Спирты завораживают. Они многообразны. Способны приносить, подобно ядам, пользу и вред. Имеют загадочную этимологию: слово пришло в наш язык благодаря заимствованию английского spirit (от spiritus — лат. «душа, дух, дыхание»).Применение спиртов во многих сферах деятельности — медицине, косметологии, промышленности — делают эти органические соединения незаменимым продуктом для человека.
История открытия
Хмельные напитки, в состав которых входит этанол — одноатомный винный спирт, знакомы человечеству с древности. Их готовили из меда и перебродивших фруктов. В древнем Китае в напитки добавляли также рис.
Спирт из вина был получен на Востоке (VI —VII вв.). Европейские ученые создали его из продуктов брожения в XI в. Российский царский двор познакомился с ним в XIV в.: генуэзское посольство презентовало его как живую воду («аква вита»).
Т.Е. Ловиц, русский ученый XVIII в., впервые получил опытным путем абсолютный этиловый спирт при перегонке с использованием поташа — карбоната калия. Для очистки химик предложил применять древесный уголь.
Благодаря научным достижениям XIX —XX вв. стало возможным глобальное использование спиртов. Ученые прошлого разработали теорию строения водно-спиртовых растворов, исследовали их физико-химические свойства. Открыли способы брожения: циклический и непрерывно-проточный.
Значимые изобретения химической науки прошлого, которые сделали реальным полезное свойство спиртов:
ратификационный аппарат Барбе (1881)
брагоперегонный тарельчатый аппарат Саваля (1813)
разварник Генце (1873)
Был открыт гомологический ряд спиртовых веществ. Проведены серии экспериментов по синтезу метанола, этиленгликоля. Передовые научные исследования послевоенных лет XX века помогли улучшить качество производимой продукции. Подняли уровень отечественной спиртовой промышленности.
Распространение в природе
В природе спирты встречаются в свободным виде. Вещества также являются компонентами сложных эфиров. Естественный процесс брожения содержащих углеводы продуктов создает этанол, а также бутанол-1, изопропанол. Спирты в хлебопекарной промышленности, пивоварении, виноделии связано с использованием процесса брожения в этих отраслях. Большая часть феромонов насекомых представлена спиртами. Здесь кстати можно купить спирт в розницу недорого.
Спиртовые производные углеводов в природе:
сорбит — содержится в ягодах рябины, вишни, имеет сладкий вкус.
Многие растительные душистые вещества — это терпеновые спирты:
фенхол — компонент плодов фенхеля, смол хвойных деревьев
борнеол — составной элемент древесины борнеокамфорного дерева
ментол — компонент состава герани и мяты
Желчь человека, животных содержит желчные многоатомные спирты:
миксинол
химерол
буфол
холестанпентол
Вредное воздействие на организм
Повсеместное использование спиртов в сельском хозяйстве, промышленности, военном деле, транспортной сфере делают их доступными для рядовых граждан. Это становится причиной острых, в том числе массовых, отравлений, летальных исходов.
Опасность метанола
Опасным ядом является метанол. Он токсично воздействует на сердце, нервную систему. Прием внутрь 30 г метанола приводит к смерти. Попадание меньшего количества вещества — причина тяжелых отравлений с необратимыми последствиями (слепотой).
Предельно допустимая его концентрация в воздухе на производстве — 5 мг/м³. Опасны жидкости, содержащие даже минимальное количество метанола.
При легких формах отравления проявляются симптомы:
озноб
общая слабость
тошнота
головные боли
По вкусу, запаху метанол не отличается от этанола. Это становится причиной ошибочного употребления яда внутрь. Как отличить этанола от метанола в домашних условиях?
Медную проволоку сворачивают спиралью и сильно накаляют на огне. При ее взаимодействии с этанолом чувствуется запах прелых яблок. Соприкосновение с метанолом запустит реакцию окисления. Станет выделяться формальдегид — газ с неприятным резким запахом.
Токсичность этанола
Этанол приобретает токсичные и наркотические свойства в зависимости от дозы, способа попадания в организм, концентрации, длительности воздействия.
Этанол способен вызвать:
нарушение работы ЦНС
кому
рак пищевода, желудка
гастрит
цирроз печени
болезни сердца
4—12 г этанола на 1 кг массы тела — смертельная разовая доза. Канцерогенным, мутагенным, токсичным веществом является ацетальдегид — основной метаболит этанола. Он изменяет мембраны клеток, структурные характеристики эритроцитов, повреждает ДНК. Изопропанол похож на этанол токсическим воздействием.
Производство спиртов и их оборот регулируются государством. Этанол не признан юридически наркотиком. Но его токсичное воздействие на организм доказано.
Особенно разрушительным становится влияние на головной мозг. Уменьшается его объем. Происходят органические изменения нейронов коры мозга, их повреждение и гибель. Возникают разрывы капилляров.
Нарушается нормальная работа желудка, печени, кишечника. При чрезмерном употреблении крепкого алкоголя появляются острые боли, диарея. Слизистая оболочка органов желудочно-кишечного тракта повреждается, застаивается желчь.
Пищевая промышленность
Этанол — основа алкогольных напитков. Его получают из сахарной свеклы, картофеля, винограда, злаковых культур — ржи, пшеницы, ячменя, другого сырья, содержащего сахар или крахмал. В процессе производства применяются современные технологии очистки от сивушных масел.
Содержание этилового спирта — основа классификации алкогольных напитков.
Они подразделяются на:
крепкие с долей этанола 31—70 % (коньяк, абсент, ром, водка)
средней крепости — от 9 до 30 % этанола (ликеры, вина, наливки)
слабоалкогольные — 1,5—8 % (сидр, пиво).
Этанол является сырьем для натурального уксуса. Продукт получается при окислении уксуснокислыми бактериями. Аэрирование (принудительное насыщение воздухом) — необходимое условие процесса.
Этанол в пищевой промышленности не единственный спирт. Глицерин — пищевая добавка Е422 — обеспечивает соединение несмешиваемых жидкостей. Его используют при изготовлении кондитерских, макаронных, хлебобулочных изделий. Глицерин входит в состав ликеров, придает напиткам вязкость, сладкий вкус.
Применение глицерина благоприятно влияет на продукцию:
клейкость макарон уменьшается
консистенция конфет, кремов улучшается
предотвращается быстрое зачерствение хлеба, проседание шоколада
выпекание изделий происходит без налипания крахмала
Распространено использование спиртов как сахарозаменителей. Для этого по свойствам подходят маннит, ксилит, сорбит.
Парфюмерия и косметика
Вода, спирт, парфюмерная композиция (концентрат) — основные компоненты парфюмерных продуктов. Они используются в разных пропорциях.
