Etanol - co to za substancja? Jakie jest jego zastosowanie i jak jest produkowany? Etanol jest lepiej znany każdemu pod inną nazwą - alkohol. Oczywiście nie jest to do końca poprawne oznaczenie. Ale tymczasem pod słowem „alkohol” mamy na myśli „etanol”. Nawet nasi przodkowie wiedzieli o jego istnieniu. Otrzymali go w procesie fermentacji. Zastosowano różne produkty, od zbóż po jagody. Ale w powstałej Bradze, bo tak nazywano dawniej napoje alkoholowe, ilość etanolu nie przekraczała 15 proc. Czysty alkohol można było wyizolować dopiero po zbadaniu procesów destylacji.
Etanol - co to jest?
Etanol jest alkoholem jednowodorotlenowym. W normalnych warunkach jest lotną, bezbarwną, palną cieczą o specyficznym zapachu i smaku. Etanol znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle, medycynie i życiu codziennym. Jest doskonałym środkiem dezynfekującym. Alkohol jest używany jako paliwo i jako rozpuszczalnik. Ale przede wszystkim formuła etanolu C2H5OH jest znana miłośnikom napojów alkoholowych. To właśnie w tym obszarze substancja ta znalazła szerokie zastosowanie. Ale niewarto zapomnieć, że alkohol jako składnik aktywny napojów alkoholowych działa silnie depresyjnie. Ta substancja psychoaktywna może działać depresyjnie na centralny układ nerwowy i silnie uzależnia.
W dzisiejszych czasach trudno jest znaleźć branżę, która nie używa etanolu. Trudno wymienić wszystko, do czego alkohol jest tak przydatny. Ale przede wszystkim jego właściwości doceniono w farmaceutykach. Etanol jest głównym składnikiem prawie wszystkich nalewek leczniczych. Wiele „babcinych przepisów” na leczenie ludzkich dolegliwości opiera się na tej substancji. Wyciąga wszystkie przydatne substancje z roślin, gromadząc je. Ta właściwość alkoholu znalazła zastosowanie w produkcji domowych nalewek ziołowych i jagodowych. I choć są to napoje alkoholowe, z umiarem są korzystne dla zdrowia.
Zalety etanolu
Formuła etanolu jest znana wszystkim od czasu lekcji chemii w szkole. Ale tutaj jest korzyść z tej substancji chemicznej, nie każdy od razu odpowie. W rzeczywistości trudno wyobrazić sobie branżę, w której alkohol nie byłby używany. Przede wszystkim etanol jest używany w medycynie jako silny środek dezynfekujący. Leczą powierzchnię operacyjną i rany. Alkohol ma szkodliwy wpływ na prawie wszystkie grupy mikroorganizmów. Ale etanol stosuje się nie tylko w chirurgii. Jest niezbędny do produkcji ekstraktów leczniczych i nalewek.
W małych dawkach alkohol jest dobry dla ludzkiego organizmu. Pomaga rozrzedzić krew, poprawić krążenie krwi i rozszerzyć naczynia krwionośne. To nawet ma zastosowaniedo zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowym. Etanol przyczynia się do poprawy funkcjonowania przewodu pokarmowego. Ale tylko w naprawdę małych dawkach.
W szczególnych przypadkach psychotropowe działanie alkoholu może zagłuszyć najcięższy ból. Etanol znalazł zastosowanie w kosmetologii. Ze względu na swoje wyraźne właściwości antyseptyczne jest zawarty w prawie wszystkich balsamach myjących do skóry problematycznej i tłustej.
Szkoda etanolu
Etanol to alkohol wytwarzany w procesie fermentacji. Przy nadmiernym stosowaniu może powodować ciężkie zatrucie toksykologiczne, a nawet śpiączkę. Ta substancja jest częścią napojów alkoholowych. Alkohol powoduje najsilniejsze uzależnienie psychiczne i fizyczne. Alkoholizm uważany jest za chorobę. Szkoda etanolu natychmiast kojarzy się ze scenami szalejącego pijaństwa. Nadmierne spożywanie napojów zawierających alkohol prowadzi nie tylko do zatrucia pokarmowego. Wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Częste picie alkoholu wpływa na prawie wszystkie układy narządów. Z głodu tlenu, który powoduje etanol, komórki mózgowe umierają w dużej liczbie. Następuje degradacja osobowości. We wczesnych stadiach pamięć słabnie. Następnie człowiek rozwija choroby nerek, wątroby, jelit, żołądka, naczyń krwionośnych i serca. U mężczyzn dochodzi do utraty potencji. W ostatnich stadiach alkoholika ujawnia się deformacja psychiki.
