Ethanol – co je to za látku? Jaké je jeho použití a jak se vyrábí? Etanol zná každý spíše pod jiným názvem – alkohol. To samozřejmě není úplně správné označení. Mezitím ale pod slovem „alkohol“rozumíme „etanol“. O jeho existenci věděli i naši předkové. Získali ho fermentačním procesem. Používaly se různé produkty od obilovin po bobule. Ale ve výsledné Braze, jak se za starých časů nazývaly alkoholické nápoje, množství etanolu nepřesáhlo 15 procent. Čistý alkohol mohl být izolován pouze poté, co studovali procesy destilace.
Ethanol – co to je?
Ethanol je jednosytný alkohol. Za normálních podmínek je to těkavá, bezbarvá, hořlavá kapalina specifického zápachu a chuti. Etanol našel široké uplatnění v průmyslu, medicíně a každodenním životě. Je to výborný dezinfekční prostředek. Alkohol se používá jako palivo a jako rozpouštědlo. Ale především vzorec ethanolu C2H5OH znají milovníci alkoholických nápojů. Právě v této oblasti našla tato látka široké uplatnění. Ale nestojí za to zapomenout, že alkohol jako účinná látka v alkoholických nápojích působí silně tlumivě. Tato psychoaktivní látka je schopna tlumit centrální nervový systém a je vysoce návyková.
V dnešní době je těžké najít průmysl, který nepoužívá etanol. Je těžké vyjmenovat, k čemu všemu je alkohol tak užitečný. Ale především byly jeho vlastnosti ceněny ve farmacii. Ethanol je hlavní složkou téměř všech léčivých tinktur. Na této látce je založeno mnoho „babičkovských receptů“na léčbu lidských neduhů. Čerpá všechny užitečné látky z rostlin a hromadí je. Tato vlastnost alkoholu našla uplatnění při výrobě domácích bylinných a bobulových tinktur. A přestože jsou to alkoholické nápoje, v přiměřeném množství jsou zdraví prospěšné.
Výhody etanolu
Složení etanolu zná každý už od školních hodin chemie. Ale tady je výhoda této chemikálie, ne každý okamžitě odpoví. Ve skutečnosti je těžké si představit průmysl, kde by se alkohol nepoužíval. Etanol se v medicíně používá především jako silný dezinfekční prostředek. Ošetřují operační plochu a rány. Alkohol má škodlivý vliv na téměř všechny skupiny mikroorganismů. Etanol se ale používá nejen v chirurgii. Je nepostradatelný pro výrobu léčivých extraktů a tinktur.
V malých dávkách je alkohol pro lidské tělo dobrý. Pomáhá ředit krev, zlepšuje krevní oběh a rozšiřuje cévy. Dokonce platípro prevenci kardiovaskulárních onemocnění. Ethanol pomáhá zlepšit činnost gastrointestinálního traktu. Ale jen ve skutečně malých dávkách.
Ve zvláštních případech může psychotropní účinek alkoholu přehlušit nejtěžší bolest. Ethanol našel uplatnění v kosmetologii. Pro své výrazné antiseptické vlastnosti je součástí téměř všech čisticích mlék pro problematickou a mastnou pleť.
Poškození etanolem
Ethanol je alkohol vyráběný fermentací. Při nadměrném užívání může způsobit těžkou toxikologickou otravu až kóma. Tato látka je součástí alkoholických nápojů. Alkohol způsobuje nejsilnější psychickou a fyzickou závislost. Alkoholismus je považován za nemoc. Škodlivost etanolu je bezprostředně spojena se scénami nekontrolovatelného opilství. Nadměrná konzumace nápojů obsahujících alkohol vede nejen k otravě jídlem. Všechno je mnohem složitější. Při častém pití alkoholu jsou postiženy téměř všechny orgánové systémy. Z nedostatku kyslíku, který způsobuje etanol, mozkové buňky ve velkém umírají. Dochází k degradaci osobnosti. V počátečních fázích paměť slábne. Pak se u člověka objeví onemocnění ledvin, jater, střev, žaludku, cév a srdce. U mužů dochází ke ztrátě potence. V posledních fázích alkoholika se projevuje deformace psychiky.
Historie alkoholu
Ethanol – co je to za látku a jak byla získána? Ne každý ví, že se používal již od pravěku. Onsoučástí alkoholických nápojů. Pravda, jeho koncentrace byla malá. Mezitím se ale v Číně na 9000 let staré keramice našly stopy alkoholu. To jasně ukazuje, že lidé v neolitu pili alkoholické nápoje.
První případ získávání alkoholu byl zaznamenán ve 12. století v Salernu. Pravda, byla to směs vody a alkoholu. Čistý etanol izoloval Johann Tobias Lovitz v roce 1796. Použil metodu filtrace aktivním uhlím. Výroba etanolu touto metodou zůstávala dlouhou dobu jedinou metodou. Vzorec pro alkohol vypočítal Nicolo-Théodore de Saussure a jako uhlíkatou sloučeninu jej popsal Antoine Lavoisier. V 19. a 20. století mnoho vědců studovalo etanol. Všechny jeho vlastnosti byly studovány. V současné době se rozšířil a používá se téměř ve všech sférách lidské činnosti.
