Introdução aos álcoois

Estrutura e divisão de álcoois

Os álcoois são substâncias com a fórmula geral de R-OH, onde R é o grupo hidrocarboneto e -OH é o grupo hidroxila. Os álcoois não devem ser confundidos com os fenóis (nos fenóis, o substituinte hidroxila está ligado ao anel aromático). Ambos os grupos têm o mesmo substituinte; no entanto, suas propriedades são diferentes. Os álcoois são comuns na natureza. A maioria das pessoas conhece o álcool etílico (etanol) como ingrediente de bebidas alcoólicas; no entanto, este é apenas um exemplo desta família muito numerosa de compostos orgânicos. Eles também incluem substâncias como colesterol e carboidratos. Os álcoois formam a chamada série homóloga. Este termo refere-se a um grupo de compostos orgânicos, no qual cada composto subsequente difere do composto anterior por um determinado segmento fixo. Metanol e etanol são as duas primeiras seções da série homóloga de álcoois. Os álcoois são basicamente divididos de acordo com o número de substituintes hidroxila ligados ao grupo hidrocarboneto. Dependendo deste número, distinguimos:

• álcoois monohidróxidos (mono-hidroxil). Exemplos de álcoois monohidróxidos são: metanol, butanol e hexanol
• álcoois polihidróxidos (polihidroxil), que incluem dois ou mais grupos hidroxil. Entre eles, podemos distinguir, dependendo do número de grupos -OH, os chamados dióis, trióis etc. Exemplos de álcoois poliidrílicos são: 1,2-etano-diol (etilenoglicol) e propano-1,2,3 -triol (glicerol).

Os álcoois também são classificados de acordo com a ordem de reação do átomo de carbono ao qual o grupo hidroxila (-OH) está ligado. Assim, distinguimos álcoois primários, secundários e terciários.

Métodos de síntese de álcool

Existem muitos métodos de obtenção de álcoois. A síntese em si, trabalhos relacionados à implementação de inovações ou desenvolvimento de catalisadores mais eficientes são problemas muito complexos com processos que exigem condições específicas. Para fins industriais, eles são mais frequentemente obtidos usando as seguintes reações:

• hidratação direta de alcenos
• síntese de alcenos usando o método de hidroximercuração
• síntese de alcenos usando o método de hidrogeração de boro
• reação de alcanos de halogênio com íons hidróxido

Metanol, etanol e álcoois polihidróxidos, como etilenoglicol e glicerol, são mais comumente produzidos em escala industrial. O metanol foi historicamente produzido pela destilação da madeira. Assim, o álcool produzido é chamado de álcool de madeira. Atualmente, o metanol é produzido usando a reação sintética de hidrogenação catalítica do monóxido de carbono. Todo o processo é realizado sob pressão aumentada, a uma temperatura de 300-400 ^o C. O etanol é comumente produzido através da fermentação alcoólica de matérias-primas com teor de açúcar (matérias-primas vegetais com teor de amido). O substrato é transformado na forma adequada, podendo ser submetido à fermentação alcoólica. O mosto produzido é despojado de etanol. A etapa final é a destilação, que produz um destilado com teor de álcool etílico de 80 a 90%. Os álcoois poliidrílicos são compostos, dentre os quais se destacam o etilenoglicol, o propilenoglicol e a glicerina. O etileno e o propilenoglicol são produzidos no processo de hidrólise dos epóxis. A glicerina é um subproduto da hidrólise de gorduras e polipropileno ou acroleína.

Propriedades

O grupo hidroxila e sua polaridade determinam as propriedades químicas e físicas dos álcoois. Como a água, eles formam ligações de hidrogênio entre si na forma líquida. Eles são responsáveis pela evaporação do líquido agravada porque as partículas estão sujeitas a associação. Isso determina diretamente seus altos pontos de ebulição, por exemplo, 78,37 ^o C para o etanol. Metanol, etanol e propanol podem ser misturados com água em qualquer proporção de mistura. No entanto, a solubilidade do butanol, que é o próximo na série homóloga, é tão baixa quanto aprox. ⁸ g/dm3. Quanto mais longa a cadeia de hidrocarboneto, menor a solubilidade. A maioria dos álcoois são líquidos com um odor característico. No entanto, álcoois com longas cadeias de hidrocarbonetos em partículas são sólidos. Os álcoois são ácidos ou alcalinos? Os álcoois sofrem inúmeras transformações químicas. Quando criamos um ambiente anidro e causamos a reação de álcool e metal adequados, ele produzirá alcoolatos, por exemplo, etilato de sódio. De uma perspectiva química, eles são álcalis químicos fortes (mais fortes que os hidróxidos). No entanto, da mesma perspectiva, os álcoois como um grupo de compostos são ácidos fracos (mais fracos que H ₂ O). Isso é demonstrado pela formação de sais com metais, ou seja, alcoolatos.