Historia alkoholu
Etanol - co to za substancja i jak została uzyskana? Nie wszyscy wiedzą, że był używany od czasów prehistorycznych. Onzawarte w napojach alkoholowych. To prawda, że jego koncentracja była niewielka. Ale w międzyczasie w Chinach znaleziono ślady alkoholu na 9000-letniej ceramice. To wyraźnie wskazuje, że ludzie w epoce neolitu pili napoje alkoholowe.
Pierwszy przypadek pozyskania alkoholu odnotowano w XII wieku w Salerno. To prawda, że była to mieszanka wody i alkoholu. Czysty etanol został wyizolowany przez Johanna Tobiasa Lovitza w 1796 roku. Wykorzystał metodę filtracji z węglem aktywnym. Przez długi czas produkcja etanolu tą metodą pozostawała jedyną metodą. Wzór na alkohol został obliczony przez Nicolo-Théodore de Saussure i opisany jako związek węgla przez Antoine'a Lavoisiera. W XIX i XX wieku wielu naukowców badało etanol. Wszystkie jego właściwości zostały zbadane. Obecnie stała się powszechna i znajduje zastosowanie w prawie wszystkich sferach ludzkiej działalności.
Produkcja etanolu przez fermentację alkoholową
Prawdopodobnie najbardziej znanym sposobem produkcji etanolu jest fermentacja alkoholowa. Jest to możliwe tylko przy stosowaniu produktów ekologicznych, które zawierają dużą ilość węglowodanów, takich jak winogrona, jabłka, jagody. Innym ważnym elementem aktywnego przebiegu fermentacji jest obecność drożdży, enzymów i bakterii. Przetwarzanie ziemniaków, kukurydzy, ryżu wygląda tak samo. Do uzyskania alkoholu opałowego używa się cukru surowego, który jest wytwarzany z trzciny cukrowej. Reakcja jest dość złożona. W wyniku fermentacji otrzymuje się roztwór zawierający nie więcej niż 16% etanolu. Nie można uzyskać wyższego stężenia. Wynika to z faktu, że więcejnasyconych roztworów drożdże nie są w stanie przetrwać. Tak więc powstały etanol musi zostać poddany procesom oczyszczania i zagęszczania. Zwykle stosuje się procesy destylacji.
Do uzyskania etanolu używa się różnych szczepów drożdży Saccharomyces cerevisiae. W zasadzie wszystkie z nich są w stanie aktywować ten proces. Trociny mogą być wykorzystane jako podłoże odżywcze lub alternatywnie otrzymany z nich roztwór.
Paliwo
Wiele osób wie o właściwościach etanolu. Powszechnie wiadomo również, że jest to alkohol lub środek dezynfekujący. Ale alkohol to także paliwo. Jest stosowany w silnikach rakietowych. Powszechnie znany fakt – podczas I wojny światowej 70% uwodniony etanol był używany jako paliwo do pierwszego na świecie niemieckiego pocisku balistycznego – V-2.
Obecnie alkohol stał się bardziej rozpowszechniony. Jako paliwo znajduje zastosowanie w silnikach spalinowych, do urządzeń grzewczych. W laboratoriach wlewa się go do lamp alkoholowych. Katalityczne utlenianie etanolu wykorzystywane jest do produkcji poduszek grzewczych, zarówno wojskowych, jak i turystycznych. Ograniczony alkohol jest używany w mieszaninie z ciekłymi paliwami naftowymi ze względu na jego higroskopijność.
Etanol w przemyśle chemicznym
Etanol jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym. Służy jako surowiec do produkcji takich substancji jak eter dietylowy, kwas octowy, chloroform, etylen, aldehyd octowy, ołów tetraetylowy, octan etylu. W przemyśle farb etanol jest szeroko stosowany jakorozpuszczalnik. Alkohol jest głównym składnikiem płynu do spryskiwaczy i płynu niezamarzającego. Alkohol jest również używany w chemii gospodarczej. Jest stosowany w detergentach i środkach czyszczących. Jest szczególnie powszechny jako składnik płynów do higieny sanitarnej i szkła.
