Что будет если смешать этиловый и изопропиловый спирт
Как изготовить незамерзайку за 5 минут в домашних условиях
Если вы пользуетесь автомобилем практически каждый день, то покупать постоянно специальную жидкость в магазинах может быть слишком дорого. Однако вместо незамерзайки покупной можно заливать в бачок собственноручно изготовленную, ведь сделать незамерзайку своими руками совсем нетрудно, и конечно, она обойдется гораздо дешевле.
Из чего можно сделать незамерзайку?
Изготовление незамерзайки требует наличия определенных компонентов, наиболее доступными из них считаются:
Учитывая все минусы и плюсы данных спиртов, наиболее рациональным видится использование изопропилового спирта для незамерзайки. Он известен своей хорошей стойкостью к температурам, а также безопасен для водителя и пассажиров.
Приготовление домашней незамерзайки на основе изопропилового спирта
Состав незамерзайки довольно прост: вода, изопропиловый спирт и моющее средство. Компоненты надо просто смешать в нужных пропорциях.
Шаг 1. Для начала возьмем подходящую канистру и наливаем в нее 2 литра воды. Поскольку вода из-под крана слишком жесткая, то ее нужно отфильтровать с помощью обычного бытового фильтра либо оставить ее постоять на несколько дней. Для приготовления незамерзайки в домашних условиях можно также использовать дистиллированную воду, что поможет избежать повреждения системы стеклоочистителей. Ведь некачественная вода оставляет со временем ржавчину, белые следы, налет на форсунках стеклоочистителей, внутри насоса бачка стеклоочистителей.
Шаг 2. Затем к воде добавляем 2 литра изопропилового спирта. Такой концентрации будет вполне достаточно для холодной погоды в большинстве случаев. Однако можно варьировать пропорции, исходя из температурных условий. Правило такое: чем холоднее, тем больше доля изопропилового спирта в составе незамерзайки. С определением пропорций изопропанола вам поможет следующая таблица:
| Концентрация спирта об % | Концентрация спирта масса % | Температура замерзания °C |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 10 | 8 | −4 |
| 20 | 17 | −7 |
| 30 | 26 | −15 |
| 40 | 34 | −18 |
| 50 | 44 | −21 |
| 60 | 54 | −23 |
| 70 | 65 | −29 |
| 80 | 76 | −37* |
| 90 | 88 | −57* |
| 100 | 100 | −90* |
Шаг 3. Еще одним компонентом в составе незамерзающей жидкости является моющее средство. Маленького колпачка на канистру в 5 литров будет вполне достаточно. Больше не нужно, чтобы избежать повышенного пенообразования, это будет неудобно для очистки стекол. Нужно выбирать качественное бытовое средство для мытья посуды, в составе которого нет хлора.
Шаг 4. Последнее, что вам останется сделать для получения домашней незамерзайки – это закрыть крышку и хорошенько взболтать содержимое. Изготовление незамерзающей жидкости отнимет у вас лишь несколько минут.
Проверка домашней незамерзайки на качество
Перед тем, как наливать полученную жидкость в машину, вам стоит проверить ее надежность. Для этого налейте небольшое количество жидкости в тару и поставьте на несколько часов ее на мороз. Если эта жидкость замерзнет либо станет гелеобразной, тогда добавьте в незамерзайку еще изопропанола, это усилит свойства незамерзайки.
Внимание! Храните незамерзающую жидкость для автомобилей в недоступных для детей местах.
Из чего еще можно сделать незамерзайку своими руками?
Сырьем для изготовления незамерзайки могут послужить и другие химические компоненты. Вот несколько доступных в быту рецептов незамерзайки:
Техника пользования незамерзайкой
1. Приготовленную незамерзайку залейте в бачок омывателя автомобиля. Как это правильно сделать, подсказывает видео, его полезно посмотреть начинающим водителям:
Необязательно перед этим выкачивать всю воду. Можно незамерзайкой заполнить лишь половину объема. В случае высокого качества жидкости она уже не замерзнет.
Запомните: “под завязку” заливать незамерзайку нельзя.
2. Прокачайте систему омывателя. Так необходимо сделать, чтобы летняя омывающая жидкость или вода вышли из шлангов, ведь они не способны держать низкие температуры. Незамерзайка для авто обычно имеет характерный запах из-за изопропилового спирта. Во время прокачивания системы омывателя вы сразу же почувствуете его. Это будет означать, что незамерзайка уже растеклась по системе.