Výroba etanolu alkoholovou fermentací
Snad nejznámějším způsobem výroby etanolu je alkoholové kvašení. Je to možné pouze při použití ekologických produktů, které obsahují velké množství sacharidů, jako jsou hrozny, jablka, bobule. Další důležitou složkou pro aktivní průběh fermentace je přítomnost kvasinek, enzymů a bakterií. Zpracování brambor, kukuřice, rýže vypadá stejně. K získání topného lihu se používá surový cukr, který se vyrábí z třtiny. Reakce je poměrně složitá. V důsledku fermentace se získá roztok, který neobsahuje více než 16 % ethanolu. Vyšší koncentrace nelze dosáhnout. To je způsobeno tím, že vícenasycených roztoků, kvasinky nejsou schopny přežít. Výsledný ethanol tedy musí být podroben procesům čištění a koncentrace. Obvykle se používají destilační procesy.
K získání ethanolu se používají různé kmeny kvasinek Saccharomyces cerevisiae. V zásadě všechny jsou schopny tento proces aktivovat. Piliny lze použít jako živný substrát nebo alternativně z nich získaný roztok.
Fuel
Mnoho lidí ví o vlastnostech, které má etanol. Že jde o alkohol nebo dezinfekční prostředek, je také všeobecně známo. Alkohol je ale také palivo. Používá se v raketových motorech. Známý fakt - během první světové války byl jako palivo pro první německou balistickou střelu na světě - V-2 použit 70% vodnatý etanol.
V současnosti se alkohol rozšířil. Jako palivo se používá ve spalovacích motorech, pro topná zařízení. V laboratořích se nalévá do lihových lamp. Katalytická oxidace etanolu se využívá k výrobě nahřívacích podložek, vojenských i turistických. Omezený alkohol se používá ve směsi s kapalnými ropnými palivy kvůli jeho hygroskopicitě.
Etanol v chemickém průmyslu
Etanol je široce používán v chemickém průmyslu. Slouží jako surovina pro výrobu látek jako je diethylether, kyselina octová, chloroform, etylen, acetaldehyd, tetraethylolovo, ethylacetát. V průmyslu nátěrových hmot je etanol široce používán jakosolventní. Alkohol je hlavní složkou ostřikovačů a nemrznoucí kapaliny. Alkohol se také používá v domácích chemikáliích. Používá se v pracích a čisticích prostředcích. Je zvláště běžná jako přísada do sanitárních kapalin a kapalin pro péči o sklo.
Ethylalkohol v medicíně
Ethylalkohol lze připsat antiseptikům. Má škodlivý účinek na téměř všechny skupiny mikroorganismů. Ničí buňky bakterií a mikroskopických hub. Využití etanolu v medicíně je téměř univerzální. Jedná se o vynikající vysoušecí a dezinfekční prostředek. Kvůli svým opalovacím vlastnostem se alkohol (96 %) používá k ošetření operačních stolů a rukou chirurga.
Ethanol je rozpouštědlo léčiv. Je široce používán pro výrobu tinktur a extraktů z léčivých bylin a dalších rostlinných materiálů. Minimální koncentrace alkoholu v takových látkách nepřesahuje 18 procent. Ethanol se často používá jako konzervační látka.
Ethylalkohol je také skvělý na tření. Během horečky má chladivý účinek. Velmi často se alkohol používá k zahřívacím obkladům. Zároveň je naprosto bezpečný, na kůži nedochází k zarudnutí a spálení. Etanol se navíc používá jako odpěňovač při umělém dodávání kyslíku při plicní ventilaci. Alkohol je také součástí celkové anestezie, kterou lze použít v případě nedostatku léků.
Kupodivu se lékařský etanol používá jakoantidota při otravách toxickými alkoholy, jako je methanol nebo etylenglykol. Jeho působení je způsobeno tím, že v přítomnosti více substrátů provádí enzym alkoholdehydrogenáza pouze kompetitivní oxidaci. Je to způsobeno tím, že po okamžitém příjmu etanolu, po toxickém metanolu nebo ethylenglykolu, je pozorován pokles aktuální koncentrace metabolitů otravujících tělo. Pro metanol je to kyselina mravenčí a formaldehyd a pro ethylenglykol je to kyselina šťavelová.
Potravinářský průmysl
Naši předkové tedy věděli, jak získat etanol. Ale nejrozšířeněji se používal až v 19. a 20. století. Spolu s vodou je etanol základem téměř všech alkoholických nápojů, především vodky, ginu, rumu, koňaku, whisky a piva. V malém množství se alkohol nachází také v nápojích, které se získávají fermentací, například v kefíru, koumissu a kvasu. Nejsou však klasifikovány jako alkohol, protože koncentrace alkoholu v nich je velmi nízká. Obsah etanolu v čerstvém kefíru tedy nepřesahuje 0,12 %. Ale pokud se usadí, pak může koncentrace stoupnout na 1 %. V kvasu je trochu více ethylalkoholu (až 1,2%). Nejvíce ze všeho alkoholu je obsažen v koumiss. V čerstvém mléčném výrobku je jeho koncentrace od 1 do 3 % a v usazeném dosahuje 4,5 %.
