Química de los Materiales TEMA : ALCOHOLES Docente: Prof. Graciela GIRI Alumnos: GRAIFF Germán Gustavo RODRÍGUEZ Ana Gabriela RODRÍGUEZ Patricia Soledad Tecnicatura Superior en Química de los Materiales

ALCOHOL  Se denomina alcohol a aquellos hidrocarburos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente.

PROPIEDADES GENERALES  POLARIDAD  P.E  SOLUBILIDAD

SÍNTESIS - OBTENCIÓN  Hidratación de alquenos:  Hidrogenación catalítica de aldehídos y cetonas:  Fermentación de carbohidratos

TIPOS DE ALCOHOL EL METANOL Líquido, incoloro y de sabor caustico. Punto de ebullición es 65 ºC. Miscible en agua en todas las proporciones. Se usa como solvente. Venenoso (35 ml pueden matar una persona)

OBTENCIÓN DE METANOL  Primeramente se deben obtener las materias primas por diversos procesos:  Luego se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóxido de carbono e hidrógeno:

EL ETANOL  Se lo denominamos alcohol comúnmente.  Líquido incoloro, volátil, miscible en agua cuyo punto de ebullición es 78 ºC.  Único alcohol apto para el consumo humano, se consigue por fermentación de materia vegetal y de carbohidratos en presencia de levadura, obteniéndose una concentración máxima de 15% en etanol. Por destilación se puede aumentar esta concentración hasta el 98%. TIPOS DE ALCOHOL

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE ETANOL  MISCIBLE en agua. lo que le permite llegar a cualquier célula del organismo y rebasar las barreras lipídicas que se oponen a su penetración.  TÓXICO por encima de determinadas concentraciones.  ENERGÉTICO, aunque no tiene utilidad práctica, genera un consumo de elementos clave en la cadena metabólica y altera notablemente el equilibrio bioquímico del organismo.  INCOLORO por lo que se le añaden sustancias y aromas para favorecer su ingesta que en ocasiones incrementan su grado de toxicidad.

OBTENCIÓN DE ETANOL

CLASIFICACIÓN DE ETANOL  RECTIFICADO ≥ 95,5 %  ABSOLUTO ≥ 99,5 %  QUIRURJICO ≥ 70%  DESNATURALIZADO ≥ 70%

Concentración de alcohol y sus efectos La cantidad de alcohol en nuestro torrente sanguíneo se conoce como concentración de alcohol en la sangre (CAS), se mide en porcentajes a través de muestras de aliento, de sangre o de orina. El alcohol llega al cerebro a través de la sangre; por lo tanto, a mayor contenido de alcohol, se experimentan diversos cambios que pueden conducir a la embriaguez o intoxicación. Con la misma dosis de alcohol una mujer se intoxica más rápidamente que un hombre, esto se debe a que ellas tienen más tejido graso, menos agua y sangre en el cuerpo.

Desde el punto de vista fisiológico, el alcohol se absorbe en el estómago e intestino delgado, se metaboliza en el hígado y el resto se elimina por el aire espirado, la orina y el sudor. Cabe destacar, que es una droga psicoactiva para los seres humanos. Su consumo produce en principio una sensación de alegría. Al tiempo, el individuo puede sufrir problemas de coordinación y tener la visión borrosa. Con un consumo excesivo es posible alcanzar un estado de inconsciencia y en un nivel extremo, llegar a la muerte por envenenamiento o por depresión respiratoria. Por lo tanto, el alcohol en pequeñas cantidades estimula y da energía pero en cantidades mayores intoxica..

 Bebidas Alcohólicas: Una bebida alcohólica es una bebida que contiene etanol (alcohol etílico), y se divide en dos grandes grupos:etanol Bebidas fermentadas. Bebidas destiladas.  Bebidas Analcohólicas: Se define como bebidas analcohólicas aquellas bebidas que tienen como máximo un 1,2 % de alcohol o bien ausencia completa de éste. Las bebidas analcohólicas pueden ser de origen natural o artificial; como por ejemplo bebidas carbonatadas,energéticas, néctares de frutas, bebidas light, etc. ¿Cómo se clasifican las bebidas?