Если вы не почувствуете запаха, проверьте так: нажмите на кнопку омывателя и на протяжении 30 секунд попрыскайте на стекла. Этого будет вполне достаточно, чтобы незамерзающая жидкость попала в систему омывателя.
Ну вот, теперь вы знаете как сделать незамерзайку для автомобиля своими руками и не переплачивать производителям. Изопропанол для незамерзающей жидкости вы можете купить в нашей компании.
Анализ спиртов. Незамерзающая жидкость своими руками
Конечно же, надежд эта фирма уже какой раз не оправдала, развевая ужасающий запах в салон, вместо обещанного запаха дыни. В принципе, запах — это терпимая мелочь, но вечером этого же дня у меня отказал датчик уровня омывающей жидкости (уже починил), о чём меня уведомил внезапно загоревшийся жёлтый значок на приборной панели.
Апогеем негативных впечатлений от этой жидкости стала плохо брызгающая правая форсунка омывателя стёкол. Каждой зимой пассажирская форсунка брызгает очень неуверенно, но я наивно полагал, что это происходит из-за отрицательной температуры и очень малого количества жидкости в форсунке. Сейчас это произошло в +5°C, ни о каком подмерзании речи и быть не может! Возможно, что поломка датчика и плохо брызгающая форсунка не связаны с жижей Liquy Moly, но этих совпадений мне достаточно. В который раз я зарёкся не приобретать продукцию этой фирмы, кроме, может быть, средства для чистки наружней поверхности радиатора. Маркетинг дело великое, скорее всего я потом опять наступлю в то же го на те же грабли, но это уже совсем другая история.
Продолжая выбирать незамерзайку я также прочитал о свойствах трёх спиртов, которые могут использоваться при её производстве: изопропилового, метилового и этилового. Поэтому зайдя по дороге в тот же магазин я уже не стал брать опять появившуюся в продаже жидкость Spectrol.
У неё изменился цвет крышки, с чёрного на жёлтый, появились отличия в материале наклейки и, по-моему, как-то поменялись надписи, как минимум на задней этикетке. Производитель остался тот же. В магазине расположилась табличка косвенно показывающая ухудшение качества и появление сильного запаха от омывайки.
Конечно, ведь выводить из производства и оборота незамерзайку приносящую стабильный доход не хочется, а вытянуть на доверии ещё можно, поэтому вопрос с её продажей был решён к сезону.
Ниже приведу важную информацию, которую я вычитал про спирты.
Источники: Википедия, немного разрозненных статей найденных через поисковик.
Бесцветная жидкость с характерным спиртовым запахом, более резким, чем у этанола. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров изопропанола в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м³, в атмосферном воздухе населенных мест 0.6 мг/м³. Класс опасности III. Изопропиловый спирт значительно менее летуч, чем, например, этанол. При длительном воздействии больших концентраций паров вызывает головную боль, оказывает раздражающее воздействие на глаза и дыхательные пути. Может оказывать угнетающее действие на центральную нервную систему. Воздействие на уровне, значительно превышающем ПДК, может вызвать потерю сознания. Отравление изопропиловым спиртом возникает нечасто.
Бесцветная жидкость с алкогольным запахом (запах этилового спирта). ПДК метанола в воздухе рабочей зоны равна 5 мг/м³, в атмосферном воздухе населенных мест 1 мг/м³. Класс опасности III. Наиболее легкая форма отравления характеризуется наличием головной боли, общей слабостью, недомоганием, ознобом, тошнотой, рвотой. Более тяжелая форма отравления уже в самом начале проявляется поражением зрительного нерва и сетчатой оболочки глаз и сопровождается потерей зрения. Токсичность метанола состоит в том, что при попадании в организм он с течением времени окисляется до ядовитого формальдегида, который вызывает слепоту, вредно влияет на нервную систему, вступает в реакции с белками.
Бесцветная жидкость с характерным запахом. ПДК этанола в воздухе рабочей зоны равна 1000 мг/м³, в атмосферном воздухе населенных мест 5 мг/м³. Класс опасности IV. Способен вызвать кому, ступор, нечувствительность к боли, угнетение функций ЦНС.
