- Mis ained on alkoholid?
- Miks lahustuvad lühikese süsinikahelaga alkoholid vees väga hästi?
- Mis on alkoholide täieliku põlemise lõppsaaduseks?
- Miks on metanool väga ohtlik alkohol?
- Millist mõju avaldab etanooli tarvitamine inimese tervisele?
Alkoholi mitu tähendust
Lahjade alkohoolsete jookide valmistamine kääritamise tulemusel on üks vanimaid teadaolevaid biotehnoloogilisi protsesse. Õlut ja veini osati teha juba aastatuhandeid enne kristlikku ajaarvamist. Kangete alkohoolsete jookide saamine lahjasid jooke destilleerides sai Euroopas alguse 12. sajandi paiku Itaalias. Tihti mõistetaksegi alkoholina alkohoolsetes jookides sisalduvat etanooli. Keemias tähistab mõiste „alkohol“ suurt orgaaniliste ühendite klassi, mis hõlmab suurel hulgal aineid, millest vast kõige tuntum on etanool.
Alkoholide mõiste
Orgaanilised ühendid on jaotatud aineklassidesse lähtuvalt nende koostisest ja omadustest. Ühe suure aineklassi – süsivesinikega – tutvusid eelmistes alapeatükkides. Kui süsivesiniku molekulis asendada tetraeedrilise süsiniku juures üks vesiniku aatom -OH-rühma ehk hüdroksüülrühmaga, kuulub aine alkoholide aineklassi. Nii võib alkohole vaadelda kui süsivesinikest tuletatud aineid, milles vesiniku aatom(id) on asendatud hüdroksüülrühma(de)ga (-OH).
Alkoholid on süsinikuühendid, milles süsiniku aatom(id) on seotud hüdroksüülrühma(de)ga (-OH).
Alkoholide üldvalem on R-OH, kus R-ga tähistatakse süsinikahelat. Leidub palju erinevaid alkohole, sest varieeruda võib nii süsinikahela pikkus, kuju ja aatomite paigutus kui ka hüdroksüülrühmade arv ning asend molekulis.
Alkoholide üldvalem
R-OH
Alkoholide omadused
Alkoholid on üldiselt värvitud ja vedelas olekus läbipaistvad ühendid. Hüdroksüülrühma(de) tõttu esinevad molekulide vahel tugevad tõmbejõud ning alkoholid on toatemperatuuril kas vedelad või tahked ained. Hüdroksüülrühm moodustab vee molekulidega vesiniksidemeid ning lühikese süsinikahelaga alkoholid lahustuvad vees hästi.
Alkoholid on keemiliselt aktiivsemad kui süsivesinikud. Alkoholid põlevad, nende aurude täieliku põlemise lõppsaaduseks on süsinikdioksiid ja vesi. Etanooli (C2H5OH) täielikku põlemist iseloomustab järgmine reaktsioonivõrrand:
C2H5OH + O2 → CO2 + H2O.
Alkoholid ei ole alused. Hüdroksüülrühm(ad) on alkoholi molekulis tugevalt kovalentse sidemega süsiniku aatomi(te)ga seotud ning alkohol ei anna vesilahusesse hüdroksiidioone (OH‒).
- valged tahkised
- värvitud
- toatemperatuuril vedelad või tahked
- toatemperatuuril gaasid
- lahustuvad vees hästi
- vees ei lahustu
- aluseliste omadustega
- ei anna vesilahusesse OH–-ioone
Metanool (CH3OH)
Metanool on lihtsaima ehitusega alkohol. Seda tuntakse ka puupiirituse nime all, sest vanasti toodeti metanooli puidust. Tänapäeval valmistatakse metanooli süsinikoksiidi (CO) reaktsioonil vesinikuga.
CO + H2 → CH3OH
Metanool on värvuseta madala keemistemperatuuriga (65 °C) kergesti lenduv vedelik, mis seguneb veega igas vahekorras. Metanool on mürgine. Eriti ohtlik on siinjuures see, et lõhnalt ja maitselt sarnaneb metanool etanooliga. Mingi alkohoolse joogi asemel kogemata metanooli juues on inimesed saanud raskeid tervisekahjustusi ja isegi surnud. Kui juua vaid kümmekond milliliitrit metanooli, võib jääda pimedaks, paarkümmend milliliitrit metanooli on juba eluohtlik. Ainuüksi metanooli aure sisse hingates või ka metanooli kokkupuutel nahaga võib saada mürgistuse.
