אתנול - מהו החומר הזה? מה השימוש בו וכיצד מייצרים אותו? אתנול מוכר יותר לכולם בשם אחר - אלכוהול. כמובן, זה לא בדיוק הכינוי הנכון. אבל בינתיים, תחת המילה "אלכוהול" אנחנו מתכוונים ל"אתנול". אפילו אבותינו ידעו על קיומו. הם השיגו אותו בתהליך תסיסה. נעשה שימוש במוצרים שונים מדגנים ועד פירות יער. אבל בבראגה שנוצרה, כך נקראו המשקאות האלכוהוליים בימים עברו, כמות האתנול לא עלתה על 15 אחוז. ניתן היה לבודד אלכוהול טהור רק לאחר שחקרו את תהליכי הזיקוק.
אתנול - מה זה?
אתנול הוא אלכוהול חד-הידרי. בתנאים רגילים, מדובר בנוזל נדיף, חסר צבע, דליק עם ריח וטעם ספציפיים. אתנול מצא יישום רחב בתעשייה, ברפואה ובחיי היומיום. זהו חומר חיטוי מצוין. אלכוהול משמש כדלק וכממס. אבל יותר מכל, הנוסחה של אתנול C2H5OH ידועה לאוהבי משקאות אלכוהוליים. בתחום זה מצא חומר זה שימוש נרחב. אבל לאכדאי לשכוח שאלכוהול כמרכיב פעיל במשקאות אלכוהוליים הוא מדכא חזק. חומר פסיכואקטיבי זה מסוגל לדכא את מערכת העצבים המרכזית והוא ממכר מאוד.
כיום קשה למצוא תעשייה שלא משתמשת באתנול. קשה לפרט את כל מה שאלכוהול כל כך שימושי עבורו. אבל יותר מכל, תכונותיו זכו להערכה בתרופות. אתנול הוא המרכיב העיקרי של כמעט כל התמיסות הרפואיות. "מתכונים של סבתא" רבים לטיפול במחלות אנושיות מבוססים על חומר זה. זה שואב את כל החומרים השימושיים מצמחים, צובר אותם. תכונה זו של אלכוהול מצאה יישום בייצור של תמיסות צמחים תוצרת בית ופירות יער. ולמרות שהם משקאות אלכוהוליים, במידה הם מועילים לבריאות.
היתרונות של אתנול
נוסחת האתנול ידועה לכולם מאז שיעורי הכימיה בבית הספר. אבל הנה היתרון של הכימיקל הזה, לא כולם יענו מיד. למעשה, קשה לדמיין תעשייה שבה לא ישתמשו באלכוהול. קודם כל, אתנול משמש ברפואה כחומר חיטוי רב עוצמה. הם מטפלים במשטח הניתוח ובפצעים. לאלכוהול יש השפעה מזיקה על כמעט כל קבוצות המיקרואורגניזמים. אבל אתנול משמש לא רק בניתוח. זה הכרחי לייצור תמציות רפואיות ותמיסות.
במינונים קטנים, אלכוהול טוב לגוף האדם. זה עוזר לדלל את הדם, לשפר את זרימת הדם ולהרחיב את כלי הדם. זה אפילו חללמניעת מחלות לב וכלי דם. אתנול עוזר לשפר את תפקוד מערכת העיכול. אבל רק במינונים ממש קטנים.
במקרים מיוחדים, ההשפעה הפסיכוטרופית של אלכוהול עלולה להטביע את הכאב החמור ביותר. אתנול מצא יישום בתחום הקוסמטיקה. בשל תכונותיו האנטיספטיות המודגשות, הוא כלול כמעט בכל תחליבי הניקוי לעור בעייתי ושומני.
אתנול נזק
אתנול הוא אלכוהול המיוצר על ידי תסיסה. עם שימוש מופרז, זה יכול לגרום להרעלה רעילה חמורה ואפילו תרדמת. חומר זה הוא חלק ממשקאות אלכוהוליים. אלכוהול גורם לתלות הפסיכולוגית והפיזית החזקה ביותר. אלכוהוליזם נחשב למחלה. הנזק של אתנול קשור מיד לסצנות של שכרות משתוללת. צריכה מופרזת של משקאות המכילים אלכוהול מובילה לא רק להרעלת מזון. הכל הרבה יותר מסובך. עם שתייה תכופה של אלכוהול, כמעט כל מערכות האיברים מושפעות. מרעב בחמצן, הגורם לאתנול, תאי המוח מתים במספרים גדולים. יש השפלה של האישיות. בשלבים הראשונים הזיכרון נחלש. אז אדם מפתח מחלות של הכליות, הכבד, המעיים, הקיבה, כלי הדם והלב. אצל גברים יש אובדן כוח. בשלבים האחרונים של האלכוהוליסט מתגלה דפורמציה של הנפש.
