Etanol adalah jenis utama dari alkohol yang ditemukan
di minuman beralkohol, yang dihasilkan oleh fermentasi gula oleh ragi.
Ethanol biasa disebut alkohol atau spiritus dan disebut juga etil
alkohol dan minuman beralkohol. Zat ini adalah obat psikoaktif
neurotoksik dan merupakan salah satu jenis narkoba tertua yang digunakan
oleh manusia. Keracunan alkohol dapat terjadi ketika mengonsumsinya
secara berlebihan. Etanol juga digunakan sebagai pelarut, antiseptik,
bahan bakar, dan cairan alternatif pengganti merkuri untuk mengisi
termometer. Cairan ini mudah menguap, mudah terbakar, tidak berwarna,
dan memiliki rumus struktur CH3CH2OH. Sering disingkat C2H5OH, C2H6O, atau EtOH.
1. Asal Mula Nama Etanol
Etanol
adalah nama sistematis yang didefinisikan oleh International Union of
Pure and Applied Chemistry (IUPAC) untuk molekul dengan dua atom karbon
(awalan “eth-“), memiliki ikatan tunggal diantaranya (akhiran “-ane”),
dan terdapat gugus fungsional –OH (akhiran “-ol”).
Awalan etil diciptakan pada tahun 1834 oleh kimiawan Jerman Justus Liebig. Etil berasal dari bahasa Inggris ethyl yang berasal dari bahasa Perancis ether yang berarti “zat yang mudah menguap atau menyublim pada suhu kamar” yang berasal dari bahasa Yunani ύλη (hyle) yang berarti “substansi”.
Istilah etanol
diciptakan sebagai hasil dari resolusi Konferensi Internasional tentang
Kimia Nomenklatur yang digelar di Jenewa, Swiss pada bulan April 1892.
Istilah
“alkohol” semakin luas digunakan dalam menyebut zat kimia nomenklatur,
tetapi dalam bahasa umum tetap disebut etanol. Istilah alkohol telah ada
sejak Abad Pertengahan yang berasal dari bahasa Arab al-Kuhl.
Sedangkan penggunaan istilah “alkohol” untuk menyebut minuman anggur
beralkohol diperkenalkan pada pertengahan abad ke-18. Sebelum itu, dalam
bahasa Latin Tengah, istilah alkohol digunakan untuk meyebut “bubuk bijih antimon, bubuk kosmetik”.
2. Rumus Kimia Etanol
Etanol adalah alkohol 2-karbon dengan rumus molekul CH3CH2OH dan notasi alternatifnya adalah CH3–CH2–OH yang mengindikasikan bahwa karbon dari gugus metil (CH3–)
terikat dengan oksigen dari gugus hidroksil (OH). Etanol sering
disingkat sebagai EtOH, menggunakan notasi kimia yang mewakili etil (C2H5) dengan Et.
3. Kemunculan Etanol Secara Alami
Etanol
adalah produk sampingan dari proses metabolisme ragi. Pada umumnya
etanol dapat ditemukan di buah yang telah masak. Etanol juga dihasilkan
selama perkecambahan banyak tanaman. Etanol telah terdeteksi di luar angkasa, membentuk lapisan es pada butir-butir debu.
4. Farmakologi Etanol
Penetralan
etanol di dalam tubuh manusia dilakukan melaui oksidasi oleh alkohol
dehidrogenase di dalam hati. Proses itu sangat terbatas, jadi tidak bisa
melakukan penetralan alkohol dalam konsentrasi besar. Konsumsi etanol
jangka panjang dapat menyebabkan kerusakan hati yang serius. Etanol
murni dapat membuat iritasi pada kulit dan mata. Gejala keracunan etanol
dapat berupa mual dan muntah.