Metanool on väga hea lahusti ja mitmesuguste toodete oluline lähteaine keemiatööstuses. Metanooli kasutatakse ka kütusena.
Metanooli ehklihtsustatud struktuurivalem on. Metanool on ja toatemperatuurilaine, misvees väga hästi. Metanool on inimese tervisele.
Etanool (CH3CH2OH)
Etanool on tuntuim alkohol. Etanooli nimetatakse tihti ka lihtsalt piirituseks. Igapäevaelus mõeldakse alkoholide all just alkohoolseid jooke, mis sisaldavad etanooli. Etanool on nagu metanoolgi värvitu iseloomuliku lõhna ja maitsega madala keemistemperatuuriga (78 °C) lenduv vedelik, mis seguneb veega igas vahekorras.
Etanool tekib organismide (peamiselt pärmseente) elutegevuse tulemusena alkoholkäärimisel, mille käigus moodustub suhkrust etanool ja süsihappegaas. Seetõttu leidub etanooli väikeses koguses kõikjal, kus on pärmseeni, näiteks üleküpsenud puuviljades, keefiris ja kääritatud kaljas. Ka alkohoolseid jooke toodetakse pärmseente abil kääritamise teel.
Tööstuses saadakse etanooli ka naftast saadud eteeni ja vee reaktsioonil kõrgel rõhul ja temperatuuril.
C2H4 + H2O → C2H5OH
Etanool on vee järel teine oluline lahusti tööstuses. Etanooli kasutatakse nii keemiatööstuses kui ka meditsiinis (nt ravimite valmistamisel). Kõrge etanoolisisaldusega lahused hävitavad baktereid ja paljusid viiruseid ning sobivad pindade desinfitseerimiseks.
Etanool on vähem mürgine kui metanool ega kujuta väga väikeses koguses tervisele ohtu. Suuremates kogustes põhjustab etanool joovet või koguni surma.
- värvitu
- valge tahkis
- lõhnatu ja maitsetu
- kõrge keemistemperatuur
- lahustub vees väga hästi
- mürgisem kui metanool
- suures koguses põhjustab joovet
- tervisele ohutu
- väga hea lahusti
- desinfitseerivate omadustega
Etanooli mõju organismile
Etanooli sisaldavate alkohoolsete jookide toimes organismile on teatavad seaduspärasused, ehkki täpne mõju sõltub tarbijast ja tarvitamise tingimustest. Kerges joobes inimene tunneb üldiselt, et ta meeleolu on parem ja ta tahaks kellegagi suhelda, samas aga kahaneb tema tähelepanuvõime ning ilmnevad koordinatsioonihäired. Tõsisema joobega süvenevad koordinatsiooni-, tähelepanu-, kõne- ja tasakaaluhäired, esineb mäluprobleeme ja mõtlematut käitumist. Raskes joobeseisundis võib kaduda teadvus, väga suurte koguste tarbimine pärsib hingamist ja on eluohtlik. Joobeseisund on ohtlik ka seetõttu, et suureneb oht sattuda õnnetustesse.
Alkohoolsete jookide tarvitamisest võib kergesti välja areneda alkoholisõltuvus ehk alkoholism. Pealegi suureneb oht haigestuda maksahaigustesse ja mõnesse vähivormi. Etanooli pikaajaline liigtarvitamine kahjustab paljusid elundeid, sealhulgas aju, ja inimene võib lõpuks surra südame- või maksahaigusesse. Laste ja noorukite jaoks on alkohoolsed joogid eriti ohtlikud, sest arenev aju on alkoholi kahjustavale mõjule vastuvõtlikum kui täiskasvanu aju.
- Etanool on tuntuim alkohol, mida nimetatakse sageli ka puupiirituseks.
- Etanool sarnaneb lõhnalt ja maitselt metanooliga.
