Etanol - šta je ovo supstanca? Koja je njegova upotreba i kako se proizvodi? Etanol je svima poznatiji pod drugim imenom - alkohol. Naravno, ovo nije sasvim ispravna oznaka. Ali u međuvremenu, pod riječju "alkohol" mislimo na "etanol". Čak su i naši preci znali za njegovo postojanje. Dobili su ga procesom fermentacije. Korišteni su razni proizvodi od žitarica do bobičastog voća. Ali u nastaloj Bragi, kako su se u stara vremena zvala alkoholna pića, količina etanola nije prelazila 15 posto. Čisti alkohol se mogao izolovati tek nakon što su proučavali procese destilacije.
Etanol - šta je to?
Etanol je monohidratni alkohol. U normalnim uslovima, to je isparljiva, bezbojna, zapaljiva tečnost specifičnog mirisa i ukusa. Etanol je našao široku primenu u industriji, medicini i svakodnevnom životu. Odlično je sredstvo za dezinfekciju. Alkohol se koristi kao gorivo i kao rastvarač. Ali najviše od svega, formula etanola C2H5OH poznata je ljubiteljima alkoholnih pića. Upravo je u ovom području ova tvar našla široku primjenu. Ali nevrijedi zaboraviti da je alkohol kao aktivni sastojak u alkoholnim pićima jak depresiv. Ova psihoaktivna supstanca je sposobna da depresira centralni nervni sistem i izaziva veliku zavisnost.
U današnje vrijeme je teško pronaći industriju koja ne koristi etanol. Teško je nabrojati sve za šta je alkohol toliko koristan. Ali najviše od svega, njegova svojstva su cijenjena u farmaceutskim proizvodima. Etanol je glavna komponenta gotovo svih ljekovitih tinktura. Mnogi "bakini recepti" za liječenje ljudskih tegoba temelje se na ovoj tvari. Sve korisne tvari crpi iz biljaka, akumulirajući ih. Ovo svojstvo alkohola našlo je primjenu u proizvodnji domaćih biljnih i bobičastih tinktura. I iako su alkoholna pića, u umjerenim količinama su korisna za zdravlje.
Prednosti etanola
Formula etanola je svima poznata još od školskih časova hemije. Ali evo prednosti ove hemikalije, neće svi odmah odgovoriti. Zapravo, teško je zamisliti industriju u kojoj se alkohol ne bi koristio. Prije svega, etanol se u medicini koristi kao snažno dezinficijens. Tretiraju operativnu površinu i rane. Alkohol štetno djeluje na gotovo sve grupe mikroorganizama. Ali etanol se ne koristi samo u hirurgiji. Neophodan je za proizvodnju ljekovitih ekstrakata i tinktura.
U malim dozama, alkohol je dobar za ljudski organizam. Pomaže u razrjeđivanju krvi, poboljšanju cirkulacije krvi i širenju krvnih žila. Čak se i primjenjujeza prevenciju kardiovaskularnih bolesti. Etanol pomaže u poboljšanju rada gastrointestinalnog trakta. Ali samo u zaista malim dozama.
U posebnim slučajevima, psihotropni efekat alkohola može ugušiti najtežu bol. Etanol je našao primenu u kozmetologiji. Zbog izraženih antiseptičkih svojstava uključen je u gotovo sve losione za čišćenje problematične i masne kože.
Šteta etanolu
Etanol je alkohol proizveden fermentacijom. Prekomjernom upotrebom može uzrokovati teška toksikološka trovanja, pa čak i komu. Ova supstanca je dio alkoholnih pića. Alkohol izaziva najjaču psihičku i fizičku ovisnost. Alkoholizam se smatra bolešću. Šteta etanola odmah se povezuje sa scenama divljeg pijanstva. Prekomjerna konzumacija pića koja sadrže alkohol dovodi ne samo do trovanja hranom. Sve je mnogo komplikovanije. Učestalim konzumiranjem alkohola zahvaćeni su gotovo svi sistemi organa. Od gladovanja kiseonikom, koje uzrokuje etanol, moždane ćelije umiru u velikom broju. Dolazi do degradacije ličnosti. U ranim fazama pamćenje slabi. Tada osoba razvije bolesti bubrega, jetre, crijeva, želuca, krvnih sudova i srca. Kod muškaraca dolazi do gubitka potencije. U zadnjim stadijumima alkoholičara otkriva se deformacija psihe.