Ethylalkohol je dobré rozpouštědlo. Tato vlastnost umožňuje jeho použití v potravinářském průmyslu. Ethanol je rozpouštědlo pro vůně. Navíc se dá použít jako konzervant pečiva. Je registrován jakopotravinářská přísada E1510. Ethanol má energetickou hodnotu 7,1 kcal/g.
Účinek etanolu na lidské tělo
Výroba etanolu byla zavedena po celém světě. Tato cenná látka se využívá v mnoha oblastech lidského života. Alkoholové tinktury jsou léky. Jako dezinfekční prostředek se používají ubrousky napuštěné touto látkou. Jaký vliv má ale etanol na naše tělo při jeho požití? Je to užitečné nebo škodlivé? Tyto problémy vyžadují podrobné studium. Každý ví, že lidstvo po staletí konzumuje alkoholické nápoje. Ale teprve v minulém století problém alkoholismu nabyl velkých rozměrů. Naši předkové pili kaši, medovinu a dokonce i dnes tolik oblíbené pivo, ale všechny tyto nápoje obsahovaly nízké procento etanolu. Nemohly tedy způsobit výraznou újmu na zdraví. Ale poté, co Dmitrij Ivanovič Mendělejev zředil alkohol s vodou v určitých poměrech, vše se změnilo.
V současnosti je alkoholismus problémem téměř ve všech zemích světa. Jakmile je alkohol v těle, má patologický účinek na téměř všechny orgány bez výjimky. V závislosti na koncentraci, dávce, cestě vstupu a trvání expozice může ethanol vykazovat toxické a narkotické účinky. Je schopen narušit fungování kardiovaskulárního systému, přispívá k výskytu onemocnění trávicího traktu, včetně žaludečních a dvanáctníkových vředů. Pod narkotickým účinkem se rozumí schopnost alkoholu způsobit strnulost, necitlivost k bolestipocity a inhibice funkcí centrálního nervového systému. Navíc má člověk alkoholické vzrušení, velmi rychle se stává závislým. V některých případech může nadměrná konzumace etanolu způsobit kóma.
Co se děje v našem těle, když pijeme alkoholické nápoje? Molekula ethanolu je schopna poškodit centrální nervový systém. Pod vlivem alkoholu se v nucleus accumbens, u osob s výrazným alkoholismem a v orbitofrontální kůře uvolňuje hormon endorfin. Navzdory tomu však ethanol není uznáván jako narkotická látka, ačkoli vykazuje všechny odpovídající akce. Ethylalkohol nebyl zařazen na mezinárodní seznam kontrolovaných látek. A to je kontroverzní téma, protože při určitých dávkách, konkrétně 12 gramů látky na 1 kilogram tělesné hmotnosti, vede etanol nejprve k akutní otravě a poté ke smrti.
Jaké nemoci způsobuje etanol?
Roztok ethanolu sám o sobě není karcinogen. Ale jeho hlavní metabolit, acetaldehyd, je toxická a mutagenní látka. Kromě toho má také karcinogenní vlastnosti a vyvolává rozvoj rakoviny. Jeho kvality byly studovány v laboratorních podmínkách na pokusných zvířatech. Tyto vědecké práce vedly k velmi zajímavým, ale zároveň alarmujícím výsledkům. Ukazuje se, že acetaldehyd není jen karcinogen, může poškodit DNA.
Dlouhodobé užívání alkoholických nápojů může u člověka způsobit onemocnění, jako je gastritida, cirhóza jater, vředy12-ti tlustého střeva, rakovina žaludku, jícnu, malého a konečníku, kardiovaskulární choroby. Pravidelné požívání etanolu v těle může vyvolat oxidační poškození mozkových neuronů. V důsledku poškození hematoencefalické bariéry umírají. Zneužívání nápojů obsahujících alkohol vede k alkoholismu a klinické smrti. Lidé, kteří pravidelně pijí alkohol, mají výrazně vyšší riziko srdečního infarktu a mrtvice.
To ale nejsou všechny vlastnosti etanolu. Tato látka je přirozeným metabolitem. V malých množstvích může být syntetizován v tkáních lidského těla. Říká se tomu pravý endogenní alkohol. Vyrábí se také v důsledku rozkladu uhlohydrátových potravin v gastrointestinálním traktu. Takový ethanol se nazývá „podmíněně endogenní alkohol“. Dokáže běžný alkohol tester určit alkohol, který se v těle syntetizoval? Teoreticky to možné je. Jeho množství zřídka přesahuje 0,18 ppm. Tato hodnota je na spodní hranici nejmodernějších měřicích přístrojů.