היסטוריה של האלכוהול
אתנול - מהו החומר הזה וכיצד הוא הושג? לא כולם יודעים שהוא היה בשימוש מאז התקופה הפרהיסטורית. הואכלול במשקאות אלכוהוליים. נכון, הריכוז שלו היה קטן. אבל בינתיים, עקבות אלכוהול נמצאו בסין על כלי חרס בני 9,000 שנה. זה מעיד בבירור שאנשים בתקופה הנאוליתית שתו משקאות אלכוהוליים.
המקרה הראשון של השגת אלכוהול תועד במאה ה-12 בסלרנו. נכון, זו הייתה תערובת מים-אלכוהול. אתנול טהור בודד על ידי יוהאן טוביאס לוביץ ב-1796. הוא השתמש בשיטת סינון הפחם הפעיל. במשך זמן רב, הייצור של אתנול בשיטה זו נותר השיטה היחידה. הנוסחה לאלכוהול חושבה על ידי Nicolo-Théodore de Saussure, ותוארה כתרכובת פחמן על ידי אנטואן לבואזיה. במאות ה-19 וה-20, מדענים רבים חקרו אתנול. כל תכונותיו נחקרו. נכון לעכשיו, הוא הפך לנפוץ ונמצא בשימוש כמעט בכל תחומי הפעילות האנושית.
ייצור אתנול באמצעות תסיסה אלכוהולית
אולי הדרך המפורסמת ביותר לייצר אתנול היא תסיסה אלכוהולית. אפשר רק כשמשתמשים במוצרים אורגניים המכילים כמות גדולה של פחמימות כמו ענבים, תפוחים, פירות יער. מרכיב חשוב נוסף להמשך התסיסה באופן פעיל הוא נוכחותם של שמרים, אנזימים וחיידקים. עיבוד של תפוחי אדמה, תירס, אורז נראה אותו הדבר. כדי להשיג אלכוהול דלק, משתמשים בסוכר גולמי, המופק מקנה. התגובה די מורכבת. כתוצאה מהתסיסה מתקבלת תמיסה המכילה לא יותר מ-16% אתנול. לא ניתן להשיג ריכוז גבוה יותר. זאת בשל העובדה שיותרפתרונות רוויים, שמרים אינם מסוגלים לשרוד. לפיכך, האתנול המתקבל חייב להיות נתון לתהליכי טיהור וריכוז. בדרך כלל נעשה שימוש בתהליכי זיקוק.
כדי להשיג אתנול, משתמשים בזנים שונים של השמרים Saccharomyces cerevisiae. באופן עקרוני, כולם מסוגלים להפעיל את התהליך הזה. ניתן להשתמש בנסורת כמצע תזונתי או לחילופין בתמיסה המתקבלת מהם.
דלק
אנשים רבים יודעים על התכונות שיש לאתנול. זה גם אלכוהול או חומר חיטוי ידוע ברבים. אבל אלכוהול הוא גם דלק. הוא משמש במנועי רקטות. עובדה ידועה - במהלך מלחמת העולם הראשונה, 70% אתנול מימי שימש כדלק לטיל הבליסטי הגרמני הראשון בעולם - ה-V-2.
כיום, האלכוהול הפך לנפוצים יותר. כדלק, הוא משמש במנועי בעירה פנימית, למכשירי חימום. במעבדות, זה מוזג לתוך מנורות אלכוהול. החמצון הקטליטי של אתנול משמש לייצור כריות חימום, הן צבאיות והן תיירותיות. נעשה שימוש באלכוהול מוגבל בתערובת עם דלקים נוזליים של נפט בשל ההיגרוסקופיות שלו.
אתנול בתעשייה הכימית
אתנול נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית. הוא משמש כחומר גלם לייצור חומרים כגון דיאתיל אתר, חומצה אצטית, כלורופורם, אתילן, אצטלדהיד, עופרת טטראתיל, אתיל אצטט. בתעשיית הצבע, נעשה שימוש נרחב באתנול כמֵמֵס. אלכוהול הוא המרכיב העיקרי בשטיפת שמשות ובנוגד קיפאון. אלכוהול משמש גם בכימיקלים ביתיים. הוא משמש בדטרגנטים וחומרי ניקוי. זה נפוץ במיוחד כמרכיב בנוזלי טיפוח סניטריים וזכוכית.
