Спирты: их номенклатура, физические и химические свойства

Здравствуйте дорогие читатели моего блога! После прошедшего праздника я подумал: зачем придумали водку, и кто изобрел спирт? Оказалось, алкогольные напитки известны еще со времен средневековья.

Впервые их получили алхимики в опытах по изобретению философского камня, они вывели формулу нового вещества, распробовав которое, наделили чудотворными свойствами и назвали живой водой.

Идеальное процентное соотношение 40% спирта и 60% воды составил известный в России химик-изобретатель Дмитрий Менделеев. Сейчас рассмотрим подробнее историю создания самого знаменитого алкогольного напитка.

Что привело к появлению алкогольных напитков

Получить спирт возможно из любых продуктов брожения. В организме также производятся спирты после употребления кисломолочных продуктов или фруктов.

Конечно организм человека воспроизвести нельзя, но в искусственных условиях получить спирт стало возможно только после изобретения прибора, который мог обеспечить перегонку перебродивших продуктов. В ее основе – испарение с дальнейшей конденсацией паров в спиртовой раствор (процесс дистилляции).

Сведения о первооткрывателях противоречивы. Из одних источников известно, что перегонку браги открыли в Средней Азии арабы. Относят это открытие еще до наступления десятого века.

Другие, считают, вполне обосновано, что алхимики средневековья, стараясь найти философский камень, без труда изобрели процесс перегонки, который в последующем назвали дистилляцией.

Кто, когда и где изобрел на самом деле

Как человечество открыло для себя алкоголь, не знает никто. Археологи выяснили, что папуасы новой Гвинеи еще не могли разжечь огня, но уже умели делать хмельные напитки. Самые ранние графические упоминания о винах были зафиксированы в IV тыс. до н. э. Черепки сосудов из глины с остатками на них винных следов датируются еще более ранним периодом. Но, крепкие напитки в те времена еще не были изобретены.

Дистилляцию жидкостей впервые описал величайший философ Древней Греции – Аристотель, рожденный в 384 году до н. э. Надо думать, что подобные опыты по добыче спирта проводились и раньше, просто об этом нет документальных свидетельств.

Первый напиток, напоминающий водку был изобретен персидским врачом Ар-Рази. Перегон спиртосодержащих элементов позволил выявить этиловый спирт. Это дало основание для возникновения алкогольных напитков.

Но арабы не принимали спирт внутрь, использовался он в качестве медицинских и косметологических средств.

В средних веках алхимики разрабатывали и совершенствовали различные техники и способы перегонки бродящего сырья в «душу вина». Кто первым придумал спирт, наверное, навсегда останется тайной для человечества.

Кто открыл первый кабак в Москве

В пятнадцатом веке производство хлебного вина монополизировал Иоанн Третий. А уже Иван Грозный открыл первое питейное заведение – «Царев кабак». В меню входило только несколько видов водки. Никакие закуски не продавались, что приводило к очень быстрому опьянению. С этого времени начинает отсчет статистики разбоев, травматизма и коррупции на почве пьянства.

С 1649 года начинают в России борьбу с пьянством. Создается царский указ, который повышает цену на водку в разы, и регламентирует продажу в одни руки только одной чарки (143.5 гр). Закон не имел силы в обществе.

Номенклатура спиртов.

Для распространенных спиртов, имеющих простое строение, используют упрощенную номенклатуру: название органической группы преобразуют в прилагательное (с помощью суффикса и окончания «овый

») и добавляют слово «спирт»:

В том случае, когда строение органической группы более сложное, используют общие для всей органической химии правила. Названия, составленные по таким правилам, называют систематическими. В соответствии с этими правилами, углеводородную цепь нумеруют с того конца, к которому ближе расположена ОН-группа. Далее используют эту нумерацию, чтобы указать положение различных заместителей вдоль основной цепи, в конце названия добавляют суффикс «ол» и цифру, указывающую положение ОН-группы (рис. 4):

Рис. 4. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ НАЗВАНИЯ СПИРТОВ

. Функциональные (ОН) и замещающие (СН3) группы, а также соответствующие им цифровые индексы выделены различающимися цветами.

