Éthanol

Éthanol
Nom IUPAC Éthanol
Autres noms Alcool éthylique; alcool de grain; hydroxyéthane; la consommation d'alcool
Identificateurs
Numéro CAS	64-17-5
Numéro RTECS	KQ6300000
images de Jmol-3D	Image 1
SMILES CCO
Propriétés
Formule moléculaire	C 2 H 5 OH
Masse molaire	46,06844 (232) g / mol
Apparence	liquide clair incolore
Densité	0,789 g / cm³, liquide
Point de fusion	-114,3 ° C (158,8 K)
Point d'ébullition	78,4 ° C (351,6 K)
Solubilité dans l'eau	Pleinement miscible
Acidité (p K a)	15,9 (H + du groupe OH)
Viscosité	1,200 mPa.s ( CP) à 20,0 ° C
Moment de dipôle	5,64 fC · fm (1,69 D) (gaz)
Risques
FS	MSDS externe
Classification UE	Inflammable (F)
Phrases-R	R11
Phrases S	(S2), S7, S16
NFPA 704	3
Point d'éclair	286,15 K (13 ° C ou 55,4 ° F)
Des composés apparentés
Page de données supplémentaire
Structure et propriétés	n, ε r, etc.
Thermodynamique données	comportement de phase Solide, liquide, gaz
Les données spectrales	UV, IR, RMN , MS
Sauf indication contraire, les données sont données pour le matériel dans leur état standard (à 25 ° C, 100 kPa)
Références d'Infobox

Éthanol, aussi connu comme l'alcool éthylique, l'alcool ou l'alcool de grain, est un incolore et inflammable, composé chimique , et est surtout connu comme l' alcool trouvé dans les thermomètres et boissons alcoolisées. Dans l'usage courant, il est souvent appelé simplement l'alcool. Ce est un alcool à chaîne droite et sa formule moléculaire est diversement représentée comme EtOH, CH ₃ CH ₂ OH, C ₂ H ₅ OH ou comme formule brute C ₂ H ₆ O (qu'elle partage avec l'éther diméthylique).

Après l'utilisation du feu, fermentation des sucres en éthanol est peut-être la plus ancienne réaction organique connu à l'humanité, et les effets enivrants de la consommation d'éthanol ont été connu depuis l'Antiquité. A l'époque moderne éthanol destiné à une utilisation industrielle a également été produit à partir de sous-produits de raffinage du pétrole.

L'éthanol a utilisation répandue comme solvant pour les substances destinées au contact ou à la consommation humaine, y compris parfums, arômes, colorants, et des médicaments. En chimie, il est essentiel à la fois un solvant et une matière première pour la synthèse d'autres produits. Éthanol a une longue histoire en tant que combustible, y compris en tant que combustible pour moteurs à combustion interne.

Histoire

L'éthanol a été utilisé par l'homme depuis la préhistoire comme ingrédient enivrant boissons alcoolisées. Résidus secs sur 9000 ans de poterie trouvés dans la Chine impliquent l'utilisation de boissons alcoolisées, même parmi Les gens néolithiques. Son isolement en tant que composé relativement pur a été obtenu par Chimistes musulmans qui ont développé l'art de la distillation au cours de la abbasside califat, le plus notable d'entre eux étaient Jabir ibn Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) et al-Razi (Rhazes). Les écrits attribués à Jabir ibn Hayyan (721-815) mentionnent les vapeurs inflammables de vin cuit. Al-Kindi (801-873) décrit sans ambiguïté la distillation du vin. Éthanol absolu a été obtenu en 1796 par Johann Tobias Lowitz, par filtrage éthanol distillé à travers charbon de bois.

Antoine Lavoisier décrit l'éthanol en tant que composé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, et en 1808, Nicolas-Théodore de Saussure déterminé la formule chimique de l'éthanol. Cinquante ans plus tard Archibald Scott Couper publié une formule structurelle pour l'éthanol, ce qui place l'éthanol parmi les premiers de composés chimiques d'avoir ses structures chimiques déterminées.

L'éthanol a été préparée de manière synthétique en 1826, grâce aux efforts indépendants de Henry Hennel en Grande-Bretagne et SG Sérullas en France . Michael Faraday préparé par l'éthanol hydratation catalysée par un acide d' éthylène en 1828, dans un processus similaire à celui utilisé pour la synthèse de l'éthanol industriel aujourd'hui.

Éthanol servi comme combustible de la lampe aux États-Unis dès 1840, bien que les impôts prélevés au cours de la guerre civile sur l'alcool industriel rendus la pratique rentable. La taxe n'a été abrogée qu'en 1906, et à partir de 1908 Voitures Ford Modèle T pourraient être adaptés pour fonctionner à l'éthanol. Avec l'avènement de Interdiction en 1920 cependant, les vendeurs de carburant d'éthanol ont été accusés d'être des alliés de bouilleurs, et le carburant éthanol à nouveau disparu de la scène publique. La hausse récente des prix du pétrole a stimulé un regain d'intérêt.

Le soutien politique a également augmenté récemment pour plus de produits d'éthanol à base. Pendant la période 2007-2008, le carburant à base d'éthanol a gagné en popularité avec de nombreux élus, quelle que soit leur appartenance politique.