4.1. Efek Jangka Pendek Etanol
4.1.1. Efek Etanol pada Sistem Saraf Pusat
Etanol adalah depresan yang dapat mempengaruhi sistem saraf pada manusia
dan memiliki efek psikoaktif karena kemampuannya untuk mengubah
kesadaran manusia. Kadar etanol di dalam darah diatas 0,4% dapat
menyebabkan kematian; kadar 0,3% dapat menyebabkan kelumpuhan dan
pingsan; kadar 0,14% dapat menurunkan aliran darah ke otak; kadar 0,1%
dapat menyebabkan mual, muntah, gangguan fungsi sensorik dan motorik,
dan gangguan kognisi; dan kadar 0,05% dapat menyebabkan euphoria, banyak
bicara, dan relaksasi. Pengemudi kendaraan hendaknya memiliki kadar
alkohol dalam darah dibawah 0,02% atau 0,08%. Penghentian konsumsi
alkohol setelah beberapa tahun menjadi peminum berat juga bisa berakibat
fatal berupa kecemasan, disfungsi otonom, kejang, dan halusinasi.
4.1.2. Efek Etanol pada Proses Metabolisme
Etanol
dalam tubuh manusia diubah menjadi asetaldehida oleh alkohol
dehidrogenasi dan diubah menjadi asetil KoA oleh asetaldehida
dehidrogenase. Asetil KoA adalah produk akhir dari metabolisme
karbohidrat dan lemak dan menghasilkan 7 kkal per gram konsumsi. Namun,
asetaldehida yang lebih beracun dari etanol merupakan penyebab utama
efek samping minuman beralkohol dan terbukti dapat meningkatkan risiko
terjadinya sirosis hati dan kanker.
Selama
metabolisme alkohol, alkohol berebut dengan lemak untuk menggunakan NAD.
NAD biasanya digunakan untuk metabolisme lemak di hati. Hal ini
menyebabkan lemak menumpuk di hati yang disebut “lemak hati”. Jika
terus-menerus terjadi, maka akan terjadi kematian sel dalam hepatosit. Sel-sel ini kemudian diganti dengan jaringan parut yang mengarah ke kondisi yang disebut sirosis hati.
4.2. Efek Jangka Panjang Konsumsi Etanol
Etanol
dapat menyebabkan cacat pada janin karena diklasifikasikan sebagai
tetratogen. Etanol juga dapat menyebabkan kanker dan tekanan darah
tinggi.
5. Sejarah Etanol
Fermentasi
gula menjadi etanol merupakan salah satu penemuan awal di bidang
bioteknologi. Efek memabukkan akibat konsumsi etanol telah dikenal sejak
zaman kuno dan telah digunakan sebagai minuman beralkohol. Bukti tertua
adanya minuman beralkohol adalah di Tiongkok sekitar 9000 tahun yang
lalu.
Meskipun proses distilasi telah dikenal di
Yunani dan Arab, namun yang tercatat pertama kali memproduksi dari
anggur adalah seorang alkemis dari School of Salerno pada abad ke-12.
Yang pertama kali menyebutkan bahwa alkohol berbeda dengan campuran
alkohol dan air adalah Raymon Lull.
Pada tahun
1796, seorang ahli kimia Jerman-Rusia Johann Tobias Lowitz berhasil
memperoleh etanol murni dengan penyulingan. Kimiawan Perancis Antoine
Lavoisier pertama kali menjelaskan bahwa etanol merupakan senyawa
karbon, hidrogen, dan oksigen. Namun rumus kimianya baru ditentukan pada
tahun 1807 oleh Nicolas-Théodore de Saussure.
Etanol
pertama kali dibuat secara sintetis pada tahun 1825 oleh Michael
Faraday. Dia menemukan bahwa asam sulfat bisa menyerap gas batubara
dalam jumlah besar. Dia tidak sengaja menemukan bahwa etanol dapat
diproduksi dari etilena (komponen gas batubara) oleh asam-katalis
hidrasi, proses yang sama dengan industri etanol sintetis saat ini.
Etanol
digunakan sebagai bahan bakar lampu di Amerika Serikat pada awal 1840,
tetapi pajak yang dikenakan pada industri alkohol selama Perang Saudara
menyebabkan penggunaan etanol sebagai sumber energi menjadi tidak
ekonomis. Pajak tersebut dicabut pada tahun 1906. Penggunaan etanol
untuk bahan bakar kendaraan bermotor pertama kali dilakukan pada tahun
1908. Ford Model T dapat berjalan dengan bensin atau etanol. Etanol saat
ini menjadi bahan bakar lampu spiritus.
