Етанол - що це? Властивості етанолу. Застосування етанолу

Етанол - що це за речовина? Яке його застосування і як воно проводиться? Етанол більш відомий всім під іншою назвою - спирт. Звичайно, це не зовсім правильне позначення. Але між тим, саме під словом «спирт» ми і маємо на увазі «етанол». Ще наші предки знали про його існування. Вони отримували його шляхом процесу бродіння. У хід йшли різні продукти від злаків до ягід. Але в отриманій брагу, саме так називали в давнину спиртні напої, кількість етанолу не перевищувало 15 відсотків. Чистий спирт змогли виділити лише після того, як вивчили процеси дистиляції.

Етанол - що це?

Етанол - це одноатомний спирт. При нормальних умовах він являє собою летючу, безбарвну, легкозаймисту рідину, що має специфічним запахом і смаком. Етанол знайшов широке застосування в промисловості, медицині та побуті. Він є прекрасним дезинфікуючим засобом. Спирт використовується як паливо і як розчинник. Але найбільше формула етанолу С2Н5ОН відома любителям алкогольних напоїв. Саме в цій сфері ця речовина знайшло широке застосування. Але не варто забувати і про те, що спирт як діючий компонент алкогольних напоїв є сильним депресантом. Це психоактивну речовину здатне пригнічувати центральну нервову систему і викликати сильну залежність.

У наш час складно знайти галузь промисловості, де не використовувався б етанол. Важко перелічити все, чим так корисний спирт. Але найбільше його властивості оцінили в фармацевтиці. Етанол - головний компонент практично всіх лікарських настоянок. Багато «бабусині рецепти» для лікування людських недуг ґрунтуються на цій речовині. Воно витягає з рослин всі корисні речовини, накопичуючи їх. Ця властивість спирту знайшло застосування і при виготовленні домашніх трав`яних та ягідних настоянок. І хоча це і алкогольні напої, але в помірних кількостях вони приносять користь здоров`ю.

Користь етанолу

Формула етанолу відома всім ще зі шкільних уроків з хімії. Але от у чому користь цієї хімічної речовини, так відразу відповість не кожен. Насправді складно уявити галузь промисловості, де не використовувався б спирт. Перш за все, етанол застосовують у медицині як найпотужніше дезінфікуючий засіб. Їм обробляють операційну поверхню і рани. Спирт згубно діє практично на всі групи мікроорганізмів. Але застосовується етанол не тільки в хірургії. Він незамінний для виготовлення лікарських екстрактів і настойок.

У малих дозах спирт корисний для організму людини. Він сприяє розрідженню крові, поліпшенню кровообігу і розширенню судин. Він навіть застосовується для профілактики серцево-судинних захворювань. Етанол сприяє налагодженню роботи шлунково-кишкового тракту. Але тільки в дійсно малих дозах.

В особливих випадках психотропну дію спирту може заглушити найсильніші болю. Етанол знайшов застосування і в косметології. Завдяки своїм яскраво вираженим антисептичним властивостям він включений до складу практично всіх очищувальних лосьйонів для проблемної та жирної шкіри.

Шкода етанолу

Етанол - спирт, одержуваний шляхом бродіння. При надмірному вживанні він здатний викликати сильні токсикологічні отруєння і навіть кому. Ця речовина входить до складу алкогольних напоїв. Спирт викликає сильну психологічну та фізичну залежність. Алкоголізм прийнято вважати хворобою. Шкода етанолу відразу асоціюють зі сценами нестримного пияцтва. Непомірне вживання напоїв, що містять спирт, призводить не тільки до харчових отруєнь. Все набагато складніше. При частому розпиванні алкоголю уражаються практично всі системи органів. Від кисневого голодування, яке викликає етанол, гинуть у великій кількості клітини головного мозку. Відбувається деградація особистості. На перших стадіях слабшає пам`ять. Потім у людини розвиваються захворювання нирок, печінки, кишечника, шлунку, судин і серця. У чоловіків спостерігається втрата потенції. На останніх стадіях у алкоголіка виявляється деформація психіки.

Історія спирту

Етанол - що це за речовина і як його отримали? Далеко не всі знають, що його використовували ще з доісторичних часів. Він входив до складу алкогольних напоїв. Правда, концентрація його була невеликою. Але між тим, сліди алкоголю були знайдені в Китаї на 9000-річної кераміці. Це однозначно говорить про те, що люди ще в епоху неоліту випивали містять алкоголь напої.

Перший випадок отримання спирту був зареєстрований в 12 столітті в Салерно. Правда, це була водно-спиртова суміш. Чистий же етанол виділив Йоганн Тобіас Ловиц в 1796 році. Він використовував метод фільтрації через активоване вугілля. Отримання етанолу цим способом довго залишалося єдиним методом. Формулу спирту обчислив Ніколо-Теодор де Сосюра, а описав його як вуглецеве з`єднання Антуан Лавуазьє. У 19-20 століттях багато вчених займалися вивченням етанолу. Були вивчені всі його властивості. В даний час він отримав широке розповсюдження і застосовується практично у всіх сферах людської діяльності.