Se obtienen productos como cerveza, vino, chicha, sake. las más comunes son: la cerveza, el pulque y la sidra (2 a 6 % de Alcohol) y el vino (6.1 a 20 % de alcohol). Bebidas fermentadas

Entre las más comunes están: El tequila, el aguardiente, los licores, el ron, el whisky, el brandy y el mezcal (21 a 40 % de alcohol). Caldera serpentin BEBIDAS DESTILADAS

Bebidas Alcohólicas Fermentadas (cerveza, vino) Destiladas (ron, pisco) Analcohólicas NéctaresCarbonatadas EnergéticasLight EN RESUMEN :

Tipos de bebidas alcohólicas  Fermentadas  De azúcar:  Vino  Vino espumoso  “Vino” de Fruta  Guarapo  De almidón:  Cerveza  Sake  Chicha  Destiladas  De granos  De frutas  De caña  Otros  Vermouth  Vinos reforzados  Mistelas, etc

VINO  Se dará el nombre de “vino” únicamente al líquido resultante de la fermentación alcohólica, total o parcial, del zumo de uvas, sin adición de ninguna sustancia, antes también se realizaba con frutas, miel y jugos de plantas, como el arce y el ágave.  La fabricación lleva procesos: 1. Vendimia. 2. Triturado. 3. Prensado. 4. Fermentado. 5. Trasiego. 6. Clarificado o depositado. 7. Embotellado y madurado.

Produccion de vino

 Vino Blanco:  Con uvas blancas o tintas, separando mosto del hollejo. La fermentación se realiza solo con mosto.  No es frecuente añejarlo, pero si hay con crianza.  Vino Rosado:  Con uvas tintas en los que se permite una cierta maceración de la uva antes del prensado del mosto, de esta forma el mosto toma algo de color. Luego se fermenta el mosto filtrado.  Vino Clarete:  Con uvas tintas y blancas, realizando la fermentación con los hollejos. Su elaboración está justificada cuando se quiere producir vino con suficiente color rosado pero no se dispone de la cantidad necesaria de uvas tintas.

 Vino Tinto:  Con uvas tintas, fermentados con el hollejo, A los 20 días se retira.  En función de envejecimiento se clasifican en:  Joven o Cosechero: 0-6 meses en barrica de madera.  Crianza: 2 años de vejez, al menos seis meses en madera.  Reserva: 3 años de vejez, al menos uno en madera.  Gran Reserva: 5 años, al menos 2 en madera.

VINO ESPUMOSO  Tiene CO 2 producido por segunda fermentación alcohólica en un envase cerrado.  Esta se puede conseguir añadiendo azúcar, embotellando el vino antes de que haya terminado de fermentar o cerrando la cuba de fermentación antes de que termine esta.  Dependiendo del tipo de envase en el que se haga esta segunda fermentación clasificamos:  Cava:  Segunda fermentación en botella.  Transfer:  Segunda fermentación en envases de gran capacidad para después terminar su maduración en la botella.  Gran Vas:  Segunda fermentación en envases de gran capacidad cerrados a presión.  Vino gasificado:  CO2 añadido después de haber terminado su elaboración.

VINOS REFORZADOS  Vinos con contenido alcohólico aumentado por adición de alcohol destilado.  Nacieron de la necesidad de preservar por mas tiempo los vinos.  Generalmente son dulces, ya que se parte de uvas muy dulces y se interrumpe el proceso de fermentación mediante alcohol.  Generalmente toman nombre lugar de origen  Oporto  Jerez (Sherry)  Madeira  Marsala  Málaga

CERVEZA  Producida al fermentar cereales malteados. Normalmente cebada.  Se debe germinar la cebada o el trigo.  Al germinar se llama malta verde. Luego se la tuesta. El grado de tostado de la malta determina el color de la cerveza.  Lúpulo es planta que se agrega para dar sabor amargo a la cerveza.

ELABORACIÓN DE CERVEZA

CLASIFICACIÓN DE LAS CERVEZAS  Color:  Rubia (Pale lager)  Ambar  Roja  Negra  Llamadas así por el uso que se hace en la receta de maltas tostadas o quemadas.  Algunas cervezas negras especialmente robustas son nombradas normalmente stout (“robusto” en inglés).

Bebidas Destiladas  Whiskey  Whisky  Bourbon  Gin  Vodka  Brandy  Cognac  Armagnac  Pisco  Grapa  Mezcal  Tequila  Ron  Aguardiente caña  Absenta  Anisados  Licores tipo “seco”  Curacao y Cointreau  Cremas, Licores y Schnapps

Tipos De Bebidas por Zona  Zona Fría:  Bebidas provenientes de Granos.  Zona Templada:  Bebidas basadas en Uva.  Zona Tropical:  Bebidas basadas en Caña de azúcar.