Систематические названия простейших спиртов составляют по тем же правилам: метанол, этанол, бутанол. Для некоторых спиртов сохранились тривиальные (упрощенные) названия, сложившиеся исторически: пропаргиловый спирт НСєС–СН2–ОН, глицерин HO–СH2–СН(ОН)–CH2–OH, пентаэритрит С(СН2ОН)4, фенетиловый спирт С6Н5–CH2–CH2–OH.

Реформа Екатерины

Заботясь о казне в период Северной войны, Петр Первый водит налог на производство и продажу водки. Уже Екатерина Вторая освобождает от налогов производителей спиртных напитков, но водка должна была изготавливаться особым методом и только высшим сословьем. Остальные слои общества могли ее только покупать.

Отныне водка, после перегонки, очищалась коагулянтами. В качестве очищающих средств использовались белки, как правило, молочные или яичные. Суть метода: белок попадая в спирты начинает сворачиваться вместе с содержащимися в нем сивушными маслами.

Полученная смесь выпадает в осадок, который составлял значительную часть продукта. На шесть литров очищенной водки приходится литр молока или пол литра яичных белков.

Затем придумали в состав водки вводить специальные ароматизаторы. На то время, это были натуральные добавки из аниса, лимона, перца, мяты, укропа и другие.

Название соответствовало добавленным продуктам: Анисовая, Лимонная, Хренная, Укропная. Богатые сословья имели весь список продукции: от А до Я. В моду входили коктейли из различных видов водки.

Меру «пол литра» также придумали на Руси. Ее предшественник – штоф (1.23 л). Была точная мера веса: масса ведра водки составляла 30 фунтов. Это исключало фальсификации, потому что вода тяжелее спирта, что увеличивает общий вес.

Получение спиртов.

Некоторые из показанных выше реакций (рис. 6,9,10) обратимы и при изменении условий могут протекать в противоположном направлении, приводя к получению спиртов, например при гидролизе сложных эфиров и галогенуглеводородов (рис.11А и Б, соответственно), а также гидратацией алкенов – присоединением воды (рис.11В).

Рис. 11. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ ГИДРОЛИЗОМ И ГИДРАТАЦИЕЙ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Реакция гидролиза алкенов (рис. 11, схема В) лежит в основе промышленного производства низших спиртов, содержащих до 4 атомов С.

Этанол образуется и при так называемом спиртовом брожении сахаров, например, глюкозы С6Н12О6. Процесс протекает в присутствии дрожжевых грибков и приводит к образованию этанола и СО2:

С6Н12О6® 2С2Н5ОН + 2СО2

Брожением можно получить не более чем 15%-ный водный раствор спирта, поскольку при более высокой концентрации спирта дрожжевые грибки погибают. Растворы спирта более высокой концентрации получают перегонкой.

Метанол получают в промышленности восстановлением монооксида углерода при 400° С под давлением 20–30 МПа в присутствии катализатора, состоящего из оксидов меди, хрома, и алюминия:

СО + 2 Н2® Н3СОН

Если вместо гидролиза алкенов (рис. 11) проводить окисление, то образуются двухатомные спирты (рис. 12)

Рис. 12. ПОЛУЧЕНИЕ ДВУХАТОМНЫХ СПИРТОВ

Появление крепкого алкоголя в Европе

В 1881 г. водка стала одним из основных экспортируемых продуктов России. Впервые ее презентовали во Франции, где она пришлась по вкусу самому изысканному обществу. Через 10 лет Николай Первый отменил в России государственную монополию спиртных напитков.

Это привело к обогащению определенного круга людей. С 1851 года внедряется откупно-акцизная система. Государство производит алкоголь, и реализует его откупщикам. Затем внедрили акцизную систему.

Недоступность качественного товара для низших слоев привело к тому, что придумали производство из низкокачественного картофельного сырья. Это вызвало рост алкоголизма и ударило по здоровью нации, что снизило доходы и привело к фальсификациям.

С 1881 года государство стало разрабатывать меры по борьбе с пьянством:

1. Разрешили продавать водку маленькими порциями (ранее «на вынос» разливали напиток в ведра, потому что бутылки на Руси не производились).
2. Обязали продавать алкогольные напитки в заведениях, где готовили закусочные блюда (трактирах).

В последствии качественная ржаная водка производилась на экспорт, а в России довольствовались дешевым картофельным суррогатом.

