Етанол - какво е това вещество? Каква е употребата му и как се произвежда? Етанолът е по-познат на всички под различно име - алкохол. Разбира се, това не е съвсем правилното обозначение. Но междувременно под думата "алкохол" имаме предвид "етанол". Дори нашите предци са знаели за съществуването му. Получават го чрез процес на ферментация. Използвани са различни продукти от зърнени храни до горски плодове. Но в получената Брага, както се наричаха алкохолните напитки в старите времена, количеството етанол не надвишава 15 процента. Чистият алкохол може да бъде изолиран само след като се проучат процесите на дестилация.
Етанол - какво е това?
Етанолът е едновалентен алкохол. При нормални условия това е летлива, безцветна, запалима течност със специфичен мирис и вкус. Етанолът е намерил широко приложение в индустрията, медицината и ежедневието. Той е отличен дезинфектант. Алкохолът се използва като гориво и като разтворител. Но най-вече формулата на етанол C2H5OH е известна на любителите на алкохолните напитки. Именно в тази област това вещество е намерило широко приложение. Но неструва си да забравим, че алкохолът като активна съставка в алкохолните напитки е силен депресант. Това психоактивно вещество е способно да потиска централната нервна система и предизвиква силно пристрастяване.
В днешно време е трудно да се намери индустрия, която не използва етанол. Трудно е да се изброи всичко, за което алкохолът е толкова полезен. Но най-вече неговите свойства бяха оценени във фармацевтиката. Етанолът е основният компонент на почти всички лечебни тинктури. Много "бабини рецепти" за лечение на човешки заболявания се основават на това вещество. Извлича всички полезни вещества от растенията, натрупвайки ги. Това свойство на алкохола е намерило приложение в производството на домашни билкови и горски тинктури. И въпреки че са алкохолни напитки, в умерени количества те са полезни за здравето.
Ползи от етанола
Формулата на етанола е известна на всички още от училищните уроци по химия. Но ето ползата от този химикал, не всеки ще отговори веднага. Всъщност е трудно да си представим индустрия, в която алкохолът не би се използвал. На първо място, етанолът се използва в медицината като мощен дезинфектант. Те третират операционната повърхност и раните. Алкохолът има пагубен ефект върху почти всички групи микроорганизми. Но етанолът се използва не само в хирургията. Той е незаменим за производството на лечебни екстракти и тинктури.
В малки дози алкохолът е полезен за човешкото тяло. Помага за разреждане на кръвта, подобряване на кръвообращението и разширяване на кръвоносните съдове. Дори се прилагаза профилактика на сърдечно-съдови заболявания. Етанолът помага за подобряване на функционирането на стомашно-чревния тракт. Но само в наистина малки дози.
В специални случаи психотропният ефект на алкохола може да заглуши най-силната болка. Етанолът е намерил приложение в козметологията. Поради изразените си антисептични свойства, той е включен в почти всички почистващи лосиони за проблемна и мазна кожа.
Вреда на етанола
Етанолът е алкохол, произведен чрез ферментация. При прекомерна употреба може да причини тежко токсикологично отравяне и дори кома. Това вещество е част от алкохолните напитки. Алкохолът причинява най-силна психологическа и физическа зависимост. Алкохолизмът се счита за болест. Вредата от етанола веднага се свързва със сцени на буйно пиянство. Прекомерната консумация на напитки, съдържащи алкохол, води не само до хранително отравяне. Всичко е много по-сложно. При често пиене на алкохол се засягат почти всички системи на органи. От кислороден глад, който причинява етанол, мозъчните клетки умират в голям брой. Има деградация на личността. В ранните етапи паметта отслабва. Тогава човек развива заболявания на бъбреците, черния дроб, червата, стомаха, кръвоносните съдове и сърцето. При мъжете се наблюдава загуба на потентност. В последните стадии на алкохолика се разкрива деформация на психиката.
История на алкохола
Етанол - какво е това вещество и как е получено? Не всеки знае, че е бил използван от праисторически времена. Тойвключени в алкохолните напитки. Вярно, концентрацията му беше малка. Но междувременно в Китай са открити следи от алкохол върху 9000-годишна керамика. Това ясно показва, че хората в епохата на неолита са пили алкохолни напитки.
Първият случай на получаване на алкохол е регистриран през 12-ти век в Салерно. Вярно беше, че беше смес от вода и алкохол. Чистият етанол е изолиран от Йохан Тобиас Ловиц през 1796 г. Той използва метода за филтриране с активен въглен. Дълго време производството на етанол по този метод остава единственият метод. Формулата за алкохол е изчислена от Николо-Теодор дьо Сосюр и описана като въглеродно съединение от Антоан Лавоазие. През 19-ти и 20-ти век много учени изучават етанола. Всички негови свойства са проучени. В момента той е широко разпространен и се използва в почти всички сфери на човешката дейност.