Propriétés physiques

Structure chimique de l'éthanol

Les propriétés de l'éthanol découlent principalement de la présence de son groupe hydroxyle et la brièveté de sa chaîne carbonée. Le groupe hydroxyle de l'éthanol est capable de participer à une liaison hydrogène, les rendant plus visqueux et moins volatils que les composés organiques moins polaires d'un poids moléculaire similaire. Éthanol, comme la plupart des alcools à chaîne courte, est inflammable, incolore, a une odeur forte, et est volatile.

L'éthanol est un peu plus de réfraction de l'eau avec un indice de réfraction de 1,36242 (à λ = 589,3 nm et 18,35 ° C).

L'éthanol est un solvant polyvalent, miscible en toutes proportions avec de l'eau et de nombreux solvants organiques, dont l'acide acétique , l'acétone , le benzène , le tétrachlorure de carbone , le chloroforme, l'éther diéthylique, l'éthylène glycol, le glycérol, le nitrométhane, la pyridine et le toluène . Il est également miscible avec les hydrocarbures aliphatiques légers tels que le pentane et l'hexane, ainsi que des chlorures aliphatiques tels que trichloroéthane et tétrachloroéthylène. La miscibilité de l'éthanol avec de l'eau est en contraste avec des alcools à chaîne plus longue (cinq carbones ou plus), dont la solubilité dans l'eau diminue rapidement à mesure que le nombre d'atomes de carbone augmente.

La liaison hydrogène provoque l'éthanol pur pour être hygroscopique dans la mesure où il absorbe facilement l'eau de l'air. La nature polaire du groupe hydroxyle provoque éthanol pour dissoudre de nombreux composés ioniques, notamment de sodium et les hydroxydes de potassium, chlorure de magnésium, chlorure de calcium , le chlorure d'ammonium, le bromure d'ammonium, et le bromure de sodium. sodium et les chlorures de potassium sont légèrement soluble dans l'éthanol. Étant donné que la molécule d'éthanol a également une extrémité non polaire, il dissout également les substances non polaires, y compris la plupart des huiles essentielles , ainsi que les nombreux aromatisants, des colorants et des agents médicinaux.

Plusieurs phénomènes inhabituels sont associés avec des mélanges d'éthanol et d'eau. Des mélanges éthanol-eau ont moins de volume que de leurs composants individuels. Un mélange de volumes égaux d'éthanol et d'eau a seulement 95,6% du volume de parties égales d'éthanol et d'eau, non mélangé (à 15,56 ° C). L'addition de même de quelques pour cent d'éthanol à l'eau fortement réduit la tension superficielle de l'eau. Cette propriété explique en partie la des larmes de phénomène de vin. Quand le vin est tourbillonné dans un verre, l'éthanol se évapore rapidement du film mince de vin sur la paroi du verre. Comme sa teneur en éthanol diminue, les augmentations de la tension superficielle, et les billes à couches minces et se étend vers le bas de la vitre dans les canaux plutôt que comme une feuille lisse.

Éthanol et les mélanges avec plus d'eau d'environ 50% d'éthanol sont inflammable et facilement inflammable. Ce principe a été utilisé pour la la preuve alcoolique, initialement constituée sur l'ajout de la poudre à canon à une liqueur donnée: si le mélange enflammé, il a été considéré comme "100 la preuve". Solutions éthanol-eau en dessous de 50% d'éthanol en volume peuvent également être inflammable si la solution est vaporisée par chauffage (comme dans certains modes de cuisson qui appellent à vin à ajouter à une poêle chaude, provoquant à clignoter ébullition en vapeur, qui est puis enflammé à "brûler" consommation excessive d'alcool).

Chimie

L'éthanol est classé comme un alcool primaire, ce qui signifie que l'atome de carbone auquel le groupe hydroxyle est fixé présente au moins deux atomes d'hydrogène liés à lui aussi bien.

La chimie de l'éthanol est largement celui de sa un groupe hydroxyle.

La chimie acide-base

Hydroxyle de protons de l'éthanol est très faiblement acide, encore plus faible que l'eau. Le pH d'éthanol à 100% est 7,33, contre 7,00 pour l'eau pure. L'éthanol peut être quantitativement converti en son de base conjugué, le éthylate ion (CH ₃ CH ₂ O ^-), par réaction avec un métal alcalin tel que le sodium :

2CH ₃ CH ₂ OH + 2 Na → 2CH ₃ CH ₂ ONa + H ₂

Halogénation

L'éthanol réagit avec des halogénures d'hydrogène pour produire halogénures tels que éthyle le chlorure d'éthyle et bromure d'éthyle:

CH ₃ CH ₂ OH + HCl → CH ₃ CH ₂ Cl + H ₂ O

HCl réaction nécessite un catalyseur tel que le chlorure de zinc . Le chlorure d'hydrogène en présence de chlorure de zinc leur respectif est connu comme Lucas réactif.

CH ₃ CH ₂ OH + HBr → CH ₃ CH ₂ Br + H ₂ O

HBr nécessite chauffage au reflux avec un acide sulfurique catalyseur.

Des halogénures d'éthyle peuvent également être produits par réaction de l'éthanol avec plus spécialisé des agents halogénants tels que le chlorure de thionyle pour préparer le chlorure d'éthyle, ou le tribromure de phosphore pour préparer le bromure d'éthyle.

Formation Ester

Dans des conditions catalysées par un acide, de l'éthanol réagit avec les acides carboxyliques pour produire éthyle esters et de l'eau:

RCOOH + HOCH ₂ CH ₃ → RCOOCH ₂ CH ₃ + H ₂ O

Pour cette réaction pour produire des rendements utiles, il est nécessaire d'éliminer l'eau du mélange de réaction lors de sa formation.