Составил наглядную таблицу температуры замерзания раствора спиртов с водой. Данные брал с этого сайта (The Engineering ToolBox).
Есть вариант приобретения незамерзайки у торговцев вдоль дорог, в надежде на метанольную омывайку, но нет никаких гарантий в её качестве и составе. Точнее есть гарантии плохого качества, если она и не будет замерзать, то забьёт отложениями красителя и моющего средства систему омывания стёкол, а может и метанола там будет столько, что использовать её будет совсем небезопасно.
Итогом стало решение самостоятельно развести незамерзающую омывающую жидкость на основе этилового спирта.
Использование особо вредных изопропилового и метилового спиртов в домашних условиях может быть очень опасно для жизни и здоровья, не рискуйте!
Соблюдайте технику безопасности при работе с этиловым спиртом! Работы проводите в хорошо проветриваемом помещении. Рекомендуется использование респиратора и резиновых перчаток. Избегайте попадания на кожу и слизистую оболочку.
Для разведения зимнего раствора размечаем канистру с отсечками по 0.5 л (10%), начиная от 2.5 л. Поскольку практичнее в канистру сначала налить воду в раковине, из крана фильтра, то помечаем риски по уменьшению концентрации спирта и увеличению температуры до верхней части канистры, начиная с середины. Разметку делал доливая по поллитра воды из мерной ёмкости. Получается удобная шкала для приготовления раствора. Если опытным путём выяснится, что отмеченные температуры несколько ниже реальных температур замерзания, то пометки маркером можно будет легко стереть тем же самым спиртом.
Теперь наливаем туда необходимое для приготовления раствора количество воды, в зависимости от предполагаемой уличной температуры. Не забываем добавить средство для мытья посуды (одного-двух нажатий дозатором вполне хватит) и немного взболтать. Получается некоторое количество летней омывающей жидкости.
Доливаем до 5 л вещество IV-го класса опасности и опять немного взбалтываем. Незамерзайка готова!
По желанию, можно добавить какой-нибудь дополнительной отдушки: эфирное масло, душистые настойки, жидкий ароматизатор для салона и т.п. Отдушка должна быть жидкой, чтобы не царапать стекло и не засорять систему омывания. Количество отдушки выбирать исходя из её растворимости в различных концентрациях раствора спирта и воды, во избежание осадка.
Возможно, в морозы потребуется добавление гликолей. Они используются для понижения испаряемости спирта. Это необходимо во избежание ситуации, когда спирт со стекла испарился и на стекле замерзает оставшаяся плёнка воды. В небольшой минус этот недостаток устраняется хорошими щётками стеклочистителя, но при сильных морозах любая резинка уже задубеет. Думаю, может подойти добавка какого-нибудь дешёвого тосола, который содержит максимум этиленгликоля и минимум других добавок. Опять же важно будет добиться оптимальной пропорции, чтобы достичь нужного эффекта и избежать мутной плёнки на стекле от химии.
Хорошим дополнительным плюсом полного перехода на собственную омывайку стал выбор канистры. Выбрал канистру объёмом 5 литров приспособленную для хранения топлива.
Объём канистры позволяет заполнить до краёв бачок омывателя и сохранить в багажнике запас жидкости на «чёрный день». Канистра низкая и широкая, что позволяет ей не болтаться по всему багажнику. Т.к. предназначена для хранения топлива — имеет герметичную крышку, что предотвращает риск протечки, если вдруг она упадёт. Имеет удобную лейку для заливки жидкости в бачок.
Итоги сезона использования
Запах спирта есть. Он въедается в салон автомобиля, как и запах любой незамерзайки зимой. Немного помогает апельсиновое эфирное масло, для его полной растворимости я высчитал примерное соотношение: 1 капля на каждые 2 градуса цельсия под которые намешан раствор. Лично запах чувствуешь только сразу после омывания лобового стекла, но пассажиры отмечают присутствие запаха спирта даже если уже неделю не пользовались омывайкой. Сотрудники ГИБДД из машины высаживают, пытаются добиться признания употребления, но отмазаться довольно просто, если вы, конечно, не употребляли.
Текучесть великолепная! Нет никакого снижения напора жидкости которое у меня было с любой покупной незамерзайкой. Плёнка на стекле не остаётся, хорошо справляются щётки.
