi bir çözücü olduğu için, esansların yapımında, parfümeride kullanılır. Kimyâ endüstrisinde bir çok organik bileşiğin (asetaldehit, asetik asit, etilasetat, etilklorür ve butadien gibi) üretiminde başlama materyalidir. Petrolün çok pahalı olduğu bâzı ülkelerde bir motor yakıtı bileşeni olarak kullanılmaktadır.
Mutlak (saf) etanol elde edilmesi: Endüstriyel etanolun çoğu denaturedir. Yâni içilmemesi için, içine piridin ve metanol gibi zehir etkisi yapan maddeler konmuştur. Bunların uzaklaştırılması pek kolay değildir. Endüstride üretilen alkol denatüre olmasa bile saf değildir. Çünkü reaksiyon sonunda meydana gelen ürün damıtılırken etanol sudan tamâmen kurtulmaz. Basit damıtma ile, en fazla % 96’lık bir saflıkta elde edilir. Bu kompozisyondaki sulu alkol saf bir maddeymiş gibi (ikili bir azeotrop teşekkülü) kaynar. Bu azeotropu bozmak için, genellikle benzen (veya triklor etilen) katılır. Su-alkol-benzen üçlüsü damıtıldığında su bitinceye kadar su-benzen ve alkol karışmı geçer. Daha sonra da benzen bitinceye kadar alkol-benzen karışımı geçer. Geriye saf alkol kalır. Laboratuvar ölçeğindeki saflaştırmalarda suyu uzaklaştırmak maksadıyla kalsiyum oksit, kalsiyum ve mağnezyum kullanılır.
Alm. Athylalkohol (m), Fr. Alcool (m), ethylique, İng. Ethyl alcohol. Alkoller diye anılan organik bileşikler sınıfının en önemli üyesi. Moleküler formülü (C2H5OH) göz önüne alındığında, doymuş bir hidrokarbon olan etanın (C2H6) altı hidrojeninden birinin yerine bir hidroksil grubunun (OH) geçmiş şekli olarak addedilir.
Özellikleri: Saf etil alkol berrak, renksiz, karakteristik kokulu bir sıvıdır. 78,4°C’de kaynar -114,5°C’de donar. Sıcaklıkla hacim büyümesi nisbeten muntazam olduğundan, hava sıcaklığını ölçen termometrelerde (evlerde kullanılan) bir termometre sıvısı olarak kullanılır. Sıvı seviyesinin rahat görülmesi için bir boyar madde konur. Özgül ağırlığı 20°C’de 0,789 g/cm3tür. Etanol, aynı miktarda su ile karışık olduğunda bile soluk, mâvimsi, issiz bir alevle yanar. Etanolun yanma enerjisi 1 gram başına 7,09 kcal verecek şekildedir. Su, eter ve asetonda her nisbette karışır. Suyla karışınca bir hacim küçülmesi olur. Meselâ, 52 hacim alkol ve 48 hacim su karıştırıldığında 100 hacimlik değil de, 96,3 hacimlik bir çözelti meydana gelir.
Üretim: Etanolun üç önemli üretim kaynağı vardır:
1. Fermantasyon ile üretme: Alkolik fermantasyonda şekerler başlıca olarak monosakkaritler (glikoz ve früktoz) kompleks enzim zymas ihtivâ eden maya mevcudiyetinde, etanol ve karbondioksit verecek şekilde bozunurlar:
(Zymas)
C6H12O6 ¾¾¾¾¾¾> 2C2H5OH+2CO2
Tamâmen parçalanmada 100 g früktozdan 51,1 g etil alkol ve 48,9 gr karbondioksit meydana gelmelidir. Bu randımana gerçekte erişilemez. Çünkü maya hücreleri diğer metabolizma olayları için aynı şekilde monosakkaritleri harcamaktadırlar. Optimum mayalanma şartları maya hücrelerinin yaşama şartları ile belirlenir. Böyle gıdâ eriyiğindeki belirli protein ve mineral madde miktarı maya gelişmesini teşvik eder. Optimum mayalanma sıcaklığı maya çeşidine göre, 20°C ile 30°C arasında bulunur. Alkol fermantasyonu etil alkol miktarı % 10-18 arasında olduğu zaman durmaktadır. Çünkü etil alkol metabolizmanın artık ürünü olarak büyük konsantrasyonlarda mikroorganizmaların hayâtî faâliyetlerini önlemektedir. Endüstride alkolik fermantasyonda başlama maddesi olarak saf glikoz kullanılmaz. Bunun yerine melâs (şeker rafinasyonu artığı) veya nişastalı ürünler (patates, çavdar, buğday, arpa) kullanılır.
2. Asetaldehidin (CH3CHO) indirgenmesiyle üretim: Asetilen kullanılarak elde edilen asetaldehit, 100-130°C’de nikel katalizörlüğünde hidrojenlenerek etanole indirgenir:
H
/ +2H
CH3 — C = O ¾¾¾¾> CH3 — CH2 — OH
(Ni)
3. Etilenin hidrasyonu ile üretim: Endüstriyel üretimde önemli bir metoddur. Bir petrol ürünü olan etilenin hidrasyonu (bir su molekülü katılması) değişik şartlarda yapılabilir. Etilen, 100°C’de derişik sülfürük asitle tutulduğunda etil hidrojen sülfat ve etil sülfat ara ürünleri meydana gelir:
HOSO3H
H2C = CH2+ ¾¾¾¾¾¾> C2H5O æ SO3H + (C2H5O)2SO2
Reaksiyon karışımı eşdeğer miktarda sıcak su ile hidroliz edilir. Etanol ve sülfürik asit meydana gelir:
(C2H5O)2SO2+2H2O Æ 2C2H5OH+H2SO4
Yine etilenden başlamak üzere katı katalizörler kullanarak 300°C ve yüksek basınç altında su buharı etkisiyle etanol sentezi yapılmaktadır.
Kullanılışı: Etanol bütün alkollü içkilerde bulunmaktadır. Çoğu da bu yollarla tüketilmektedir. İyi bir çözücü olduğu için, esansların yapımında, parfümeride kullanılır. Kimyâ endüstrisinde bir çok organik bileşiğin (asetaldehit, asetik asit, etilasetat, etilklorür ve butadien gibi) üretiminde başlama materyalidir. Petrolün çok pahalı olduğu bâzı ülkelerde bir motor yakıtı bileşeni olarak kullanılmaktadır.
Mutlak (saf) etanol elde edilmesi: Endüstriyel etanolun çoğu denaturedir. Yâni içilmemesi için, içine piridin ve metanol gibi zehir etkisi yapan maddeler konmuştur. Bunların uzaklaştırılması pek kolay değildir. Endüstride üretilen alkol denatüre olmasa bile saf değildir. Çünkü reaksiyon sonunda meydana gelen ürün damıtılırken etanol sudan tamâmen kurtulmaz. Basit damıtma ile, en fazla % 96’lık bir saflıkta elde edilir. Bu kompozisyondaki sulu alkol saf bir maddeymiş gibi (ikili bir azeotrop teşekkülü) kaynar. Bu azeotropu bozmak için, genellikle benzen (veya triklor etilen) katılır. Su-alkol-benzen üçlüsü damıtıldığında su bitinceye kadar su-benzen ve alkol karışmı geçer. Daha sonra da benzen bitinceye kadar alkol-benzen karışımı geçer. Geriye saf alkol kalır. Laboratuvar ölçeğindeki saflaştırmalarda suyu uzaklaştırmak maksadıyla kalsiyum oksit, kalsiyum ve mağnezyum kullanılır.
Kar©glan Başağaçlı Raşit Tunca