Отримання етанолу шляхом спиртового бродіння

Мабуть, найвідоміший спосіб отримання етанолу - це спиртове бродіння. Воно можливе тільки при використанні органічних продуктів, які містять велику кількість вуглеводів, наприклад винограду, яблук, ягід. Ще один важливий компонент, щоб бродіння протікало активно - це наявність дріжджів, ферментів і бактерій. Так само виглядає переробка картоплі, кукурудзи, рису. Для отримання паливного спирту використовують цукор-сирець, який виробляють з тростини. Реакція досить складна. В результаті бродіння виходить розчин, який містить не більше 16% етанолу. Більш високу концентрацію отримати не вдається. Це пояснюється тим, що в більш насичених розчинах дріжджі вижити не здатні. Таким чином, отриманий етанол необхідно піддати процесам очищення і концентрування. Зазвичай використовують процеси дистиляції.

Щоб отримати етанол, використовують вид дріжджів Saccharomyces cerevisiae різних штамів. В принципі, всі вони здатні активізувати цей процес. В якості поживного субстрату можна застосовувати тирсу або як альтернативу - розчин, отриманий з них.

Паливо

Багато хто знає про властивості, якими володіє етанол. Що це алкоголь або дезінфікуючий речовина, теж широко відомо. Але спирт ще є і паливом. Його використовують у ракетних двигунах. Відомий факт - під час Першої світової війни 70% водний етанол застосовували як паливо для першого в світі німецької балістичної ракети - «Фау-2».

В даний час спирт отримав більшого поширення. В якості палива він застосовується в двигунах внутрішнього згоряння, для нагрівальних приладів. У лабораторіях його заливають у спиртівки. Каталітичне окислення етанолу використовують для виробництва грілок, як військових, так і туристичних. Спирт з обмеженням застосовують у суміші з рідким нафтовим паливом в силу його гігроскопічності.

Етанол в хімічній промисловості

Широко застосування етанолу в хімічній промисловості. Він служить сировиною для виробництва таких речовин, як діетиловий ефір, оцтова кислота, хлороформ, етилен, ацетальдегід, тетраетилсвинець, етилацетат. У лакофарбової промисловості етанол широко використовують як розчинник. Спирт є основним компонентом склоомивача і антифризів. Застосовується спирт і в побутовій хімії. Він входить до складу миючих засобів. Особливо часто він зустрічається в якості компонента в рідинах для догляду за сантехнікою і склом.

Етиловий спирт в медицині

Етиловий спирт можна віднести до антисептиків. Він згубно впливає практично на всі групи мікроорганізмів. Він руйнує клітини бактерій і мікроскопічних грибів. Застосування етанолу в медицині носить практично повсюдний характер. Це прекрасне підсушує і знезаражуючий засіб. Завдяки дублячою властивостям спирт (96%) використовують для обробки операційних столів і рук хірурга.

Етанол - розчинник лікарських препаратів. Він широко застосовується для виготовлення настоянок і екстрактів з лікарських трав та іншого рослинної сировини. Мінімальна концентрація спирту в подібних речовинах не перевищує 18 відсотків. Часто етанол використовують як консервант.

Етиловий спирт прекрасно застосовується і для розтирань. Під час лихоманки він справляє охолоджуючий ефект. Дуже часто спирт використовують для зігріваючих компресів. При цьому він абсолютно безпечний, на шкірі не залишається почервоніння і опіків. Крім того, етанол застосовується як піногасник при подачі штучним шляхом кисню під час вентиляції легенів. Також спирт є компонентом загальної анестезії, яку можуть застосовувати в разі дефіциту медикаментів.

Як не дивно, але етанол медичний використовується в якості протиотрути при отруєнні токсичними спиртами, наприклад метанолом або етиленгліколем. Обумовлено його дію тим, що при наявності декількох субстратів фермент алкогольдегидрогеназа здійснює тільки конкурентна окислення. Саме завдяки цьому після негайного прийому етанолу слідом за токсичним метанолом або етиленгліколем спостерігається зменшення поточної концентрації отруйних організм метаболітів. Для метанолу це мурашина кислота і формальдегід, а для етиленгліколю - щавлева кислота.