Приведённая таблица замерзаемости предельно точная. При понижении температуры ниже расчётной превращается в жёсткий снег. Можно есть как мороженое 😉
За сезон ушло 5 литров спирта, наводил
растворы по предполагаемой погоде.
_______________________
Обновлено 08.11.2017:
В запись добавлены возможные корректировки состава (отдушки, гликоли).
Обновлено 16.04.2018:
Добавлены итоги сезона использования.
_______________________
Новые интересные записи будут выходить в БЖ моей новой машины KIA Ceed Скрат 🌰
Незамерзайка для машины
Настали холода и пришло время сменить жидкость бачка омывателя лобового стекла с летней на зимнюю. Есть те, кто старается экономить деньги и покупает на обочинах вонючую, но дешёвую незамерзайку за 100 р, другие не экономят на здоровье и стараются покупать безопасную незамерзайку в магазинах, но в 2-3 раза дороже. А есть те, кто делает незамерзайку для себя сам и статья написана как раз для них.
Итак ИПС в продаже бывает следующих марок:
Обычно если вы покупаете ИПС в химических магазинах, то технического спирта вполне достаточно, он конечно попахивает, но отдушки эту проблему решают.
Скорее всего вы не станете связываться с покупкой этих веществ, поэтому людям далёким от химии советую использовать жидкий стиральный порошок, который вы может быть используете дома, например такой.
Во-вторых в состав полезно добавлять вещества препятствующие образованию изморози или ледяных узоров на стекле.
Когда вы брызгаете незамерзайку на стекло и дворники смахивают излишки жидкости со стекла, то вы можете наблюдать, как образуются эти узоры на стекле, а они очень сильно мешают. Образуются они из-за того что спирт быстро испаряется с поверхности стекла, а вода которая остаётся быстро замерзает. Чтобы такого не было в состав добавляют многоатомные спирты или гликоли, которые не замерзают и не испаряются быстрее воды. Например, можно использовать глицерин (но он сильно повышает вязкость незамерзайки и она плохо разбрызгивается) или Этиленгликоль (несколько токсичен!) или самый понтовый Пропиленгликоль. Всё это добавляется в количестве 1% от общего объёма.
5) Отдушка, краситель по вкусу в готовую смесь.
Сразу предупреждаю, что табличка ориентировочная и сделана на химически чистых исходных веществах и дистиллированной воде с применением мерной посуды соответствующего класса точности, поэтому у меня она работает. Как вы будете её готовить и из чего мне не известно, поэтому претензии, что мол «я смешал, а у меня всё замёрзло», не принимаются. Работайте над собой!
Ну и в конце если ваш внутренний еврей не даёт вам покоя, то вот вам себестоимость вашей хэндмэйд незамерзайки:
Никакой экономии, Карл!
Зато хэндмэйд, воняет приятно и безопасно для здоровья!
Для интересующихся темой, есть обсуждения различных экзотических составов на химических форумах, например здесь: http://www.chemport.ru/forum/viewtopic.php?f=29&t=40177&.
(голосом Дроздова) А теперь, мои дорогие читатели, я расскажу Вам, почему же появмлся запрет на метанолосодержашие жидкости. Все дело в том, в Европе для омывающих жидкостей применяют дешевый метиловый (реже этиловый) спирт. Для невозможности использования незамерзаек для приема внутрь в любом виде используется денатурирующая присадка. (битрекс)
У нас применение дешевого и очень эффективного метанола запрещено. Вместо него в качестве основы всех легальных незамерзаек применяется дорогой и вонючий изопропиловый спирт. Забавно, что ПДК изопропилового спирта 0,6 мг/м.куб, а для ядовитого метилового 1 мг/м.куб. Иными словами, изопропиловый спирт вреднее, и к пластикам, резинам и ЛКП относится агрессивнее.
Запрет же метанола (Онищенко)- уже следствие. А почему его запретили? Да потому что запрет протолкнул депутатик/пидарас, по совместительству- Водочный король, владелец завода в Черноголовке (Владельцами являлись — Лариса Пекарева (70 %, жена депутата Государственной думы Владимира Пекарева, алколоббиста)
Причина всех ваших слез и головных болей от вонючей незамерзайки- в прилагаемом фото.