L'éthanol peut également former des esters avec des acides inorganiques. Le sulfate de diéthyle et le phosphate de triéthyle, préparé en faisant réagir avec de l'éthanol sulfurique et l'acide phosphorique , respectivement, sont tous deux des agents utiles dans éthylation synthèse organique. Ethyl nitrite, préparé à partir de la réaction de l'éthanol avec nitrite de sodium et de l'acide sulfurique , était autrefois un largement utilisés diurétique.

Déshydration

Desséchants d'acides forts, tels que l'acide sulfurique, la déshydratation de l'éthanol pour former la cause soit l'éther diéthylique ou l'éthylène :

₃ CH 2 CH ₂ OH → CH ₃ CH ₂ OCH ₂ CH ₃ + H ₂ O

CH ₃ CH ₂ OH → H ₂ C = CH ₂ + H ₂ O

Qui produit, l'éther diéthylique ou de l'éthylène, prédomine dépend des conditions réactionnelles précises.

Oxydation

Éthanol faire brûler dans une capsule

L'éthanol peut être oxydé en l'acétaldéhyde, et en outre oxydé en acide acétique . Dans le corps humain, ces réactions d'oxydation sont catalysées par enzymes. En laboratoire, les solutions aqueuses d'agents oxydants puissants tels que l'acide chromique ou le permanganate de potassium , se oxydent l'éthanol en acide acétique, et il est difficile d'arrêter la réaction à l'acétaldéhyde avec un rendement élevé. L'éthanol peut être oxydé en acétaldéhyde, sans suroxydation en acide acétique, par réaction avec pyridinium chromique.

Le produit d'oxydation de l'éthanol, l'acide acétique, en tant que nutriment est passé par le corps humain en tant que acétyl-CoA, où le groupe acétyle peut être dépensé que l'énergie ou utilisé pour la biosynthèse.

Chloration

Lorsqu'il est exposé à du chlore , de l'éthanol est oxydé à la fois et son alpha carbone chloré pour former le composé, chloral.

4cl ₂ + C ₂ H ₅ OH → CCl ₃ CHO + 5HCl

Combustion

La combustion de l'éthanol forme de dioxyde de carbone et l'eau :

C ₂ H ₅ OH (g) + 3 O ₂ (g) → 2 CO ₂ (g) + 3 H ₂ O (l) (AH _r = -1,409 kJ / mole)

Production

94% d'éthanol dénaturé vendu dans un flacon à usage domestique.

L'éthanol est produit à la fois comme pétrochimique, par l'hydratation de l'éthylène , et biologiquement, par la fermentation de sucres par la levure . Quel processus est plus économique dépend des prix en vigueur du pétrole et des stocks de céréales fourragères.

Éthylène hydratation

Éthanol à usage comme matière première industrielle est le plus souvent fabriqué à partir de des charges d'alimentation pétrochimiques, typiquement par l' acide - catalysée par hydratation de l'éthylène , représenté par le équation chimique

C ₂ H _{4 (g)} + H ₂ O _(g) → CH ₃ CH ₂ OH _(l)

Le catalyseur est le plus souvent l'acide phosphorique , adsorbé sur un support poreux tel que la terre de diatomées ou charbon de bois. Ce fut d'abord utilisé catalyseur pour la production d'éthanol à grande échelle par le Shell Oil Company en 1947. La réaction est effectuée à un excès de vapeur à haute pression à 300 ° C.

Dans un processus plus, d'abord pratiqué à l'échelle industrielle en 1930 par Union Carbide, mais maintenant presque entièrement obsolète, de l'éthylène a été hydraté indirectement par réaction avec concentrée d'acide sulfurique pour produire le sulfate d'éthyle, qui a été ensuite hydrolysé pour produire de l'éthanol et de régénérer l'acide sulfurique:

C ₂ H ₄ + H ₂ SO ₄ → CH ₃ CH ₂ SO ₄ H

CH ₃ CH ₂ SO ₄ H + H ₂ O → CH ₃ CH ₂ OH + H ₂ SO ₄

Fermentation

Éthanol pour une utilisation dans les boissons alcoolisées, et la grande majorité de l'éthanol pour une utilisation comme combustible, est produit par fermentation. Lorsque certaines espèces de levure , le plus important, Saccharomyces cerevisiae, métaboliser sucre en l'absence d' oxygène , ils produisent de l'éthanol et du dioxyde de carbone . L'équation chimique ci-dessous résume la conversion:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2 CH ₃ CH ₂ OH 2 + CO ₂

Le procédé de culture de levure dans des conditions pour produire de l'alcool est appelé fermentation. La toxicité de l'éthanol à la levure limite la concentration d'éthanol obtenu par brassage. Les souches les plus tolérantes à l'éthanol de levure peuvent survivre jusqu'à environ 15% d'éthanol en volume.

Le procédé de fermentation doit exclure l'oxygène. Si l'oxygène est présent, la levure subissent respiration aérobie qui produit du dioxyde de carbone et de l'eau plutôt que de l'éthanol.

Afin de produire de l'éthanol à partir de matières féculents tels que les céréales , le amidon doit d'abord être converti en sucres. Dans le brassage de la bière , ce qui a traditionnellement été accompli en permettant le grain de germer, ou le malt, ce qui produit la enzyme, amylase. Lorsque le grain malté est purée, l'amylase convertit les amidons en sucres restants. Pour éthanol-carburant, l'hydrolyse de l'amidon en glucose peut être réalisée plus rapidement par traitement avec de l'acide sulfurique dilué, un champignon amylase produite, ou une combinaison des deux.