Etanol
pernah digunakan sebagai bahan bakar roket V-2 buatan Jerman pada saat
Perang Dunia II dan roket Redstone yang digunakan untuk meluncurkan
satelit Amerika Serikat pertama. Alkohol menjadi bahan bakar yang paling
efisien untuk roket.
6. Sifat Etanol
6.1. Sifat Fisik Etanol
Etanol
adalah cairan tidak berwarna yang mudah menguap dan sedikit berbau.
Etanol terbakar dengan api biru tanpa asap yang tidak selalu terlihat
dalam cahaya normal. Sifat fisik etanol berasal dari kelompok hidroksil.
Gugus hidroksil etanol dapat ikut dalam ikatan hidrogen.
6.2. Sifat Pelarut Etanol
Etanol
adalah pelarut serbaguna karena dapat larut dengan air dan dengan
banyak jenis pelarut organik termasuk asam asetat, aseton, benzena,
karbon tetraklorida, kloroform, dietil eter, etilena glikol, gliserol,
nitrometana, piridin, dan toluena. Etanol juga dapat larut dengan
hidrokarbon alifatik ringan seperti pentana dan heksana serta dengan
klorida alifatik seperti trikloroetan dan tetrakloroetil.
6.3. Sifat Mudah Terbakar Etanol
40%
larutan etanol dalam air akan terbakar jika dipanaskan sampai sekitar
26 °C. Titik nyala etanol murni adalah 16,60 °C, kurang dari rata-rata
suhu kamar. Minuman beralkohol yang memiliki konsentrasi etanol rendah
dapat terbakar jika terkena api atau percikan listrik. Titik nyala
anggur biasa yang mengandung 12,5% etanol adalah sekitar 52 °C. Efek
wajan yang terbakar pada saat koki memasak disebut Flambé.
7. Produksi Etanol
Etanol
dapat diproduksi baik secara petrokimia melalui hidrasi etilena maupun
secara biologis dengan fermentasi gula dengan ragi.
7.1. Hidrasi Etilen
Etanol
yang ditujukan untuk penggunaan industri sering dihasilkan dari
etilena. Etanol yang digunakan sebagai bahan baku industri atau pelarut
(terkadang disebut etanol sintetis) terbuat dari proses petrokimia
dengan reaksi kimia:
C2H4 + H2O → CH3CH2OH
Katalis yang paling umum adalah asam fosfat dan pertama kali digunakan oleh Shell Oil Company pada tahun 1947.
7.2. Fermentasi Etanol
Etanol
yang digunakan dalam minuman beralkohol dan bahan bakar diproduksi
melalui proses fermentasi. Ketika spesies ragi seperti Saccharomyces cerevisiae melakukan metabolisme pada gula maka akan menghasilkan etanol dan karbon dioksida dengan reaksi kimia:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2
8. Penelitian Etanol
Penelitian tentang produksi etanol mencakup bahan bakar alternatif, katalis baru, dan proses kimia baru.
9. Pemurnian Etanol
Proses
produksi etanol menghasilkan campuran etanol-air. Untuk penggunaan
industri dan bahan bakar, etanol harus dimurnikan. Distilasi fraksional
dapat menghasilkan etanol berkonsentrasi 95,6% dan tidak dapat
dimurnikan lebih jauh lagi. Saringan molekul dapat digunakan untuk
menyerap larutan etanol sampai 95,6%. Membran dan osmosis juga dapat
digunakan untuk memisahkan etanol dari air.
10. Derajat Kadar Etanol
Etanol
tersedia dalam beberapa kadar kemurnian tergantung pada proses
produksinya. Terdapat etanol murni yang sangat menyebabkan mabuk,
alkohol absolut yang mengandung kurang dari 1% air (tidak untuk
dikonsumsi manusia), dan spiritus yang mengandung 4% air.
11. Reaksi Etanol
Etanol
diklasifikasi sebagai sebuah alkohol primer yang berarti bahwa karbon
hidroksil yang melekat setidaknya memiliki dua atom hidrogen yang
melekat padanya juga. Banyak reaksi etanol yang terjadi pada gugus
hidroksil.