Ответ на пост «На заметку»
Начну с самого важного. Если вы не уверены на 100%, что что-то можно есть/пить, есть это НЕЛЬЗЯ. Маленький эксперимент может закончиться инвалидностью или смертью.
К сожалению или к счастью, в повседневной жизни раздобыть метанол весьма проблематично. Я раздобыл грамм 100-150 его специально для ‘разбора полетов’. Будем смотреть наьметанол, этанол и изопропанол. Также нужно отметить, что метанол очень чистый(у биохимиков упер), этанол медицинский, изопропанол чда. для непойми какой чистоты спиртов все может получаться несколько иначе.
1. Макание раскаленной медной проволоки в глазупованные фарфоровые тигли со спиртами и обнюхивание.
На поверхности раскаленной меди образуется сколько-то оксида меди. Спирт на оксиде меди каталитически окисляется и образуется соответствующие альдегиды и всякое другое, скорее всего, тоже. После макания раскаленной проволоки в спирт, я дожидался, пока спирт перестанет кипеть, вынимал и нюхал проволоку, тушил пламя, ждал, пока остынеь спирт, нюхал его. Несколько раз.
Метод рабочий, но неудобный, слегка небезопасный, не очень надежный. Если это смесь.спиртов, то вообще без шансов.
2. Поджигание. Фаянсовые плиточки на полосах из муллит-кордиерита немного обливались и поджигались.
Метод явно не работает, у автора явно (сожа желтеет, не забываем) был очень грязный метанол. Интересно, что же за пакость в нем была.
Лига Химиков
1.2K поста 10.6K подписчиков
Правила сообщества
Старайтесь выбирать качественный контент и не ставьте теги моё на копипасты
Посты с просьбой решения домашнего задания переносятся в общую ленту
1. Оскорблять пользователей.
2. Постить материал далеко не по теме и непотребный контент (в остальном грамотно используйте теги)
3. Рекламировать сомнительные сайты и услуги коммерческого характера
Можно было остановиться на «не уверен на 100%» 🙂
Первая и базовая ошибка:
Исследователь СРАВНИВАЛ заведомо разные спирты.
Вот здоровый взгляд на предмет.
Приятно видеть столь аргументированный ответ.
О, ты раскачался на этот пост. Слава яйцам.
в апреле-мае, на изоляции, решил таки воплотить давнюю тему и выгнать чистый спирт.. два месяца ушло на тесты оборудования и могу сказать следующее:
1. я выбрал ректификацию, так как она позволяет оперировать формулами а не органолептикой, что зачастую очень субъективно. Да, аппаратура много дороже выходит, но по факту чистый продукт есть чистый продукт.
закуп спирта с официальных заводов даж не рассматриваю, в силу ряда причин вида егаис
«В общем случае, чем больше углерода, тем горячее пламя.»
А если посмотреть на пламя через спектроскоп?
Не-не-не, с марганцовкой метод рабочий, в лаборатории проверял. Избыток марганцовки в метаноле вызывает активное газообразование (СО2 выделяется), в этаноле – нет.
Если для опыта был взят медицинский этанол, то откуда ты в нем унюхал сивуху?
У меня самогон сивухой не пахнет ни разу.
Такое ощущение что автор писал сильно выпимши
2 раза в день?
Я вообще-то пытаюсь бросить пить.
Порошки друзья наши!
Кто-то уверен, что все пиво у нас фальсификат и производится как всем известный Юппи. Кто-то, что производители белые и пушистые и ничего кроме зерна, хмеля и дрожжей не использует. А по факту правда, как и всегда, посередине. И в пиве тоже.
Опытные пивовары уже давно догадались, что речь пойдет про большую группу ферментов, стабилизаторов и осветлителей. Но, не про обычную амилазу и бета-глюканазу, что есть в солоде изначально, а про поливинилпирролидон и его друзей.
Я думаю, никто не будет упрекать производителей в том, что те хотят максимально снизить издержки и повысить свою производительность. А здесь без дополнительных ингредиентов и ухищрений не обойтись.