- Pärmseened toodavad etanooli oma elutegevuse käigus.
- Alkohoolsed joogid sisaldavad etanooli.
- Etanool on äärmiselt mürgine ning juba väikeses koguses põhjustab tõsiseid terviseprobleeme.
- Etanooli sisaldavate jookide tarvitamine põhjustab alkoholismi.
Lisalugemine. Alkoholid kütusena
Metanooli ja etanooli kasutatakse ka kütusena. Metanooli eelis kütusena on see, et selle saamine on teada-tuntud protsess ja seda toodetakse tänapäeval juba suurtes mahtudes. Metanooli on kütusena kasutatud võidusõidumaailmas alates 1965. aastast. Metanooli laialdane kasutamine kütusena nõuab aga teatud tehnoloogilisi arendusi, mootorite ümberseadistusi ning metanooli kasutavate laiatarbesõidukite tootmist. Metanooli saab kasutada ka elektri tootmiseks spetsiaalsetes kütuseelementides, mis on rakendust leidnud energiaallikatena näiteks sülearvutites ja raadiosaatjates.
Etanooli rakendatakse mootorikütusena, kas puhtalt või segatuna bensiiniga. Taimsest materjalist saadud etanool on kütusena säästlikum kui piiratud varudega fossiilsed kütused ja aitab vähendada liigse CO2 sattumist atmosfääri. Näiteks Brasiilias kasutatakse mootorikütusena palju bensiini ja suhkruroost saadud etanooli segu. N-ö bioetanooli kasutamisel on siiski ka kahjulikke külgi, sest selle tootmine nõuab väga palju teist piiratud ressurssi – maad –, mis võetakse näiteks metsa- või põllumaa arvelt.
Teisi tuntud alkohole
Etüleenglükool
Etüleenglükool ehk etaan-1,2-diool on värvuseta magusa maitsega kõrge keemistemperatuuriga (197 °C) mürgine vedelik, mis seguneb veega igas vahekorras. Etüleenglükooli magus maitse muudab selle ohtlikuks just lastele ja loomadele.
Etüleenglükooli vesilahused tahkuvad madalal temperatuuril, ent keevad kõrgel temperatuuril, mistõttu kasutatakse neid automootorite jahutusvedelikes külmumisvastase lisandi ehk antifriisina. See takistab jahutusvedeliku külmumist miinuskraadide juures.
Etüleenglükool on mõne olulise polümeeri, näiteks polüetüleentereftalaadi (PET) ja polüetüleenglükooli (PEG) lähteaine.
Propüleenglükool
Propüleenglükool ehk propaan-1,2-diool meenutab omadustelt etüleenglükooli, ent pole mürgine. Propüleenglükooli kasutatakse antifriisina, lennukite jäätumise vältimiseks ja polümeeride tootmiseks. Kuna propüleenglükool pole mürgine, rakendatakse seda ka ravimite lahustina ja toiduainetööstuses.
Glütserool
Glütserool ehk propaan-1,2,3-triool on värvuseta magusa maitsega siirupitaoline kõrge keemistemperatuuriga (290 °C) vedelik, mis seguneb veega igas vahekorras. Glütserooli kasutatakse palju toiduaine, kosmeetika- ja ravimitööstuses.
Alkohol | Peamised kasutusvaldkonnad |
külmumisvastane lisand jahutusvedelikes | |
külmumisvastane lisand jahutusvedelikes, jäätõrje lennunduses | |
lisaaine toiduaine-, kosmeetika- ja ravimitööstuses |
Ma tean, et...
- Alkoholid on süsinikuühendid, milles süsiniku aatom(id) on seotud hüdroksüülrühma(de)ga (-OH).
- Alkoholide üldvalem on R-OH.
- Hüdroksüülrühm on süsiniku aatomiga kovalentselt seotud -OH rühm.
- Alkoholid ei ole alused.
Küsimused
- Nimeta alkoholide olulisemaid omadusi.
- Too näiteid tähtsamate alkoholide ja nende kasutusvaldkondade kohta.
- Millised ohud kaasnevad etanooli tarvitamisega?
- Mis muudab metanooli eriti ohtlikuks aineks?