Istorija alkohola
Etanol - šta je to supstanca i kako je dobijena? Ne znaju svi da se koristi od praistorije. Onuključeni u alkoholna pića. Istina, njegova koncentracija je bila mala. Ali u međuvremenu, u Kini su pronađeni tragovi alkohola na grnčariji staroj 9.000 godina. Ovo jasno ukazuje da su ljudi u doba neolita pili alkoholna pića.
Prvi slučaj nabavke alkohola zabeležen je u 12. veku u Salernu. Istina, bila je to mješavina vode i alkohola. Čisti etanol izolovao je Johann Tobias Lovitz 1796. godine. Koristio je metodu filtriranja aktivnog uglja. Dugo vremena je proizvodnja etanola ovom metodom ostala jedina metoda. Formulu za alkohol je izračunao Nicolo-Théodore de Saussure, a Antoine Lavoisier opisao kao jedinjenje ugljika. U 19. i 20. veku, mnogi naučnici su proučavali etanol. Proučena su sva njegova svojstva. Trenutno je postao široko rasprostranjen i koristi se u gotovo svim sferama ljudske aktivnosti.
Proizvodnja etanola alkoholnom fermentacijom
Možda najpoznatiji način proizvodnje etanola je alkoholna fermentacija. To je moguće samo kada se koriste organski proizvodi koji sadrže veliku količinu ugljikohidrata, kao što su grožđe, jabuke, bobičasto voće. Još jedna važna komponenta za aktivnu fermentaciju je prisustvo kvasca, enzima i bakterija. Prerada krompira, kukuruza, pirinča izgleda isto. Za dobijanje gorivog alkohola koristi se sirovi šećer koji se proizvodi od trske. Reakcija je prilično složena. Kao rezultat fermentacije, dobiva se otopina koja ne sadrži više od 16% etanola. Ne može se postići veća koncentracija. To je zbog činjenice da višezasićenih otopina, kvasac nije u stanju preživjeti. Dakle, nastali etanol mora biti podvrgnut procesima pročišćavanja i koncentriranja. Obično se koriste procesi destilacije.
Da bi se dobio etanol, koriste se različiti sojevi kvasca Saccharomyces cerevisiae. U principu, svi oni mogu aktivirati ovaj proces. Piljevina se može koristiti kao hranljivi supstrat ili, alternativno, rastvor dobijen od njih.
gorivo
Mnogi ljudi znaju za svojstva koja ima etanol. Da je u pitanju alkohol ili dezinfekciono sredstvo, takođe je opšte poznato. Ali alkohol je i gorivo. Koristi se u raketnim motorima. Dobro poznata činjenica - tokom Prvog svetskog rata, 70% vodenog etanola je korišćeno kao gorivo za prvu nemačku balističku raketu na svetu - V-2.
Trenutno je alkohol postao rasprostranjeniji. Kao gorivo koristi se u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, za grejne uređaje. U laboratorijama se sipa u alkoholne lampe. Katalitička oksidacija etanola koristi se za proizvodnju jastučića za grijanje, vojnih i turističkih. Ograničeni alkohol se koristi u mješavini sa tečnim naftnim gorivima zbog svoje higroskopnosti.