Итак, все препараты можно разделить на несколько основных групп:
1) Повышающие эффективность затирания(добычу сахаров из зерна) солода низкого качества, либо с большой засыпью несоложеного зерна(до 50%). Ферменты данной группы позволяют быстро и качественно осахарить зерно и устранить проблемы с первой фильтрацией и промывкой. Как правило, используются комплексы ферментов, что так или иначе присутствуют в хорошем солоде. Например «МЭК ПП-1», в состав которой входят «Амилосубтилин», «Протосубтилин» и «Амилоризин». Комплекс обладает активностью а-амилазы, эндо и экзопептидаз, эндо и экзоглюканаз.
Но, есть и «отмороженные» добавки, например «Амилекс ЗТ». Термостабильная альфа-амилаза, полученная с использованием ГМО. Позволяет доосахаривать сусло при температурах до 111 градусов. По сути процесс осахаривания с успехом может идти во время фильтрации или перекачке в сусловарочный котел.
2) Улучшающие и ускоряющие брожение. Здесь задача одна, максимально быстро и чисто сбродить сусло. Применяется огромное количество различных добавок, от банальных подкормок в виде «Истфилда»(диаммония фосфат, сульфат марганца, сульфат цинка) до специальных, вроде альфа-ацетолактат декарбоксилазы. Внесение последней на главное брожение позволяет с успехом снизить наличие диацетила, ускорить процесс брожения и созревания пива и не повлиять на качество вкуса и пены.
3) Стабилизаторы и антиоксиданты. Сварить и сбродить пиво недостаточно. Нужно его сохранить, для этого применяют добавки, что увеличивают коллоидную стойкость пива и стойкость к окислению. В первом случае применяются продукты связывающие белковые соединения. От бентонита до, лучшего по своим качествам, поливинилпирролидона, по сути пластика. При этом он отлично связывает белки и фильтруется.
Во втором случае используются антиоксиданты, например «Антиокс стабильный». Уникальная добавка, что связывает кислород и в самом пиве и во внешней газовой среде до 4‑х раз. Что позволяет значительно увеличить стабильность и стойкость пива, непастеризованного, в том числе.
Про сульфиты вообще говорить не буду, их пихают в пиво вообще все подряд. Особенно крафтовики, со своим смузи)
Думаю, что на сегодня хватит, если понравилось, то пишите об этом в комментариях. Расскажу более подробно, либо накидаю ссылок на учебную литературу.
Задать вопрос можете здесь, либо напрямую в телеграм
Биотехнологии каменного века. Алкоголь у истоков человеческой истории
Девушка вручную перемалывает зёрна в поселении неолитической эпохи. Многие исследователи считают, что люди, возможно, начали выращивать зерно для приготовления пива, а не для хлеба. Самое старое зерновое пиво, по-видимому, датируется возрастом 13 000 лет. Его изготовление происходило на горе Кармель (Израиль), в натуфийской стоянке пещеры Ракефет. Анализ гранул крахмала, обнаруженных на внутренней поверхности некоторых ступок, выявил морфологические дефекты, типичные для тех, что образуются на этапах пивоварения (прорастание, измельчение и ферментативный гидролиз).
Пост является продолжением моего прошлого поста по истории химии каменного века, и освещает исторические темы через призму химических реакций и химических технологий, которые применялись на заре человеческой истории.
На заре человечества
В 2014 году профессор Калифорнийского университета в Беркли Роберт Дадли опубликовал книгу «Пьяная обезьяна: почему мы пьем и злоупотребляем алкоголем». Ученый выдвинул гипотезу о том, что влечение к этанолу и его потребление различными приматами может продолжаться десятки миллионов лет. Дрожжи, растущие на тропических плодах и внутри них, превращают глюкозу и другие сахара, содержащиеся в плодах, в этанол путем ферментации (более известной как брожение). Запах созревших фруктов, в которых уже начался процесс брожения, помогает приматам находить дефицитные калории в тропических дождевых лесах.
Таким образом, человек был знаком с алкогольным опьянением на протяжении всего своего существования.
Косвенным свидетельством употребления алкоголя человеком в первобытнообщинную эпоху служит то, что коренные американцы доколумбового периода ферментировали семена и корни, а также плоды диких растений. Причём речь идет о наиболее примитивных доземледельческих племенах Запада США, Большого бассейна, Аляски и Калифорнии. Кроме того, австралийские аборигены толкли камнем крупные плоды Пандануса, а затем опускали в воду на некоторое время так, что иногда там успевало начаться брожение. Получался своеобразный фруктовый сидр; потребление его в больших количествах на праздниках вызывало легкое опьянение.