Производство на етанол чрез алкохолна ферментация
Може би най-известният начин за производство на етанол е алкохолната ферментация. Възможно е само при използване на органични продукти, които съдържат голямо количество въглехидрати, като грозде, ябълки, горски плодове. Друг важен компонент за активно протичане на ферментацията е наличието на дрожди, ензими и бактерии. Обработката на картофи, царевица, ориз изглежда еднакво. За получаване на горивен алкохол се използва сурова захар, която се произвежда от тръстика. Реакцията е доста сложна. В резултат на ферментацията се получава разтвор, който съдържа не повече от 16% етанол. По-висока концентрация не може да се получи. Това се дължи на факта, че повеченаситени разтвори, дрождите не могат да оцелеят. Така полученият етанол трябва да бъде подложен на процеси на пречистване и концентриране. Обикновено се използват процеси на дестилация.
За получаване на етанол се използват различни щамове на дрожди Saccharomyces cerevisiae. По принцип всички те са в състояние да активират този процес. Стърготините могат да се използват като хранителен субстрат или, алтернативно, разтвор, получен от тях.
Гориво
Много хора знаят за свойствата, които притежава етанолът. Това, че е алкохол или дезинфектант, също е широко известно. Но алкохолът също е гориво. Използва се в ракетни двигатели. Добре известен факт - по време на Първата световна война 70% воден етанол е използван като гориво за първата в света немска балистична ракета - V-2.
В момента алкохолът е станал по-широко разпространен. Като гориво се използва в двигатели с вътрешно горене, за отоплителни уреди. В лабораториите се излива в спиртни лампи. Каталитичното окисляване на етанола се използва за производството на нагревателни подложки, както военни, така и туристически. Ограниченият алкохол се използва в смес с течни петролни горива поради неговата хигроскопичност.
Етанол в химическата промишленост
Етанолът се използва широко в химическата промишленост. Той служи като суровина за производството на вещества като диетилов етер, оцетна киселина, хлороформ, етилен, ацеталдехид, тетраетил олово, етилацетат. В производството на бои етанолът се използва широко каторазтворител. Алкохолът е основната съставка в измиването на предното стъкло и антифриза. Алкохолът се използва и в домакинските химикали. Използва се в детергенти и почистващи препарати. Особено често се среща като съставка в хигиенни течности и течности за грижа за стъклото.
Етилов алкохол в медицината
Етиловият алкохол може да се припише на антисептиците. Има пагубен ефект върху почти всички групи микроорганизми. Унищожава клетките на бактерии и микроскопични гъбички. Използването на етанол в медицината е почти универсално. Това е отлично изсушаващо и дезинфекциращо средство. Поради свойствата си за дъбене, алкохолът (96%) се използва за лечение на операционни маси и ръце на хирург.
Етанолът е разтворител на лекарства. Широко се използва за производството на тинктури и екстракти от лечебни билки и други растителни материали. Минималната концентрация на алкохол в такива вещества не надвишава 18 процента. Етанолът често се използва като консервант.
Етиловият алкохол също е чудесен за триене. По време на треска произвежда охлаждащ ефект. Много често алкохолът се използва за затопляне на компреси. В същото време е абсолютно безопасен, няма зачервяване и изгаряния по кожата. В допълнение, етанолът се използва като пеногасител, когато кислородът се доставя изкуствено по време на вентилация на белите дробове. Също така алкохолът е компонент на общата анестезия, който може да се използва в случай на недостиг на лекарства.
Колкото и да е странно, медицинският етанол се използва катоантидоти при отравяне с токсични алкохоли, като метанол или етиленгликол. Действието му се дължи на факта, че в присъствието на няколко субстрата ензимът алкохол дехидрогеназа извършва само конкурентно окисление. Това се дължи на това, че след непосредствен прием на етанол, след токсичен метанол или етиленгликол, се наблюдава намаляване на текущата концентрация на метаболити, отравящи тялото. За метанола това е мравчена киселина и формалдехид, а за етилен гликол е оксалова киселина.
