Čo je alkohol?

Spoznajte chemickú štruktúru a fyzikálne vlastnosti alkoholu a spôsob jeho výroby.

Alkohol je skupina molekúl v rámci tzv. organických zlúčenín. Všetky alkoholy obsahujú jednu alebo viac OH (hydroxidových) skupín pripojených k reťazcu atómov uhlíka.

Alkohol používaný v pive, víne a liehovinách sa nazýva etanol. Etanol sa skladá z uhlíka (C), vodíka (H) a kyslíka (O). Etanol sa píše ako CH3CH2OH. Etanol je číry ako voda. Etanol má bod varu 78,4 °C, čo znamená, že vrie pri nižšej teplote ako voda, ktorá vrie pri 100 °C. Bod tuhnutia etanolu je približne -114 °C. Hustota etanolu je 0,789 g/cm3, čo znamená, že je ľahší ako voda, ktorej hustota je 1 g/cm3. Okrem toho má etanol charakteristický zápach a pálivú chuť. Etanol sa ľahko vznieti a horí slabým modrastým sfarbením.

Alkohol je organické rozpúšťadlo

Alkohol má zvláštnu vlastnosť: dokáže sa rozpúšťať vo vode a zároveň rozpúšťať tuky. Súvisí to so štruktúrou molekuly alkoholu. Na jednom konci je molekula hydrofilná - to znamená, že "miluje vodu", čo znamená, že sa na tomto konci môže viazať voda. Na druhej strane je molekula hydrofóbna - to znamená, že "neznáša vodu". Tento koniec je preto vodoodpudivý - na oplátku sa môže viazať na tuk, ktorý sa potom môže rozpúšťať. Táto schopnosť sa využíva v detergentoch. Alkohol je dobrý čistiaci prostriedok, pretože sa dokáže rozpúšťať vo vode a zároveň rozpúšťať mastnotu. Napríklad pri čistení okien môže alkohol v čistiacom prostriedku rozpúšťať mastné škvrny na skle. A zároveň sa mastnota a alkohol môžu rozpúšťať vo vode, takže z okna môžete odstrániť mastnotu, vodu aj alkohol. Je to tá istá rozpúšťacia schopnosť, ktorá umožňuje alkoholu poškodiť váš mozog. Je to preto, že nervové bunky sú izolované tukom. To okrem iného spôsobuje, že nervové signály sa šíria rýchlo a na správne miesta v mozgu. Ak ste pili alkohol, krvou sa vám dostáva do mozgu. Tu sa začne rozkladať tuk okolo mozgových buniek. To môže narušiť signály - stanete sa letargickí a vaša schopnosť reagovať sa spomalí.

Alkohol v každodennom živote

Alkohol je účinná droga. Nachádza sa v mnohých rôznych výrobkoch, ktoré nie sú určené na konzumáciu alebo pitie. Patria medzi ne:

• Dezinfekčný prostriedok na ruky. Obsah alkoholu je tu vysoký (viac ako 60 %), pretože vysoké koncentrácie alkoholu ničia baktérie a vírusy.
• Liehoviny pre domácnosť
• Palivo, napríklad bioetanol
• Benzín
• Chladiaca kvapalina

Parfumy, lepidlá a farby, pri ktorých alkohol zvyšuje tekutosť výrobku. Napríklad po natretí steny sa rozpúšťadlo odparí a farba stvrdne. Keď sa alkohol odparí, môže sa dostať do pľúc, kde sa vstrebáva do krvi. Pri práci s farbami obsahujúcimi alkoholy je preto dôležité chrániť sa ochranou dýchacích ciest.

Výroba alkoholu

Alkohol sa dá vyrobiť rôznymi spôsobmi. Najbežnejší postup sa používa už mnoho storočí. Ide o výrobu organických produktov obsahujúcich cukry a ich fermentáciu. Môžu to byť zemiaky alebo ovocie.

Na výrobu alkoholu musí kvasenie prebiehať bez prístupu kyslíka. Preto musí kvasenie prebiehať v uzavretej nádobe. Kvasením bez kyslíka vzniká alkohol aj oxid uhličitý. Ak kvasinkové bunky dostanú kyslík, namiesto alkoholu a oxidu uhličitého produkujú vodu a oxid uhličitý. Oxid uhličitý sa pri izbovej teplote stáva plynom a pri kvasení sa vyparuje.

Keď kvasinkové bunky spaľujú cukor, získajú z neho najviac energie, ak je prítomný kyslík. Potom kvasinkové bunky úplne premenia cukor na oxid uhličitý a vodu. V uzavretej fermentačnej nádobe však kvasinkové bunky spotrebujú kyslík. Z cukru sa teraz získa menej energie a namiesto oxidu uhličitého a vody sa produkuje alkohol a oxid uhličitý.

Alkohol je pre kvasinkové bunky toxický. Keď koncentrácia alkoholu vo fermentore dosiahne približne 12 %, rast kvasinkových buniek sa zastaví. To znamená, že sa už nevyrába žiadny alkohol. Ak chcete dosiahnuť vyššiu koncentráciu alkoholu ako 12 %, alkohol sa musí destilovať. Destilácia znamená oddelenie dvoch alebo viacerých látok varením.

Destilácia alkoholu

Alkohol sa destiluje už stovky rokov - napríklad na výrobu silných alkoholických nápojov, ako je koňak, z vína a piva. Pri destilácii musíte poznať bod varu jednotlivých látok v zmesi, ktorú chcete destilovať. Napríklad pri zahrievaní zmesi vody a alkoholu sa etanol začne odparovať skôr ako voda, pretože etanol vrie už pri 78,4 °C. Výpary z etanolu sa teraz môžu zachytávať do tzv. prehĺtacej trubice. Ide o špirálu z rúrok umiestnenú v nádobe so studenou vodou, ktorá spôsobuje kondenzáciu etanolových pár, t. j. ich spätnú premenu na kvapalinu. Kvapalina - alebo kondenzát - je etanol, ktorý sa teraz môže zhromažďovať v sklenenej nádobe

Chyby sa môžu vyskytnúť pri fermentácii aj destilácii. To môže viesť k tvorbe metanolu. Metanol sa ťažko zisťuje, pretože nemá žiadnu zvláštnu vôňu ani farbu. Je nebezpečné piť metanol. V priebehu 12-24 hodín môžete dostať bolesti hlavy, nevoľnosť, vracanie a bolesti žalúdka. Poškodenie je vážne a hrozí riziko zhoršeného videnia alebo slepoty, tras, stuhnutosť, mechanické pohyby a v prípade veľkého množstva aj kóma a smrť.