L'éthanol cellulosique

Sucres pour fermentation de l'éthanol peut être obtenu à partir de cellulose. Jusqu'à récemment, toutefois, le coût de la enzymes cellulases capables d'hydrolyser la cellulose a été prohibitif. Le Canada ferme Iogen a apporté la première usine d'éthanol à base de cellulose en service en 2004. Son principal consommateur a été jusqu'ici le gouvernement canadien, qui, avec la Département de l'Énergie des États-Unis, a beaucoup investi dans la commercialisation de l'éthanol cellulosique. Le déploiement de cette technologie pourrait tourner un certain nombre de sous-produits agricoles contenant de la cellulose, tels que épis de maïs, paille, et sciure de bois, en ressources énergétiques renouvelables. Autres sociétés d'enzymes se développent les champignons génétiquement modifiées qui produisent de grandes quantités de cellulases, xylanases et hemicellulase enzymes. Il se agirait de convertir les résidus agricoles tels que la canne de maïs, paille de blé et la bagasse de canne à sucre et les cultures énergétiques telles que panic raide en sucres fermentescibles.

Cellulose matériaux porteurs contiennent également typiquement des autres les polysaccharides, y compris hémicellulose. Quand hydrolyse, l'hémicellulose se décompose principalement en sucres à cinq carbones tels que xylose. S. cerevisiae, la levure la plus couramment utilisée pour la production d'éthanol, ne peut pas métaboliser le xylose. Autres levures et les bactéries sont à l'étude à fermenter le xylose et d'autres les pentoses en éthanol.

Sur 14 janvier 2008 , General Motors a annoncé un partenariat avec Coskata, Inc. L'objectif est de produire de l'éthanol cellulosique à moindre coût, avec un objectif final de 1 $ par gallon pour le carburant. Le partenariat prévoit de commencer à produire du carburant en grande quantité à la fin de 2008. En 2011 une usine à pleine échelle viendra en ligne, capable de produire 50 à 100 millions de gallons d'éthanol par an.

Technologies prospectives

Le bactérie anaérobie ljungdahlii Clostridium, récemment découverts dans les déchets de poulet commerciales, peuvent produire de l'éthanol à partir de sources mono-carbone y compris gaz de synthèse, mélange de monoxyde de carbone et de l'hydrogène qui peut être généré à partir de la partie soit combustion de combustibles fossiles ou la biomasse. L'utilisation de ces bactéries pour produire de l'éthanol à partir de gaz de synthèse a progressé au stade d'une installation pilote à l'énergie dans les installations BRI Fayetteville, Arkansas.

Une autre technologie prospective est l'usine d'éthanol en boucle fermée. L'éthanol produit à partir de maïs a un certain nombre de critiques qui suggèrent qu'il est principalement simplement recyclé combustibles fossiles en raison de l'énergie nécessaire pour cultiver les céréales et le convertir en éthanol. Il ya aussi la question de la concurrence avec l'utilisation de maïs pour la production alimentaire. Toutefois, l'usine d'éthanol en boucle fermée tente de répondre à cette critique. Dans une installation en boucle fermée, l'énergie pour la distillation vient de fumier fermenté, produit à partir de bovins qui ont été nourris les sous-produits de la distillation. Le fumier restes est ensuite utilisé pour fertiliser le sol utilisé pour cultiver les céréales. Un tel procédé devrait avoir une exigence de combustibles fossiles beaucoup plus faible.

Bien que dans un stade précoce de la recherche, il ya une certaine évolution des méthodes de production qui utilisent les stocks d'alimentation comme les déchets urbains ou des produits recyclés, les balles de riz, bagasse, les arbres de petit diamètre, copeaux de bois, et le panic raide.

Essai

Spectre infrarouge proche de l'éthanol liquide.

Brasseries et usines de biocarburants utilisent deux méthodes pour mesurer la concentration d'éthanol. Des capteurs infrarouges d'éthanol mesurent la fréquence d'oscillation de l'éthanol en solution en utilisant la bande CH à 2900 cm ^-1. Cette méthode utilise un capteur à l'état solide relativement peu coûteux qui compare la bande de CH avec une bande de référence pour calculer la teneur en éthanol. Le calcul fait usage de la Loi de Beer-Lambert. En variante, en mesurant la densité de la matière de départ et la densité du produit, en utilisant un hydromètre, la variation de densité lors de la fermentation indique la teneur en alcool. Cette méthode peu coûteuse et indirecte a une longue histoire dans l'industrie de brassage de bière.

Purification

l'hydratation de l'éthylène produit un brassage ou mélange éthanol-eau. Pour la plupart des utilisations industrielles et de carburant, l'éthanol doit être purifié. La distillation fractionnée peut concentrer l'éthanol à 95,6% en poids (89,5 moles%). Ce mélange est un azéotrope avec un point de 78,1 ° C d'ébullition, et ne peut pas être davantage purifié par distillation.

Dans un procédé industriel courant pour obtenir de l'alcool absolu, une petite quantité de benzène est ajoutée à alcool rectifié et le mélange est ensuite distillé. L'alcool absolu, on obtient la troisième fraction qui distille à 78,3 ° C (351,4 K ). Étant donné qu'une petite quantité de benzène utilisée reste dans la solution, de l'alcool absolu produit par ce procédé ne est pas adapté à la consommation, le benzène est cancérigène.