Whisky / Whiskey  Bebida alcohólica obtenida de la destilación de la malta fermentada con una graduación de más de 40º.  El whiskey americano o Bourbon es una bebida destilada, se caracteriza por ser aromático y de sabor acaramelado. Según ley elaborado en base a maíz.

Ginebra (Gin)  Aguardiente inglés Graduación varia entre 43º a 47º.  Se obtiene por destilación de la cebada, rectificado con bayas de enebro.  Puede ser aromatizado con Cardamomo, Angélica y otras hierbas (corteza de cassia, lirio, cáscara de naranja) que le dan esta fragancia y aroma característico.  Debe elaborarse con alcoholes de cereales frescos de 96º, muy neutros.

VODKA  Licor claro normalmente sin color, generalmente de grano fermentado, a veces papa.  Consiste de agua y alcohol (etanol). En rango entre 35 y 70%.  Se puede destilar de cualquier planta rica en almidón, tradicionalmente de grano como centeno (generalmente considerado superior a otros tipos de vodka) o trigo, pero también de patatas y melaza.  Al ser un alcohol puro, puede ser usado para mezclar casi con cualquier cosa. Sin embargo, por esta misma razón no aporta con sabor al combinado, solo con contenido alcohólico.

Destilados de Uva  En este grupo podemos incluir a diversos licores, como:  Brandy  Cognac  Armagnac  Pisco  Orujo / Grappa

BRANDYS  Es el término en general usado para el vino destilado, casi siempre con un 40-60% de volumen en etanol.  También puede ser hecho de otras frutas, pero, a menos que se diga lo contrario, está hecho de vino de uva.  Entre los tipos más conocidos tenemos:  Cognac: doble destilado.  Armagnac: Hecho de uva de la región sur oeste de Francia y añejado en barriles de roble normalmente de 12 a 20 años.  Brandy: Cualquier brandy de otra región. Dentro de estos hay algunas denominaciones de origen como brandy de Jerez, etc.

RON  Bebida alcohólica que se obtiene a partir de la caña de azúcar por fermentación, destilación y añejamiento de al menos 3 años en barricas de roble. Concentracion de 35-45%.  Dependiendo del país de origen, se los puede clasificar en 3 grupos:  Habla Hispana: ligeros con sabor limpio. Ejemplo don Rones de Cuba, Republica Dominicana, Nicaragua, Guatemala y Puerto Rico.  Habla Inglesa: mas ocsuros con un sabor mas lleno, que mantienen mas el sabor de las melazas. Ejemplos típicos de estos son los de Barbados, Bermuda y Jamaica.  Habla Francesa: Generalmente elaborados a partir de jugo de caña y no de melaza. Retienen mas del sabor original de la caña, y generalmente son mas caros. Los rones de Haïti, Marie- Galante y Martinique son tipicos de este estilo.

Aguardiente de Caña  Licor destilado a partir de melaza fermentada.  No añejado como los rones.  De color blanco.  De sabor y olor mas fuerte y con fuertes restos de melaza.  Comunes en todos los países tropicales productores de caña.

Licores “Secos”  Son un tipo de destilado, usualmente de caña sin ningún tipo de sabor.  Son la alternativa tropical barata al vodka.  Al no tener ningún sabor, pueden mezclarse con cualquier ingrediente, cogiendo el sabor del mismo.  Normalmente calidad depende de destilación, prefiriéndose mayor destilación para obtener mayor pureza y grado de “seco”.

FIN…………… DATOS PROCUPANTES:  7 de cada 10 adolescentes consumieron alcohol alguna vez en la vida.  La mayoría lo hizo por primera vez antes de los 14 años (75,9%, EMSE 2012) y antes de los 15 años (78,7%, SEDRONAR 2014).  El alcohol es la sustancia psicoactiva más consumida por estudiantes de secundaria en todo el país.  Casi no hay diferencias en los patrones de consumo de alcohol entre varones y mujeres.  En el 2012, el 5,9% de las muertes en el mundo y el 5,1% de la carga de enfermedades y lesiones fueron atribuibles al consumo nocivo de alcohol.