Хранителна индустрия
Значи нашите предци са знаели как да получат етанол. Но най-широко се използва едва през 19-ти и 20-ти век. Заедно с водата, етанолът е в основата на почти всички алкохолни напитки, предимно водка, джин, ром, коняк, уиски и бира. В малки количества алкохолът се намира и в напитките, получени чрез ферментация, например в кефир, кумис и квас. Но те не се класифицират като алкохол, тъй като концентрацията на алкохол в тях е много ниска. По този начин съдържанието на етанол в пресния кефир не надвишава 0,12%. Но ако се утаи, тогава концентрацията може да се повиши до 1%. В кваса има малко повече етилов алкохол (до 1,2%). Най-вече алкохолът се съдържа в кумиса. В пресен млечен продукт концентрацията му е от 1 до 3%, а в утаен достига 4,5%.
Етиловият алкохол е добър разтворител. Това свойство му позволява да се използва в хранително-вкусовата промишленост. Етанолът е разтворител за аромати. Освен това може да се използва като консервант за печени изделия. Той е регистриран катохранителна добавка E1510. Етанолът има енергийна стойност от 7,1 kcal/g.
Ефектът на етанола върху човешкото тяло
Производството на етанол е установено по целия свят. Това ценно вещество се използва в много области на човешкия живот. Алкохолните тинктури са лекарство. Като дезинфектант се използват кърпички, импрегнирани с това вещество. Но какъв ефект има етанолът върху тялото ни при поглъщане? Полезно ли е или вредно? Тези въпроси изискват подробно проучване. Всеки знае, че човечеството е консумирало алкохолни напитки от векове. Но едва през миналия век проблемът с алкохолизма придоби мащабни измерения. Нашите предци са пили каша, медовина и дори така популярната сега бира, но всички тези напитки съдържат нисък процент етанол. Следователно те не биха могли да причинят значителна вреда на здравето. Но след като Дмитрий Иванович Менделеев разреди алкохола с вода в определени пропорции, всичко се промени.
В момента алкохолизмът е проблем в почти всички страни по света. Веднъж попаднал в тялото, алкохолът има патологичен ефект върху почти всички органи без изключение. В зависимост от концентрацията, дозата, пътя на навлизане и продължителността на експозиция, етанолът може да проявява токсични и наркотични ефекти. Той е в състояние да наруши функционирането на сърдечно-съдовата система, допринася за появата на заболявания на храносмилателния тракт, включително язва на стомаха и дванадесетопръстника. Под наркотичен ефект се разбира способността на алкохола да предизвиква ступор, нечувствителност към болкаусещания и инхибиране на функциите на централната нервна система. Освен това човек има алкохолно вълнение, много бързо се пристрастява. В някои случаи прекомерната консумация на етанол може да причини кома.
Какво се случва в тялото ни, когато пием алкохолни напитки? Молекулата на етанола е способна да увреди централната нервна система. Под въздействието на алкохола хормонът ендорфин се отделя в nucleus accumbens, а при хора с изразен алкохолизъм и в орбитофронталната кора. Но въпреки това, въпреки това, етанолът не е признат за наркотично вещество, въпреки че показва всички съответни действия. Етиловият алкохол не е включен в международния списък на контролираните вещества. И това е спорен въпрос, защото при определени дози, а именно 12 грама вещество на 1 килограм телесно тегло, етанолът води първо до остро отравяне, а след това и до смърт.
Какви заболявания причинява етанолът?
Разтворът на етанол сам по себе си не е канцероген. Но основният му метаболит, ацеталдехидът, е токсично и мутагенно вещество. Освен това има и канцерогенни свойства и провокира развитието на рак. Неговите качества са изследвани в лабораторни условия върху опитни животни. Тези научни разработки доведоха до много интересни, но в същото време тревожни резултати. Оказва се, че ацеталдехидът не е просто канцероген, той може да увреди ДНК.
Продължителната употреба на алкохолни напитки може да причини заболявания като гастрит, цироза на черния дроб, язви при човек12-дебело черво, рак на стомаха, хранопровода, малкия и ректума, сърдечно-съдови заболявания. Редовното поглъщане на етанол в тялото може да провокира окислително увреждане на мозъчните неврони. Поради увреждане на кръвно-мозъчната бариера те умират. Злоупотребата с напитки, съдържащи алкохол, води до алкохолизъм и клинична смърт. Хората, които редовно пият алкохол, имат значително по-висок риск от инфаркт и инсулт.
Но това не са всички свойства на етанола. Това вещество е естествен метаболит. В малки количества може да се синтезира в тъканите на човешкото тяло. Нарича се истински ендогенен алкохол. Произвежда се и в резултат на разграждането на въглехидратните храни в стомашно-чревния тракт. Такъв етанол се нарича "условно ендогенен алкохол". Може ли обикновен алкотестер да определи алкохола, който е синтезиран в тялото? Теоретично това е възможно. Количеството му рядко надвишава 0,18 ppm. Тази стойност е в долния край на най-модерните измервателни уреди.