Il ya aussi un processus de production d'alcool absolu par la dessiccation à l'aide glycérol. L'alcool produit par ce procédé est connu comme alcool spectroscopique - ainsi appelé parce que l'absence de benzène, il est approprié en tant que solvant dans la spectroscopie .

D'autres procédés pour obtenir de l'éthanol absolu comprennent dessiccation utilisant des adsorbants tels que l'amidon ou les zéolithes, qui adsorbent préférentiellement l'eau, ainsi que distillation azéotropique et distillation extractive.

Types d'éthanol

L'alcool dénaturé

Éthanol pur et les boissons alcoolisées sont lourdement taxés. Éthanol a de nombreuses applications qui ne impliquent pas la consommation humaine. Pour soulager le fardeau fiscal sur ces applications, la plupart des juridictions renoncer à l'impôt lorsque les agents ont été ajoutés à la éthanol pour le rendre impropre à la consommation humaine. Il se agit notamment des agents d'amertume tels que benzoate de dénatonium, ainsi que des toxines telles que methanol , le naphta, et pyridine.

De l'éthanol absolu

Ou alcool absolu anhydre se réfère généralement à l'éthanol purifié, ne contenant pas plus d'un pour cent d'eau . Alcool absolu ne est pas destiné à la consommation humaine contient souvent des traces de benzène toxique (utilisé pour éliminer l'eau par distillation azéotropique). Généralement ce type d'éthanol est utilisé comme solvant pour le laboratoire et les milieux industriels où l'eau sera de perturber une réaction souhaitée.

Éthanol pur est classé 200 la preuve aux Etats-Unis, ce qui équivaut à 175 degrés preuve dans le système britannique.

Utilisation

Comme carburant

Le plus grand usage unique d'éthanol est aussi un moteur combustible et additif de carburant. Les industries les plus importantes d'éthanol-carburant nationale existent dans le Brésil (essence vendue au Brésil contient au moins 20% d'éthanol et de l'éthanol anhydre est également utilisé comme combustible).

Henry Ford a conçu la première automobile produite en série, le modèle célèbre Ford T, pour fonctionner sur anhydre pur (éthanol) d'alcool - il a dit qu'il était «le carburant de l'avenir". Aujourd'hui, cependant, 100% éthanol pur ne est pas approuvé comme carburant de véhicules automobiles aux États-Unis, même si par rapport à l'essence, les réductions d'éthanol émissions de gaz toxiques (monoxyde de carbone, oxydes d'azote, dioxyde de soufre) et produit moins de GES qui causent climat mondial changer. Ajouté à l'essence, l'éthanol réduit également la formation d'ozone troposphérique en abaissant composés et émissions d'hydrocarbures organiques volatils, diminuant le benzène cancérigène, et le butadiène, les émissions et les émissions de particules provenant de la combustion de l'essence.

Aujourd'hui, près de la moitié des voitures brésiliennes sont en mesure d'utiliser 100% d'éthanol comme carburant, qui comprend des moteurs à l'éthanol seulement et moteurs flex-fuel. Moteurs flex-fuel au Brésil sont capables de travailler avec tous éthanol, toute l'essence, ou un mélange des deux. Aux États-Unis véhicules flex-fuel peuvent fonctionner sur 0% à 85% d'éthanol (15% d'essence) depuis mélanges d'éthanol plus élevés ne sont pas encore autorisés. Le Brésil soutient cette population de voitures à l'éthanol brûlant avec grande infrastructure nationale qui produit de l'éthanol à partir cultivé au pays la canne à sucre . La canne à sucre a non seulement une plus grande concentration de saccharose que le maïs (environ 30%), mais il est aussi beaucoup plus facile à extraire. Le bagasse produite par le procédé ne est pas perdu, mais est utilisée dans les centrales électriques en tant que combustible étonnamment efficace pour produire de l'électricité.

La production mondiale d'éthanol en 2006 était de 51 milliards de litres, (13,5 milliards gallons), avec 69% de l'offre mondiale en provenance du Brésil et les États-Unis.

L'industrie de l'éthanol de carburant aux États-Unis est largement basée sur le maïs . Selon l'Association des carburants renouvelables, en date du 30 Octobre 2007, 131 l'éthanol de céréales bio-raffineries aux États-Unis ont la capacité de produire 7,0 milliards de litres d'éthanol par année. 72 autres projets de construction en cours (aux États-Unis) peuvent ajouter 6,4 milliards gallons de nouvelles capacités dans les 18 prochains mois. Au fil du temps, on pense qu'une partie importante de la ~ 150000000000 gallons par an pour le marché de l'essence va commencer à être remplacé par l'éthanol-carburant.

Le Energy Policy Act de 2005 exige que 4000000000 gallons de «carburant renouvelable» être utilisés en 2006 et cette exigence passera à une production annuelle de 7,5 milliards de gallons d'ici 2012.

Un Ford Taurus "alimentée par propre éthanol brûlant" appartenant à New York City .

Aux États-Unis, l'éthanol est le plus souvent mélangé à l'essence comme un mélange de 10% d'éthanol surnommé "gasohol". Ce mélange est largement vendu dans les États-Unis Midwest, et dans les villes requises par la 1990 Clean Air Act pour oxygéner leur essence pendant l'hiver.