Etanol u hemijskoj industriji
Etanol se široko koristi u hemijskoj industriji. Služi kao sirovina za proizvodnju supstanci kao što su dietil eter, sirćetna kiselina, hloroform, etilen, acetaldehid, tetraetil olovo, etil acetat. U industriji boja, etanol se široko koristi kaorastvarač. Alkohol je glavni sastojak perača vjetrobrana i antifriza. Alkohol se takođe koristi u kućnim hemikalijama. Koristi se u deterdžentima i sredstvima za čišćenje. Posebno je čest kao sastojak u sanitarnim tekućinama i tekućinama za njegu stakla.
Etilni alkohol u medicini
Etil alkohol se može pripisati antisepticima. Štetno djeluje na gotovo sve grupe mikroorganizama. Uništava ćelije bakterija i mikroskopskih gljivica. Upotreba etanola u medicini je gotovo univerzalna. Ovo je odlično sredstvo za sušenje i dezinfekciju. Zbog svojstava tamnjenja, alkohol (96%) se koristi za liječenje operacijskih stolova i ruku hirurga.
Etanol je rastvarač droge. Široko se koristi za proizvodnju tinktura i ekstrakata od ljekovitog bilja i drugih biljnih materijala. Minimalna koncentracija alkohola u takvim supstancama ne prelazi 18 posto. Etanol se često koristi kao konzervans.
Etil alkohol je takođe odličan za trljanje. Tokom groznice, proizvodi efekat hlađenja. Vrlo često se alkohol koristi za zagrijavanje obloga. Istovremeno je apsolutno siguran, nema crvenila i opekotina na koži. Osim toga, etanol se koristi kao sredstvo protiv pjene kada se kisik dovodi umjetno tokom ventilacije pluća. Također, alkohol je sastavni dio opće anestezije, koji se može koristiti u slučaju nestašice lijekova.
Začudo, medicinski etanol se koristi kaoprotuotrovi za trovanje toksičnim alkoholima, kao što su metanol ili etilen glikol. Njegovo djelovanje je zbog činjenice da u prisustvu nekoliko supstrata, enzim alkohol dehidrogenaza vrši samo kompetitivnu oksidaciju. Zbog toga se nakon neposrednog uzimanja etanola, nakon toksičnog metanola ili etilen glikola, uočava smanjenje trenutne koncentracije metabolita koji truju tijelo. Za metanol je to mravlja kiselina i formaldehid, a za etilen glikol oksalna kiselina.
Prehrambena industrija
Dakle, naši preci su znali kako da nabave etanol. Ali najviše se koristio tek u 19. i 20. vijeku. Uz vodu, etanol je osnova gotovo svih alkoholnih pića, prvenstveno votke, džina, ruma, konjaka, viskija i piva. U malim količinama, alkohol se nalazi i u pićima koja se dobijaju fermentacijom, na primjer, u kefiru, kumisu i kvasu. Ali nisu klasifikovani kao alkohol, jer je koncentracija alkohola u njima vrlo niska. Dakle, sadržaj etanola u svježem kefiru ne prelazi 0,12%. Ali ako se slegne, tada koncentracija može porasti do 1%. U kvasu ima nešto više etil alkohola (do 1,2%). Najviše alkohola se nalazi u kumisu. U svježem mliječnom proizvodu njegova koncentracija je od 1 do 3%, au staloženom dostiže 4,5%.
Etil alkohol je dobar rastvarač. Ovo svojstvo omogućava da se koristi u prehrambenoj industriji. Etanol je rastvarač za mirise. Osim toga, može se koristiti kao konzervans za pekarske proizvode. Registrovan je kaoaditiv za hranu E1510. Etanol ima energetsku vrijednost od 7,1 kcal/g.