אתיל אלכוהול ברפואה
אתיל אלכוהול ניתן לייחס לחומרי חיטוי. יש לו השפעה מזיקה על כמעט כל קבוצות המיקרואורגניזמים. זה הורס את התאים של חיידקים ופטריות מיקרוסקופיות. השימוש באתנול ברפואה הוא כמעט אוניברסלי. זהו חומר ייבוש וחיטוי מצוין. בשל תכונות השיזוף שלו, אלכוהול (96%) משמש לטיפול בשולחנות ניתוח ובידיים של מנתחים.
אתנול הוא ממס תרופתי. הוא נמצא בשימוש נרחב לייצור תמציות ותמציות מעשבי מרפא וחומרים צמחיים אחרים. הריכוז המינימלי של אלכוהול בחומרים כאלה אינו עולה על 18 אחוז. אתנול משמש לעתים קרובות כחומר משמר.
אתיל אלכוהול מצוין גם לשפשוף. בזמן חום, זה מייצר אפקט קירור. לעתים קרובות מאוד משתמשים באלכוהול לחימום קומפרסים. יחד עם זאת, זה בטוח לחלוטין, אין אדמומיות וכוויות על העור. בנוסף, אתנול משמש כמסיר קצף כאשר חמצן מסופק באופן מלאכותי במהלך אוורור ריאות. כמו כן, אלכוהול הוא מרכיב של הרדמה כללית, שניתן להשתמש בו במקרה של מחסור בתרופות.
למרבה הפלא, אתנול רפואי משמש כתרופות נגד הרעלה עם אלכוהול רעיל, כגון מתנול או אתילן גליקול. פעולתו נובעת מהעובדה שבנוכחות מספר מצעים, האנזים אלכוהול דהידרוגנאז מבצע רק חמצון תחרותי. זה נובע מכך שלאחר צריכה מיידית של אתנול, לאחר מתנול רעיל או אתילן גליקול, נצפית ירידה בריכוז הנוכחי של מטבוליטים המרעילים את הגוף. עבור מתנול זה חומצה פורמית ופורמלדהיד, ועבור אתילן גליקול זה חומצה אוקסלית.
תעשיית המזון
אז אבותינו ידעו איך להשיג אתנול. אבל זה היה בשימוש הנפוץ ביותר רק במאות ה-19 וה-20. יחד עם מים, אתנול הוא הבסיס כמעט לכל המשקאות האלכוהוליים, בעיקר וודקה, ג'ין, רום, קוניאק, וויסקי ובירה. בכמויות קטנות, אלכוהול נמצא גם במשקאות המתקבלים בתסיסה, למשל בקפיר, קומיס וקוואס. אבל הם אינם מסווגים כאלכוהול, שכן ריכוז האלכוהול בהם נמוך מאוד. לפיכך, התוכן של אתנול בקפיר טרי אינו עולה על 0.12%. אבל אם זה מתיישב, אז הריכוז יכול לעלות ל-1%. יש קצת יותר אלכוהול אתילי בקוואס (עד 1.2%). רוב האלכוהול כלול בקומיס. במוצר חלב טרי ריכוזו הוא בין 1 ל-3%, ובמוצר מיושב הוא מגיע ל-4.5%.
אתיל אלכוהול הוא ממס טוב. נכס זה מאפשר להשתמש בו בתעשיית המזון. אתנול הוא ממס לריחות. בנוסף, ניתן להשתמש בו כחומר משמר למאפים. הוא רשום בתורתוסף מזון E1510. לאתנול יש ערך אנרגטי של 7.1 קק ל/גרם.