Controverse

Il est contesté que l'éthanol comme carburant automobile de résultats dans un gain énergétique net ou de la perte. Comme indiqué dans «Le bilan énergétique de l'éthanol de maïs: une mise à jour,« le Taux de retour énergétique ( ERPEI) pour l'éthanol à base de maïs aux États-Unis est de 1,34 (il donne 34% plus d'énergie qu'il ne en faut pour le produire). l'énergie d'entrée comprend les engrais à base de gaz naturel, le matériel agricole, la transformation du maïs ou d'autres matériaux, et le transport. Cependant, d'autres chercheurs signalent que la production d'éthanol consomme plus d'énergie qu'il donne. Des recherches récentes suggèrent que les cultures cellulosiques tels que panic fournir une bien meilleure production d'énergie nette, produisant plus de cinq fois plus d'énergie que le total utilisé pour produire la culture et le convertir en combustible. Si cette recherche est confirmée, les cultures cellulosiques seront très probablement déplacer maïs comme la principale culture de combustible pour produire du bioéthanol.

Les écologistes, éleveurs, et les adversaires de subventions disent que l'augmentation de la production d'éthanol ne sera pas atteindre les objectifs de l'énergie et peut nuire à l'environnement, tout en même temps un effet prix des denrées alimentaires à travers le monde à monter en flèche. Certains des subventions controversées dans le passé ont inclus plus de 10 milliards de dollars à Archer-Daniels-Midland depuis 1980. Les critiques pensent également que l'éthanol est plus largement utilisé, l'évolution des pratiques d'irrigation pourraient considérablement accroître la pression sur les ressources en eau. En Octobre 2007, 28 groupes environnementaux ont dénoncé le Norme de carburants renouvelables (RFS), un effort législatif visant à augmenter la production d'éthanol, et a déclaré que la mesure sera "entraîner des dommages considérables à l'environnement et un système de production de biocarburants qui ne bénéficieront pas des agriculteurs familiaux. ..will pas promouvoir l'agriculture durable et ne sera pas atténuer le changement climatique mondial ". Des articles récents ont également blâmé la production d'éthanol subventionnés pour l'augmentation de près de 200% des prix du lait depuis 2004, bien que cela soit contesté par certains.

Le pétrole a historiquement eu un beaucoup plus élevé ERPEI que l'éthanol d'origine agricole, selon certains. Cependant, l'huile doit être raffiné en essence avant de pouvoir être utilisé comme combustible d'automobile. Raffinage, ainsi que l'exploration et de forage, consomme de l'énergie. La différence entre l'énergie contenue dans le carburant (énergie de sortie) et l'énergie nécessaire pour le produire (énergie d'entrée) est souvent exprimée en pour cent de l'énergie d'entrée et appelé gain d'énergie net (ou la perte). Plusieurs études publiées en 2002 ont estimé que le gain énergétique net éthanol de maïs se situe entre 21 et 34 pour cent. En comparaison, la production d'essence donne une perte nette d'énergie comprise entre 19 et 20 pour cent. La perte nette d'énergie pour le MTBE est d'environ 33 pour cent. Lorsqu'il est ajouté à l'essence éthanol peut remplacer MBTE comme agent antidétonant sans empoisonner l'eau potable MBTE fait. D'autres pratiques agricoles et l'amélioration de la production d'éthanol pourrait conduire à une augmentation dans l'éthanol gain énergétique net à l'avenir. Consommer réserves connues de pétrole est de plus en plus l'exploration pétrolière et l'énergie de forage qui réduit la consommation huile ERPEI (et bilan énergétique) plus loin.

Les opposants affirment que la production d'éthanol ne se traduise pas par un gain net d'énergie ou que les conséquences de la production à grande échelle de l'éthanol à l'industrie alimentaire et l'environnement compensent les gains potentiels de l'éthanol. Il a été estimé que «si chaque boisseau de US maïs , le blé , le riz et le soja ont été utilisés pour produire de l'éthanol, il ne couvrirait environ 4% de L'énergie des États-Unis a besoin sur une base nette. "Beaucoup des questions soulevées pourraient vraisemblablement être fixé par des techniques en cours de développement qui produisent de l'éthanol à partir de déchets agricoles tels que les déchets de papier, le panic raide, et d'autres matériaux, mais EIA prévoit important déficit de la production de biocarburants cellulosiques Comparé à objectif fixé par les carburants renouvelables.

Les partisans citent les gains potentiels pour l'économie américaine à la fois de la production de fioul domestique et la demande accrue pour le maïs. Calculs optimistes prévoient que les États-Unis est capable de produire suffisamment d'éthanol pour remplacer complètement la consommation d'essence.

Dans le États-Unis , le traitement préférentiel réglementaire et fiscal des carburants éthanol introduit complexités delà des seuls ses économie de l'énergie. Constructeurs nord-américains ont en 2006 et 2007 la promotion d'un mélange de 85% d'éthanol et 15% d'essence, commercialisé sous le E85, et de leur véhicules flex-fuel, par exemple GM " Vivre Vert, Jaune campagne Go ". La motivation apparente est la nature des États-Unis Normes Corporate Average Fuel Economy (CAFE), qui donnent une prime de rendement de carburant de 54% efficace pour véhicules capables de fonctionner sur 85% d'alcool mélanges sur les véhicules non adaptés pour fonctionner sur 85% des mélanges d'alcool. En plus de cette auto-entraînée fabricant impulsion à 85% des mélanges d'alcools, le Environmental Protection Agency avait le pouvoir d'obliger les proportions minimales de oxygénés être ajoutés à l'essence automobile sur des bases régionales et saisonnières, de 1992 jusqu'en 2006 dans une tentative de réduire la pollution atmosphérique, en particulier L'ozone au niveau du sol et du smog . Au Etats-Unis , les incidents de tert de méthyle (iary) -butyl éther ( MTBE) contamination des eaux souterraines ont été enregistrées dans la plupart des 50 États et l'État de la Californie l 'interdiction sur l'utilisation du MTBE comme additif de l'essence a également entraîné l'utilisation plus répandue de l'éthanol comme oxygénés de carburant la plus courante.