Álcoois alcoxilados

Álcoois alcoxilados é um interessante grupo de tensoativos (não iônicos), produzidos pela síntese de álcoois graxos que são oxietilenados e/ou propoxilados com ácidos graxos com diferentes graus de alcoxilação. A gama de produtos do Grupo PCC inclui 269 tipos de álcoois alcoxilados. Dependendo dos parâmetros, eles têm diferentes recursos e usos, incluindo:

• adequação para usos industriais devido às propriedades de lavagem, limpeza e lavagem,
• capacidade de produzir espumas altamente flexíveis com muito boa densidade e flexibilidade,
• usabilidade como agentes umectantes em formulações dedicadas para a indústria têxtil e metalúrgica,
• usabilidade na indústria de papel devido às propriedades antiespumantes, baixo ponto de solidificação e fácil manuseio.

Desafios relacionados à segurança

Embora os produtos alcoólicos sejam versáteis e úteis, pode ser difícil garantir seu uso seguro. São compostos perigosos que requerem cuidados especiais. Em particular, os seguintes aspectos devem ser considerados:

• álcoois utilizados como matérias-primas, produtos intermediários e produtos devem ser de qualidade adequada. É proibido usar e vender produtos contaminados. Isso é necessário para garantir a segurança do pessoal que trabalha com eles e dos clientes que compram as mercadorias.
• Desde a síntese até o envio ao consumidor, os álcoois devem ser armazenados adequadamente para eliminar o risco de contaminação ou vazamento durante o transporte. Fatores como a temperatura adequada ou a proximidade de outros produtos químicos podem ter um impacto significativo na segurança. A logística interna e externa na produção e comercialização de álcoois, bem como de suas misturas, é essencial para garantir a segurança.
• Os resíduos produzidos durante a produção, processamento industrial ou uso individual devem estar sujeitos à eliminação de resíduos. Vale a pena entrar em contato com empresas especializadas no descarte seguro de resíduos químicos.

Uso industrial de álcoois

Na indústria, os álcoois mais utilizados incluem etanol, metanol, isopropanol e glicerina. Independentemente do setor, o uso de álcool é comum. Além do uso do etanol pelo consumidor, os usos comuns incluem agentes de limpeza, cosméticos, combustíveis, produtos farmacêuticos, têxteis e muitos outros. Eles também são encontrados em líquidos e tintas anticongelantes. Os álcoois são muito comumente usados como solventes, em particular o etanol, que é relativamente seguro e pode ser usado para dissolver quaisquer compostos insolúveis em água. O metanol é outro solvente popular; no entanto, é predominantemente usado na síntese de outros produtos químicos, por exemplo, metanal (formaldeído), ácido etanóico ou ésteres metílicos. Tentativas são feitas para expandir ainda mais o número de usos de produtos à base de álcool. As ações empreendidas na Europa para reduzir o uso de combustíveis fósseis incentivam o uso de bioálcoois como fontes de energia. O aumento do uso desse tipo de combustível é considerado inevitável. O uso de destilados de álcool para fins energéticos é razoável, onde o ar está poluído, em particular em balneários e áreas onde foram introduzidas proibições de uso de combustíveis sólidos, como carvão preto. No entanto, deve-se lembrar que atualmente o custo de geração de energia ou calor a partir de combustíveis à base de álcool ainda é superior ao custo de energia a partir de combustíveis convencionais. O uso de combustíveis fósseis será cada vez mais lucrativo para investimentos e deverá aumentar no futuro próximo devido ao aumento do uso de etanol como combustível para motores na indústria automotiva. O álcool etílico gera carbono e água na combustão. Pode ser usado sozinho ou misturado com gasolina. O teor de etanol mais vantajoso é de 10 a 20%. Ressalta-se que a utilização do etanol como combustível na indústria automotiva pode ser vantajosa para países que não possuem indústria petrolífera. O etanol é produzido com sucesso usando o processo de fermentação. Atender a demanda do mercado de combustíveis com produtos alcoólicos tem alta probabilidade de reduzir a importação de gasolina. Referências:

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2. Maciej, M.; Żyjewska, U.; Siuda, T. Możliwości wykorzystania destylatów alkoholowych jako paliwa opałowego. Nafta-Gaz 2020, 76 , 186-191, doi:10.18668/ng.2020.03.05.
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7. Uses of Alcohols – Chemistry LibreTexts Disponível online: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Alcohols/Properties_of_Alcohols/Uses_of_Alcohols (acessado em 12 de janeiro de 2022).
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