Применение

Сложно ответить и на вопрос, зачем придумали алкоголь. Что любопытно, винный напиток применяли почти все народы. Это совершенно не зависело от географии проживания. Исключением являлись северные народы. Причина была одна – отсутствие сырьевых компонентов для приготовления вина. В те времена представители этих народностей вместо алкоголя употребляли соответствующие грибы.

Зачем придумали алкоголь, сложно сказать. Известно, что древние племена применяли вино как неотъемлемую часть некого ритуала. Таким способом люди пытались общаться не только с богами, но и с умершими. Алкоголь помогал преодолеть человеку страхи перед природными силами и невзгодами той эпохи.

Немногим позднее возник и обряд побратимства. В винный напиток добавляли капли крови участников этого ритуала. После сосуд с жидкостью пускался по кругу. Вероятно, отсюда и появилась традиция собирать гостей. Ее обязательное условие – бутылка вина на столе.

А жители Древней Эллады искренне верили в божество – в Диониса. Этому богу виноделия даже посвящали особые торжества. Они назывались дионисиями. Как правило, на празднике было огромное количество спиртного.

Интересно, что многие исторические источники упоминают, в том числе, о злоупотреблении спиртными напитками. Так, в воинственной Спарте вообще спаивали своих рабов, чтобы наглядно продемонстрировать представителям молодого поколения негативные последствия употребления спиртного. А вот в Древней Индии женщинам категорически было запрещено пить алкоголь.

Менделеев «нахимичил»

В целях улучшения качества отечественного продукта в 1894 году изготовление водки передано на государственные предприятия. Была созданная программа, рассчитанная на несколько лет, и комиссия, возглавил которую известный химик Менделеев. Были поставлены задачи:

• Разработать технологии глубокой очистки продукта;
• Пропагандировать культуру правильного потребления водки;
• Улучшить условия в местах общественного питания.

В целом меры должны были привести к ликвидации самогоноварения и снизить вредные последствия.

Особые заслуги в разработки качественного напитка принадлежат Менделееву. Он исследовал реакции, происходящие при соединении водки с водой. Впервые доказано, что в результате смешения водки с водой происходит уменьшение объема.

Поэтому чем больше градус, тем меньше объем. Например, при смешивании спирта с равным количеством воды, получится меньше объем, чем обычно. Менделеев изобрел формулу смешения водки с водой на основе массы веществ.

Он доказал, что для идеального соотношения, на одну молекулу спирта должно приходится три H2O. Наибольшее сжатие получается при соотношении 45.88% спирта на 54.12% воды. Это дает 40 градусный напиток, который можно получить только при измерении ингредиентов объемами.

Вес литра качественной водки составляет 953 грамма. Увеличение веса приводит к снижению крепости и наоборот. Стандарт качественной водки запатентован в России в 1894 г, ее название – «Московская особенная».

Принятые меры привели к упорядочению торговли (она велась строго регламентировано по времени), наполнению бюджета и сокращению пьянства.

Так произвели водку, которая известна в современном мире. История ее создания долгая и трагическая, переплетается с безмерным обогащением и нищетой. Используйте этот продукт с пользой для здоровья. Подписывайтесь на мой блог, оставляйте отзывы, и делитесь рецептами крепких, полезных напитков.

Всего доброго!

Дорофеев Павел.

Интересные факты

В русском языке слово «спирт» появилось во времена правления Петра Первого. Мы уже говорили о том, что основой для него стало на латыни «spiritus vini», что обозначало «дух вина». Чтобы получить пищевой спирт, используют сахарную свеклу, зерновые, картофель, виноград, а также другие фрукты и плоды. Для технического спирта нужны древесина, нефтепродукты или прочие отходы сельскохозяйственной продукции. Получение этилового спирта требует разогрева до температуры 78 градусов Цельсия.

Злоупотребление спиртосодержащими продуктами вызывает алкоголизм. Главный нарколог в Министерстве здравоохранения Российской Федерации предупреждает, что в России по состоянию на 2014 год официально числилось 2,7 миллионов больных алкогольной зависимостью и вызванными напитком психическими расстройствами. Таким образом, около 2 процентов всего населения страдают от проблемы. По информации, публикуемой ВОЗ, в 2014 году Молдова опередила нашу страну в рейтинге населения, употребляющего горячительные напитки. За ней следуют Чехия, Венгрия, Россия и Украина. Наиболее трезвым посчитали граждан Афганистана.