Харчова промисловість

Отже, як отримати етанол, було відомо ще нашим предкам. Але найбільш широке застосування він отримав тільки в 19-20 століттях. Поряд з водою, етанол є основою практично всіх спиртних напоїв, в першу чергу горілки, джина, рому, коньяку, віскі, пива. У невеликих кількостях спирт виявляється і в напоях, які отримують шляхом бродіння, наприклад в кефірі, кумис, квасі. Але до алкоголю їх не зараховують, оскільки концентрація спирту в них дуже мала. Так, вміст у свіжому кефірі етанолу не перевищує 0,12%. Але якщо він відстоїться, то концентрація може підвищитися до 1%. У квасі етилового спирту трохи більше (до 1,2%). Найбільше алкоголю міститься в кумисі. У свіжому молочному продукті його концентрація - від 1 до 3%, а в відстояти доходить до 4,5%.

Етиловий спирт - хороший розчинник. Ця властивість дозволяє використовувати його в харчовій промисловості. Етанол є розчинником для ароматизаторів. Крім того, він може використовуватися в якості консерванту для хлібобулочних виробів. Він зареєстрований як харчова добавка Е1510. Етанол має енергетичну цінність 7,1 ккал / гр.

Дія етанолу на організм людини

У всьому світі налагоджено виробництво етанолу. Це цінну речовину використовується в багатьох сферах життя людини. Настоянки на спирту є ліками. Просочені цією речовиною серветки використовують як дезінфікуючий засіб. Але ось який вплив етанол робить на наш організм при попаданні всередину? Чи корисний він чи шкідливий? Ці питання вимагають детального вивчення. Всім відомо, що людство споживало алкогольні напої століттями. Але тільки в минулому столітті проблема алкоголізму придбала масштабні розміри. Наші предки вживали брагу, медовуху і навіть нині настільки популярне пиво, але всі ці напої містили слабкий відсоток етанолу. Тому завдати істотної шкоди здоров`ю вони не могли. Але після того як Дмитро Іванович Менделєєв розбавив спирт з водою в певних пропорціях, все змінилося.

В даний час алкоголізм - це проблема практично всіх країн світу. Потрапляючи в організм, спирт надає патологічний вплив практично на всі органи без винятку. Залежно від концентрації, дози, шляхи потрапляння та тривалості впливу етанол може проявити токсичне і наркотичну дію. Він здатний порушувати роботу серцево-судинної системи, сприяє виникненню захворювань травного тракту, в тому числі і виразки шлунка і 12-палої кишки. Під наркотичною дією мається на увазі здатність спирту викликати ступор, нечутливість до больових відчуттів і пригнічення функцій центральної нервової системи. Крім того, у людини виникає алкогольне збудження, дуже швидко він стає залежним. В окремих випадках надмірне вживання етанолу може викликати кому.

Що ж відбувається в нашому організмі, коли ми п`ємо алкогольні напої? Молекула етанолу здатна вражати ЦНС. Під дією спирту відбувається виділення гормону ендорфіну в прилеглому ядрі, а у людей з явно вираженим алкоголізмом і в орбітофронтальної корі. Але, тим не менш, незважаючи на це, етанол не визнана наркотичною речовиною, хоча він і проявляє всі відповідні дії. Етиловий спирт не був внесений до міжнародного списку контрольованих речовин. І це спірне питання, тому як в певних дозах, а саме 12 грам речовини на 1 кілограм маси тіла, етанол призводить спочатку до гострого отруєння, а потім і смерті.

Які захворювання викликає етанол?

Сам розчин етанолу не є канцерогеном. Але ось його основний метаболіт - ацетальдегід - токсична і мутагенну речовину. Крім цього, він ще й має канцерогенні властивості і провокує розвиток онкологічних захворювань. Його якості досліджувалися в лабораторних умовах на піддослідних тварин. Ці наукові роботи привели до вельми цікавим, але в той же час настораживающим результатами. Виявляється, ацетальдегід - не просто канцероген, він здатний пошкоджувати ДНК.

Тривале вживання алкогольних напоїв може викликати у людини такі захворювання, як гастрит, цироз печінки, виразка 12-палої кишки, рак шлунка, стравоходу, тонкої і прямої кишки, серцево-судинні захворювання. Регулярне потрапляння етанолу в організм може спровокувати оксидативного пошкодження нейронів мозку. Внаслідок пошкодження гематоенцефалічного бар`єру вони гинуть. Зловживання напоями, що містять спирт, призводить до алкоголізму і клінічної смерті. У людей, які регулярно розпивають алкоголь, ризик розвитку інфаркту та інсульту підвищується в рази.

Але це ще не всі властивості етанолу. Ця речовина є природним метаболітом. У малих кількостях воно може синтезуватися в тканинах людського організму. Його називають справжнім ендогенних алкоголем. Також воно продукується в результаті розщеплення вуглеводної їжі в шлунково-кишковому тракті. Такий етанол називають «умовно ендогенних алкоголем». Чи може звичайний алкотестер визначити спирт, який синтезувався в організмі? Теоретично це можливо. Його кількість рідко перевищує 0,18 проміле. Це значення знаходиться на нижній межі найсучасніших вимірювальних приладів.