Uticaj etanola na ljudski organizam
Proizvodnja etanola uspostavljena je u cijelom svijetu. Ova vrijedna supstanca se koristi u mnogim područjima ljudskog života. Alkoholne tinkture su lijek. Maramice impregnirane ovom supstancom koriste se kao dezinficijens. Ali kakav učinak etanol ima na naše tijelo kada ga progutamo? Da li je to korisno ili štetno? Ova pitanja zahtijevaju detaljnu studiju. Svi znaju da je čovječanstvo vekovima konzumiralo alkoholna pića. Ali tek u prošlom vijeku problem alkoholizma je dobio velike dimenzije. Naši su preci pili kašu, medovinu, pa čak i sada tako popularno pivo, ali sva su ta pića sadržavala nizak procenat etanola. Stoga nisu mogli uzrokovati značajnu štetu zdravlju. Ali nakon što je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev razblažio alkohol vodom u određenim razmerama, sve se promenilo.
Alkoholizam je trenutno problem u gotovo svim zemljama svijeta. Kada uđe u organizam, alkohol ima patološki učinak na gotovo sve organe bez izuzetka. Ovisno o koncentraciji, dozi, putu ulaska i trajanju izlaganja, etanol može ispoljiti toksično i narkotično djelovanje. U stanju je da poremeti funkcionisanje kardiovaskularnog sistema, doprinosi nastanku bolesti probavnog trakta, uključujući čir na želucu i dvanaestopalačnom crevu. Pod narkotičkim dejstvom podrazumeva se sposobnost alkohola da izazove stupor, neosetljivost na bolsenzacija i inhibicija funkcija centralnog nervnog sistema. Osim toga, osoba ima alkoholno uzbuđenje, vrlo brzo postaje zavisna. U nekim slučajevima, prekomjerna konzumacija etanola može uzrokovati komu.
Šta se dešava u našem tijelu kada pijemo alkoholna pića? Molekul etanola je sposoban da ošteti centralni nervni sistem. Pod uticajem alkohola dolazi do oslobađanja hormona endorfina u nucleus accumbens, a kod osoba sa izraženim alkoholizmom i u orbitofrontalnom korteksu. Ali, ipak, unatoč tome, etanol nije prepoznat kao narkotična tvar, iako pokazuje sve odgovarajuće radnje. Etil alkohol nije uvršten na međunarodnu listu kontrolisanih supstanci. I to je kontroverzno pitanje, jer u određenim dozama, odnosno 12 grama supstance na 1 kilogram tjelesne težine, etanol dovodi prvo do akutnog trovanja, a potom i smrti.
Koje bolesti uzrokuje etanol?
Otvor etanola sam po sebi nije kancerogen. Ali njegov glavni metabolit, acetaldehid, je toksična i mutagena supstanca. Osim toga, ima i kancerogena svojstva i provocira razvoj raka. Njegovi kvaliteti su proučavani u laboratorijskim uslovima na eksperimentalnim životinjama. Ovi naučni radovi doveli su do vrlo zanimljivih, ali istovremeno i alarmantnih rezultata. Ispostavilo se da acetaldehid nije samo kancerogen, on može oštetiti DNK.
Produžena upotreba alkoholnih pića može izazvati bolesti kao što su gastritis, ciroza jetre, čirevi kod osobe12-kolon, karcinom želuca, jednjaka, malog i rektuma, kardiovaskularne bolesti. Redovno unošenje etanola u organizam može izazvati oksidativno oštećenje neurona mozga. Zbog oštećenja krvno-moždane barijere umiru. Zloupotreba pića koja sadrže alkohol dovodi do alkoholizma i kliničke smrti. Ljudi koji redovno piju alkohol imaju značajno veći rizik od srčanog i moždanog udara.
Ali to nisu sva svojstva etanola. Ova supstanca je prirodni metabolit. U malim količinama može se sintetizirati u tkivima ljudskog tijela. Zove se pravi endogeni alkohol. Također se proizvodi kao rezultat razgradnje ugljikohidratne hrane u gastrointestinalnom traktu. Takav etanol naziva se "uslovno endogeni alkohol". Može li običan alkotest odrediti alkohol koji se sintetizirao u tijelu? Teoretski, ovo je moguće. Njegova količina rijetko prelazi 0,18 ppm. Ova vrijednost je na donjem dijelu najmodernijih mjernih instrumenata.