השפעת האתנול על גוף האדם
ייצור אתנול הוקם בכל רחבי העולם. חומר יקר ערך זה משמש בתחומים רבים בחיי האדם. תמיסות אלכוהול הן תרופה. מגבונים ספוגים בחומר זה משמשים כחומר חיטוי. אבל איזו השפעה יש לאתנול על הגוף שלנו בבליעה? האם זה מועיל או מזיק? נושאים אלו דורשים מחקר מפורט. כולם יודעים שהאנושות צרכה משקאות אלכוהוליים במשך מאות שנים. אבל רק במאה האחרונה בעיית האלכוהוליזם רכשה ממדים בקנה מידה גדול. אבותינו שתו מחית, מד, ואפילו את הבירה הפופולרית כיום, אבל כל המשקאות האלה הכילו אחוז נמוך של אתנול. לכן, הם לא יכלו לגרום נזק משמעותי לבריאות. אבל אחרי שדמיטרי איבנוביץ' מנדלייב דילל אלכוהול במים בפרופורציות מסוימות, הכל השתנה.
כיום, אלכוהוליזם הוא בעיה כמעט בכל מדינות העולם. פעם אחת בגוף, לאלכוהול יש השפעה פתולוגית כמעט על כל האיברים ללא יוצא מן הכלל. בהתאם לריכוז, המינון, נתיב הכניסה ומשך החשיפה, אתנול יכול להפגין השפעות רעילות ונרקוטיות. זה מסוגל לשבש את תפקוד מערכת הלב וכלי הדם, תורם להתרחשות של מחלות של מערכת העיכול, כולל כיבים בקיבה ובתריסריון. תחת ההשפעה הנרקוטית הכוונה ליכולת של אלכוהול לגרום לקהות חושים, חוסר רגישות לכאבתחושות ועיכוב תפקודי מערכת העצבים המרכזית. בנוסף, לאדם יש התרגשות אלכוהולית, מהר מאוד הוא מתמכר. במקרים מסוימים, צריכה מופרזת של אתנול עלולה לגרום לתרדמת.
מה קורה בגוף שלנו כשאנחנו שותים משקאות אלכוהוליים? מולקולת האתנול מסוגלת לפגוע במערכת העצבים המרכזית. בהשפעת אלכוהול, הורמון האנדורפין משתחרר בגרעין האקומבנס, ובאנשים עם אלכוהוליזם בולט ובקורטקס האורביטופרונטלי. אבל, עם זאת, למרות זאת, אתנול אינו מוכר כחומר נרקוטי, למרות שהוא מראה את כל הפעולות המתאימות. אתיל אלכוהול לא נכלל ברשימה הבינלאומית של חומרים מבוקרים. וזו סוגיה שנויה במחלוקת, כי במינונים מסוימים, כלומר 12 גרם של חומר לכל קילוגרם משקל גוף, אתנול מוביל תחילה להרעלה חריפה, ולאחר מכן למוות.
לאילו מחלות אתנול גורם?
תמיסת אתנול עצמה אינה מסרטן. אבל המטבוליט העיקרי שלו, אצטלדהיד, הוא חומר רעיל ומוטגני. בנוסף, יש לו גם תכונות מסרטנות ומעורר התפתחות סרטן. איכויותיו נחקרו בתנאי מעבדה על חיות ניסוי. עבודות מדעיות אלו הובילו לתוצאות מעניינות מאוד, אך בו זמנית מדאיגות. מסתבר שאצטאלדהיד הוא לא רק מסרטן, הוא יכול לפגוע ב-DNA.
שימוש ממושך במשקאות אלכוהוליים עלול לגרום למחלות כמו גסטריטיס, שחמת הכבד, כיבים באדם12 המעי הגס, סרטן הקיבה, הוושט, הקטנה והרקטום, מחלות לב וכלי דם. בליעה קבועה של אתנול בגוף יכולה לעורר נזק חמצוני לנוירונים במוח. עקב פגיעה במחסום הדם-מוח, הם מתים. שימוש לרעה במשקאות המכילים אלכוהול מוביל לאלכוהוליזם ולמוות קליני. לאנשים ששותים אלכוהול באופן קבוע יש סיכון גבוה משמעותית להתקף לב ושבץ.
אבל זה לא כל התכונות של אתנול. חומר זה הוא מטבוליט טבעי. בכמויות קטנות ניתן לסנתז אותו ברקמות גוף האדם. זה נקרא אלכוהול אנדוגני אמיתי. הוא מיוצר גם כתוצאה מפירוק מזונות פחמימות במערכת העיכול. אתנול כזה נקרא "אלכוהול אנדוגני על תנאי". האם מנתח נשיפה רגיל יכול לקבוע את האלכוהול שסונתז בגוף? תיאורטית זה אפשרי. לעתים נדירות הכמות שלו עולה על 0.18 ppm. ערך זה נמצא בקצה התחתון של מכשירי המדידה המודרניים ביותר.