Un 7 février 2008 Associé article de la Presse a déclaré: «L'utilisation répandue de l'éthanol à partir de maïs pourrait entraîner près de deux fois les émissions de gaz à effet de serre que l'essence, elle remplacerait en raison des changements d'utilisation des terres attendus, les chercheurs ont conclu jeudi. L'étude conteste la ruée vers les biocarburants comme une réponse au réchauffement climatique. "

carburant de fusée

L'éthanol a été couramment utilisé comme carburant au début bipropellant véhicules de roquettes, en conjonction avec un oxydant tel que l'oxygène liquide. L'Allemand Fusée V-2 de la Seconde Guerre mondiale , crédité de commencer l'ère spatiale, l'éthanol utilisé, mélangé avec de l'eau pour réduire la température de la chambre de combustion. L'équipe de conception du V-2 a contribué à développer US roquettes après la Seconde Guerre mondiale, y compris l'éthanol-alimenté Redstone fusée, qui a lancé le premier satellite américain. Alcools tombèrent en désuétude générale carburants de fusée plus efficaces ont été développés.

Boissons alcoolisées

L'éthanol est le principal constituant psychoactif boissons alcoolisées, avec effets dépresseurs de la système nerveux central. Il a un mode d'action complexe et affecte de multiples systèmes dans le cerveau, plus particulièrement l'éthanol agit comme un agoniste des récepteurs GABA. Psychoactifs similaires comprennent ceux qui interagissent aussi avec récepteurs du GABA, tels que acide gamma-hydroxybutyrique. L'éthanol est métabolisé par l'organisme comme un hydrate de carbone nutritif fournir de l'énergie, car il se métabolise en l'acétyl-CoA, un intermédiaire commun avec glucose métabolisme, qui peut être utilisé pour l'énergie dans le cycle de l'acide citrique ou de la biosynthèse.

Les boissons alcoolisées varient considérablement quant à leur teneur en éthanol et dans les produits alimentaires à partir de laquelle ils sont produits. La plupart des boissons alcoolisées peuvent être classés comme boissons fermentées, boissons faites par l'action de la levure sur les denrées alimentaires sucrées, ou que les boissons distillées , boissons dont la préparation implique la concentration de l'éthanol dans les boissons fermentées par distillation . La teneur en éthanol d'une boisson est habituellement mesurée en termes de la fraction en volume d'éthanol dans la boisson, exprimée soit en pourcentage ou en unités de preuve alcoolisées.

Boissons fermentées peuvent être classées par l'aliment à partir de laquelle elles sont fermentées. Beers sont fabriqués à partir de grains de céréales ou d'autres matériaux féculents, vins et cidres de jus de fruits , et hydromels de miel . Cultures du monde entier ont fabriqué des boissons fermentées à partir de nombreuses autres denrées alimentaires, et les noms locaux et nationaux pour diverses boissons fermentées abondent.

Boissons distillées sont faites par distillation boissons fermentées. Les grandes catégories de boissons distillées comprennent whiskies distillés, à partir de grains de céréales fermentées; brandies, distillée à partir de jus de fruits fermentés, et rhum, distillée à partir fermenté mélasse ou la canne à sucre du jus. Vodka et semblables alcools de grains neutres peuvent être distillés à partir de ne importe quelle matière fermentée (céréales ou les pommes de terre sont les plus communs); ces alcools sont distillés si bien qu'aucune goûts à partir du matériau de départ restent particulier. De nombreux autres spiritueux et liqueurs sont préparés en infusant saveurs de fruits , herbes, et épices en spiritueux distillés. Un exemple classique est gin, qui est créé en infusant baies de genièvre dans un alcool de grain neutre.

Dans quelques boissons, l'éthanol est concentré par des moyens autres que la distillation. Applejack est traditionnellement faite par geler la distillation, par lequel l'eau est gelée sur fermenté cidre, laissant un liquide plus riche en éthanol derrière. Eisbier (plus communément, eisbock) est aussi congeler-distillé, avec la bière comme la boisson de base. Vins fortifiés sont préparés en ajoutant brandy ou un autre alcool distillé au vin partiellement fermenté. Cela tue la levure et conserve une partie du sucre dans le jus de raisin; ces boissons sont non seulement plus riche en éthanol, mais sont souvent plus doux que les autres vins.

Les boissons alcoolisées sont parfois utilisés dans la cuisine, non seulement pour leurs saveurs inhérents, mais aussi parce que l'alcool dissout les composés aromatiques hydrophobes qui l'eau ne peut pas.

Matières premières

L'éthanol est un ingrédient industriel important et a une large utilisation en tant que produit chimique de base pour d'autres composés organiques. Il se agit notamment éthyle halogénures, éthyle des esters, l'éther diéthylique, l'acide acétique , butadiène, éthyle et des amines .