11.1. Pembentuk Ester
Dengan adanya katalis asam, etanol bereaksi dengan asam karboksilat untuk menghasilkan etil ester dan air dengan reaksi:
RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O
Reaksi
yang dilakukan pada industri skala besar ini memerlukan penghapusan air
dari campuran reaksi setelah dibentuk. Ester bereaksi dengan asam atau
bahasa untuk mengembalikan alkohol dan garam.
11.2. Dehidrasi Etanol
Asam
kuat menyebabkan terjadinya dehidrasi parsial etanol. Jika suhu
dehidrasi melebihi sekitar 160 °C, dehidrasi penuh akan terjadi dan
etilen menjadi produk utamanya.
CH3CH2OH → H2C=CH2 + H2O (above 160 °C)
11.3. Pembakaran Etanol
Pembakaran sempurna etanol menghasilkan karbon dioksida dan air dengan reaksi:
C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (liq); −ΔHc = 1371 kJ/mol = 29.8 kJ/g = 327 kcal/mol = 7.1 kcal/g
C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (g); −ΔHc = 1236 kJ/mol = 26.8 kJ/g = 295.4 kcal/mol = 6.41 kcal/g
11.4. Kimia Asam Basa
Etanol
adalah molekul detral dengan pH larutan etanol dalam air hampir 7.
Etanol dapat dikonversi menjadi basa konjugasi melalui reaksi dengan
logam alkali seperti natrium hidrida:
2 CH3CH2OH + 2 Na → 2 CH3CH2ONa + H2
Atau dengan yang lebih kuat seperti natrium hidrida:
CH3CH2OH + NaH → CH3CH2ONa + H2
11.5. Halogenasi
Etanol bereaksi dengan hidrogen halida menghasilkan etil halida seperti etil klorida dan etil bromida melalui reaksi SN2:
CH3CH2OH + HCl → CH3CH2Cl + H2O
11.6. Oksidasi
Etanol
dapat dioksidasi menjadi asetildehida dan selanjutnya dioksidasi
menjadi asam asetat bergantung pada reaktan dan kondisi. Oksidasi
semacam ini tidak diperlukan dalam industri, tetapi di dalam tubuh
manusia, reaksi oksidasi ini dikatalisis oleh hati. Produk hasil
oksidasi etanol yaitu asam asetat, merupakan zat nutrisi bagi manusia
dan menjadi asetil KoA yang dapat dijadikan energi.
12. Kegunaan Lain Etanol
Penggunaan
etanol terbesar adalah sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, bahan
bakar roket, pesawat, pembangkit listrik, dll. Produksi etanol dunia
pada tahun 2006 mencapai 51 gigaliter dengan 69% diantaranya berasal
dari Brazil dan Amerika Serikat. Lebih dari 20% mobil di Brazil
menggunakan 100% bahan bakar etanol. Etanol dari Amerika Serikat
sebagian besar berasal dari jagung. Sorgum juga berpotensi untuk
dijadikan etanol.
Bahan bakar etanol tidak
menimbulkan asap sehingga dapat digunakan untuk membuat tungku
penghangat di dalam ruangan. Etanol juga menghasilkan sedikit karbon
dioksida dan menggunakan sedikit oksigen.
Etanol
telah digunakan secara luas sebagai pelarut zat aroma, perasa, pewarna,
dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol menjadi pelarut dan bahan baku
untuk melakukan sintesis.
Etanol juga digunakan
sebagai antiseptik dan sabun cuci tangan antibakteri karena dapat
membunuh organisme mikro dengan cara memisahkan lemak dan proteinnya.
Antiseptik ini efektif untuk membunuh sebagian besar bakteri, jamur, dan
beberapa jenis virus. Namun tidak efektif untuk memusnahkan spora
bakteri.
Etanol dapat larut dengan air sehingga dapat dijadikan larutan untuk cat, parfum, dan deodorant.
Trims infonya ya gan :-)
ReplyDelete|penyebab kram otot|