Alkohol etylowy w medycynie
Alkohol etylowy można przypisać antyseptykom. Działa szkodliwie na prawie wszystkie grupy drobnoustrojów. Niszczy komórki bakterii i mikroskopijnych grzybów. Zastosowanie etanolu w medycynie jest niemal powszechne. To doskonały środek suszący i dezynfekujący. Ze względu na swoje właściwości opalające, alkohol (96%) jest stosowany do leczenia stołów operacyjnych i rąk chirurgów.
Etanol jest rozpuszczalnikiem leków. Jest szeroko stosowany do produkcji nalewek i ekstraktów z ziół leczniczych i innych materiałów roślinnych. Minimalne stężenie alkoholu w takich substancjach nie przekracza 18 proc. Etanol jest często używany jako środek konserwujący.
Alkohol etylowy doskonale nadaje się również do pocierania. W czasie gorączki działa chłodząco. Bardzo często do rozgrzewania kompresów używa się alkoholu. Jednocześnie jest całkowicie bezpieczny, nie ma zaczerwienień i oparzeń na skórze. Ponadto etanol jest stosowany jako środek przeciwpieniący, gdy tlen jest sztucznie dostarczany podczas wentylacji płuc. Również alkohol jest składnikiem znieczulenia ogólnego, który można zastosować w przypadku braku leków.
Co dziwne, etanol medyczny jest używany jakoantidota na zatrucie toksycznymi alkoholami, takimi jak metanol czy glikol etylenowy. Jego działanie wynika z faktu, że enzym dehydrogenaza alkoholowa w obecności kilku substratów dokonuje jedynie konkurencyjnego utleniania. Dzięki temu po natychmiastowym spożyciu etanolu, po toksycznym metanolu lub glikolu etylenowym, obserwuje się spadek aktualnego stężenia metabolitów zatruwających organizm. W przypadku metanolu jest to kwas mrówkowy i formaldehyd, a w przypadku glikolu etylenowego jest to kwas szczawiowy.
Przemysł spożywczy
Więc nasi przodkowie wiedzieli, jak zdobyć etanol. Ale najszerzej używano go dopiero w XIX i XX wieku. Wraz z wodą etanol jest podstawą prawie wszystkich napojów alkoholowych, przede wszystkim wódki, ginu, rumu, koniaku, whisky i piwa. W niewielkich ilościach alkohol znajduje się również w napojach otrzymywanych przez fermentację, na przykład w kefirze, kumysie, kwasie chlebowym. Ale nie są klasyfikowane jako alkohol, ponieważ stężenie alkoholu w nich jest bardzo niskie. Zatem zawartość etanolu w świeżym kefirze nie przekracza 0,12%. Ale jeśli się uspokoi, stężenie może wzrosnąć do 1%. W kwasie jest trochę więcej alkoholu etylowego (do 1,2%). W kumysie zawarty jest przede wszystkim alkohol. W świeżym produkcie mlecznym jego stężenie wynosi od 1 do 3%, a w osiadłym dochodzi do 4,5%.
Alkohol etylowy jest dobrym rozpuszczalnikiem. Ta właściwość pozwala na zastosowanie go w przemyśle spożywczym. Etanol jest rozpuszczalnikiem substancji zapachowych. Ponadto może być stosowany jako konserwant do wypieków. Jest zarejestrowany jakododatek do żywności E1510. Etanol ma wartość energetyczną 7,1 kcal/g.