 Análisis de alcohol en el aliento (Exhalación).  Análisis de alcohol en la sangre.  Análisis de alcohol en la orina.  Análisis de alcohol en la saliva. Medios utilizados para medir CAS

 No es una prueba invasiva.  Es más fácil, seguro y rápido obtener una muestra del aliento de una persona que una muestra de sangre o de orina.  El resultado se obtiene de forma inmediata, a diferencia del tiempo que presenta un análisis de sangre o de orina.  Es más económico tomar una muestra de aliento, y la probabilidad de alterar la muestra es nula. Para determinar el efecto que puede tener el etanol ingerido sobre la capacidad de conducir de una persona, que depende de la concentración de etanol en el cerebro, se mide la concentración de etanol en el aire exhalado. La concentración de etanol en el aire exhalado está en equilibrio con la que se encuentra en la sangre y ésta, a su vez, está en equilibrio con la que se presente en el cerebro. El análisis de etanol en el aliento tiene la misma fiabilidad que los mejores métodos y presenta algunas ventajas sobre el análisis de sangre: Análisis de alcohol en exhalación

Este proyecto tiene por objeto presentar el diseño, en etapa de prototipo, de un sistema electrónico que mida el grado de alcoholemia. Proyecto de alcoholímetro La meta de este proyecto es diseñar y desarrollar un alcoholímetro de bajo costo que tenga una precisión comparable a la de los alcoholímetros comerciales. Para dicho propósito, se implementó un programa en Arduino capaz de relacionar el nivel de tensión obtenida de un sensor con el nivel de alcohol en sangre. El alcoholímetro se ha convertido en un elemento de uso cotidiano en las fuerzas de seguridad y de control de tránsito.

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. El micro- controlador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino. Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software. Placa Arduino

Código Arduino

La primer y mayor dificultad encontrada fue la de pretender relacionar el nivel de alcohol en sangre (CAS) con la cantidad de alcohol en el aire exhalado. CAS vs Cantidad de alcohol exhalado

Es ideal para detectar la concentración de alcohol en el aliento de una persona, su funcionamiento es similar al de un alcoholímetro común. Posee un tiempo de respuesta rápido debido a su alta sensibilidad. El sensor proporciona una salida analógica resistiva basada en la concentración de alcohol. El MQ–3 es un sensor que se conecta fácilmente y para el circuito de excitación básicamente lo que se necesita es una resistencia. Una interfaz fácil de implementar convertidor serial ADC de 0-3.3V. Sensor MQ-3

El material sensible del sensor MQ-3 tiene baja conductividad en el aire limpio, cuando el objetivo contiene alcohol, la conductividad del sensor se hace mayor, junto con la concentración de gas ascendente. Los usuarios pueden convertir el cambio de la conductividad en una señal de salida de la concentración de gas a través de un circuito sencillo. El sensor de gas MQ-3 tiene una alta sensibilidad al vapor de etanol y es resistente a la interferencia de la gasolina, el humo y el vapor. Es de bajo costo y adecuado para diversas aplicaciones de la detección de alcohol en diferentes concentraciones. La relación de resistencia del sensor (Rs / R 0 ), entonces la Abscisa es la concentración de los gases. R significa resistencia en destino del gas con diferente concentración, R0 significa resistencia del sensor en aire limpio. Todas las pruebas se terminaron en condiciones de prueba estándar. Sensor MQ-3

El valor de resistencia de MQ-3 es diferente para varios tipos de gases y varias concentraciones de los mismos. Por lo tanto, cuando se emplea este sensor es imprescindible ajustar su sensibilidad. Se recomienda calibrar el detector para 0,4mg/L (aproximadamente 200ppm) de concentración de etanol en el aire, usando un valor de resistencia de carga de aproximadamente 200 KΩ (100KΩ a 470 KΩ). También es importante considerar la influencia de la temperatura y la humedad.

Con el valor de relación obtenido, se procedió a obtener la curva de calibración del sensor. A partir de la hoja de datos se tomaron los puntos que relacionan tensión con alcohol en aire, y con Excel se buscó la ecuación de ajuste correspondiente a los mismos. Esta curva fue verificada con las presiones parciales de distintas disoluciones. Al realizar la calibración, se obtuvo la siguiente curva donde se vincula el valor de la resistencia variable del sensor con la proporción de alcohol en aire. Durante la realización del prototipo de alcoholímetro se evidenció como principal desafío la calibración del sensor ya que al medirse la presión parcial del gas en el aire, diferencias de temperatura, humedad y/o viento generaron distintos resultados, además de la precisión del sensor y quienes lo manejaban.