Antiseptique utilisation

L'éthanol est utilisé dans des lingettes médicales et antibactérien plus courante gels désinfectant pour les mains à une concentration d'environ 62% ( pourcentage en poids, au volume) comme un antiseptique. Éthanol tue les organismes en dénaturant leurs protéines et la dissolution de leurs lipides et est efficace contre la plupart des bactéries et des champignons , et de nombreux virus , mais est inefficace contre les bactéries spores.

Utilisation Antidote

L'éthanol peut être utilisé comme un antidote pour l'empoisonnement par d'autres alcools toxiques, notamment du méthanol et l'éthylène glycol. Éthanol concurrence avec d'autres alcools pour l'enzyme alcool déshydrogénase, empêchant métabolisme en toxiquesaldéhyde etacide carboxyliquedérivés.

D'autres utilisations

• L'éthanol est facilement miscible dans l'eau et est un bon solvant . L'éthanol est moins polaire que l'eau et utilisé dans parfums, peintures et les teintures.
• L'éthanol est également utilisé dans la conception et l'art croquis marqueurs, tels queCopic, etTria.

Effet sur ​​les humains

Superficiellement, l'éthanol évoque une sensation de chaleur comme distinctive dans la bouche et une sensation de brûlure sur la peau. Dans le corps, il est métabolisé en d'autres substances, ce qui affecte le système nerveux central en particulier. L'effet varie selon les individus et peut être pire lorsqu'il est appliqué en plus à certains médicaments, tels que les opioïdes ou benzodiazépines.

Superficiel

L'éthanol pur ne suscite aucune sensation de goût, mais une forte et distinctive sensation de l'odorat. D'autre part, il produit une sensation de chaleur comme caractéristique lorsqu'elle est amenée en contact avec la languette ou les muqueuses, ce qui explique son effet dans boissons alcoolisées. Lorsqu'il est appliqué sur des plaies ouvertes (comme pour la désinfection) elle produit une forte sensation de picotement. L'éthanol pur ou très concentré peut endommager de façon permanente le tissu vivant au contact. Éthanol appliqué à la peau intacte refroidit la peau rapidement par évaporation.

Métabolisme

L'éthanol dans le corps humain est converti en acétaldéhyde par l'alcool déshydrogénase, puis dans de l'acide acétique par de l'acétaldéhyde déshydrogénase. Le produit de la première étape de cette panne, l'acétaldéhyde, est plus toxique que l'éthanol. L'acétaldéhyde est lié à la plupart des effets cliniques de l'alcool. Il a été démontré que l'augmentation du risque de développer une cirrhose du foie, de multiples formes de cancer, et l'alcoolisme.

Les effets cognitifs

L'éthanol est un dépresseur du système nerveux central et a des effets psychoactifs importantes doses sublétales; pour plus de détails, voir les effets de l'alcool sur le corps par dose. Basé sur ses capacités à changer la conscience humaine, l'éthanol est considéré comme un médicament. mort de la consommation de l'alcool éthylique est possible lorsque le niveau d'alcool dans le sang atteint 0,4%. Un niveau de 0,5% ou plus de sang est souvent fatale. Niveaux de même moins de 0,1% peuvent provoquer une intoxication, avec l'inconscience se produisent souvent à 0,3-0,4%.

La quantité d'éthanol dans le corps est généralement quantifiée par alcoolémie (BAC), les milligrammes d'éthanol par 100 millilitres de sang. Le tableau de droite résume les symptômes de la consommation d'éthanol. De petites doses d'éthanol produisent généralement l'euphorie et de relaxation; les personnes présentant ces symptômes ont tendance à devenir bavard et moins inhibés, et peuvent présenter un mauvais jugement. À des doses plus élevées (BAC> 100 mg / dl), les actes de l'éthanol comme un système nerveux central dépresseur, produisant à des doses progressivement plus élevées, la fonction sensorielle et motrice altérée, ralenti la cognition, la stupéfaction, l'inconscience, et la mort possible.

En Amérique, environ la moitié des décès dans des accidents de voiture se produisent dans des accidents liés à l'alcool. Il n'y a pas de niveau complètement sûr de l'alcool pour la conduite; le risque d'un fatal accident de voiture augmente avec le niveau d'alcool dans le sang du conducteur. Cependant, la plupart lois sur la conduite en état ​​d'ébriété qui régissent les niveaux acceptables dans le sang pendant la conduite ou l'utilisation des machines de fixer des limites supérieures typiques comprises entre 0,05% ou 0,08%.

Interaction des médicaments

Éthanol interagit de façon nocifs avec un certain nombre d'autres médicaments, y comprisles barbituriques, lesbenzodiazépines,les narcotiques, etles phénothiazines

Ampleur de l'effet

Certaines personnes ont des formes moins efficaces d'une ou des deux enzymes métabolisant, et peuvent présenter des symptômes plus graves de la consommation d'éthanol que d'autres. Inversement, ceux qui ont acquis de l'éthanol tolérance ont une plus grande quantité de ces enzymes, et de métaboliser l'éthanol plus rapidement.

Autres effets

L'utilisation fréquente de boissons alcoolisées a également été montré pour être un facteur majeur contribuant en cas de taux sanguins élevés detriglycérides.

Éthanol lui-même est pas un cancérigène, mais les effets sur le foie après ingestion peut contribuer à la suppression immunitaire. En tant que tel, la consommation d'éthanol peut être un facteur aggravant dans les cancers résultant d'autres causes.