Wpływ etanolu na organizm człowieka
Produkcję etanolu ustalono na całym świecie. Ta cenna substancja znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach życia człowieka. Nalewki alkoholowe to lekarstwo. Jako środek dezynfekujący stosuje się chusteczki nasączone tą substancją. Ale jaki wpływ ma etanol na nasze ciało po spożyciu? Czy jest to pomocne czy szkodliwe? Zagadnienia te wymagają szczegółowych badań. Wszyscy wiedzą, że ludzkość od wieków spożywa napoje alkoholowe. Ale dopiero w ostatnim stuleciu problem alkoholizmu nabrał rozmiarów na dużą skalę. Nasi przodkowie pili puree, miód pitny, a nawet tak popularne obecnie piwo, ale wszystkie te napoje zawierały niski procent etanolu. Dlatego nie mogły wyrządzić znaczącej szkody zdrowiu. Ale po tym, jak Dmitrij Iwanowicz Mendelejew rozcieńczył alkohol wodą w określonych proporcjach, wszystko się zmieniło.
Obecnie alkoholizm jest problemem prawie wszystkich krajów świata. W organizmie alkohol ma patologiczny wpływ na prawie wszystkie bez wyjątku narządy. W zależności od stężenia, dawki, drogi wniknięcia i czasu trwania narażenia, etanol może wykazywać działanie toksyczne i narkotyczne. Jest w stanie zaburzać pracę układu sercowo-naczyniowego, przyczynia się do występowania chorób przewodu pokarmowego, w tym wrzodów żołądka i dwunastnicy. Pod działaniem narkotycznym rozumie się zdolność alkoholu do wywoływania otępienia, niewrażliwości na bólodczucia i zahamowanie funkcji ośrodkowego układu nerwowego. Ponadto osoba ma podniecenie alkoholowe, bardzo szybko uzależnia się. W niektórych przypadkach nadmierne spożycie etanolu może spowodować śpiączkę.
Co dzieje się w naszym ciele, gdy pijemy napoje alkoholowe? Cząsteczka etanolu może uszkadzać ośrodkowy układ nerwowy. Pod wpływem alkoholu w jądrze półleżącym, u osób z wyraźnym alkoholizmem oraz w korze oczodołowo-czołowej uwalniany jest hormon endorfina. Mimo to etanol nie jest rozpoznawany jako substancja narkotyczna, chociaż wykazuje wszystkie odpowiednie działania. Alkohol etylowy nie znalazł się na międzynarodowej liście substancji kontrolowanych. I to jest kontrowersyjna kwestia, bo przy pewnych dawkach, a mianowicie 12 gram substancji na 1 kilogram masy ciała, etanol prowadzi najpierw do ostrego zatrucia, a potem do śmierci.
Jakie choroby powoduje etanol?
Sam roztwór etanolu nie jest czynnikiem rakotwórczym. Ale jego główny metabolit, aldehyd octowy, jest substancją toksyczną i mutagenną. Ponadto ma również właściwości rakotwórcze i prowokuje rozwój raka. Jego właściwości badano w warunkach laboratoryjnych na zwierzętach doświadczalnych. Te prace naukowe przyniosły bardzo ciekawe, ale jednocześnie alarmujące wyniki. Okazuje się, że aldehyd octowy jest nie tylko czynnikiem rakotwórczym, może uszkadzać DNA.
Długotrwałe spożywanie napojów alkoholowych może powodować choroby, takie jak zapalenie żołądka, marskość wątroby, wrzody u człowieka12-okrężnica, rak żołądka, przełyku, drobnego i odbytnicy, choroby układu krążenia. Regularne spożywanie etanolu w organizmie może wywołać uszkodzenie oksydacyjne neuronów mózgu. Z powodu uszkodzenia bariery krew-mózg umierają. Nadużywanie napojów zawierających alkohol prowadzi do alkoholizmu i śmierci klinicznej. Osoby regularnie pijące alkohol mają znacznie większe ryzyko zawału serca i udaru mózgu.
Ale to nie wszystkie właściwości etanolu. Ta substancja jest naturalnym metabolitem. W niewielkich ilościach może być syntetyzowany w tkankach ludzkiego ciała. Nazywa się to prawdziwym alkoholem endogennym. Powstaje również w wyniku rozpadu pokarmów węglowodanowych w przewodzie pokarmowym. Taki etanol nazywany jest „warunkowo endogennym alkoholem”. Czy zwykły alkomat potrafi określić, jaki alkohol został zsyntetyzowany w organizmie? Teoretycznie jest to możliwe. Jego ilość rzadko przekracza 0,18 ppm. Ta wartość znajduje się na dolnym końcu najnowocześniejszych przyrządów pomiarowych.