Тем не менее, первые примеры приготовления алкоголя можно проследить только с эпохи неолита не ранее 10 000 лет назад, когда люди сменили образ жизни бродячих охотников на оседлую жизнь земледельцев. Целенаправленное приготовление алкогольных напитков было долгое время затруднено из-за отсутствия керамических сосудов, в которых можно хранить жидкие вещества и готовить пищу (об этом подробнее в прошлом посте).
Молодой шимпанзе использует губку для питья пальмового вина в Гвинее в Западной Африке. (Фото by Gaku Ohashi)
Молекула сахарозы, которую содержат сладкие плоды, представляет собой глюкозу связанную с фруктозой. Это основной углевод, делающий спелые плоды сладкими.
Алкогольная ферментация (она же брожение), представляет собой биологический процесс, который ряд микроорганизмов (главным образом некоторые виды дрожжей) используют для генерации клеточной энергии, превращая сахара, такие как сахароза, глюкоза, фруктоза, в этанол и диоксид углерода в качестве побочных продуктов.
Спиртовое брожение в большинстве случаев обеспечивают дрожжи, относящиеся к родам Schizosaccharomyces, Saccharomyces, а также Kloeckera, вызывающие спонтанное брожение виноградного сока. Дрожжи могут выдержать до 9—12% этанола по объёму. Большая концентрация этанола приводит к разрушению клеточных мембран. Хотя дрожжи расы sake, применяемые при приготовлении рисовой водки сакэ, могут выдержать до 18% этанола.
В упрощенной форме химическую модель процесса брожения я изобразил на картинке ниже, а также процесс метаболизма алкоголя в организме человека.
Схемы химических реакций, показывающие основные этапы метаболических превращений этанола. Серые шарики – углерод, красные – кислород, белые – водород. Глюкоза в процессе брожения превращается в этанол через пируват в виде промежуточного продукта (верхняя схема). Когда животные потребляют этанол, они расщепляют его на углекислый газ и воду (нижняя схема). Ацетальдегид это то вещество, по которому гаишник и начальник понимает, что гражданин не так давно употреблял алкоголь. Именно ацетальдегид отвечает за запах перегара и токсичное действие алкоголя на организм.
Ниже я более детально описал химизм образования алкоголя из сахаров в организме дрожжей. Те кто не любил в школе химию и биологию пропустите этот раздел до картинок с кувшинами.
Этап 1. На первом этапе спиртовой ферментации фермент инвертаза расщепляет гликозидную связь между молекулами глюкозы и фруктозы.
Этап 2. Затем каждая молекула глюкозы распадается на две молекулы пирувата в процессе, известном как гликолиз.
Если для нас алкопотребителей в данном уравнении важно образование двух молекул пирувата, из которых на следующем этапе появляется этанол, то для самих микроорганизмов в этом уравнении важно превращение АДФ (ADF, аденозиндифосфат) в АТФ (ATP, аденозинтрифосфат). АТФ это энергетическая валюта клеток, которая запасается в форме фосфатных связей (для этого там нужны два фосфата Pi). Именно в форме АТФ из глюкозы и извлекается энергия в клетках всех животных, грибов и растений. Похожие процессы окисления глюкозы с образованием пирувата и АТФ происходят и в человеческих клетках и служат основным источником энергии для жизнедеятельности. Только вот в человеческом организме глюкоза полностью окисляется до CO2 и H2O (аэробный гликолиз) или до лактата (анаэробный гликолиз), но не до этанола (к сожалению для многих).
Этап 3. В дрожжах же пируват вначале превращается в ацетальдегид. Реакция катализируется ферментом пируват декарбоксилазой (катализатор над стрелкой). При этом выделяется углекислый газ CO2. Это тот углекислый газ, который делает шампанское игристым.
Этап 4. Образовавшийся ацетальдегид присоединяет к себе водород, отщепляемый от НАДН, восстанавливаясь при этом в этанол. На этом же этапе регенерируется окисленный НАД+, необходимый для гликолиза (этап 2). Заметьте, что реакция катализируется ферментом алкоголь дегидрогеназа (катализатор над стрелкой). То есть тем же ферментом, что в организме человека отвечает за расщепление алкоголя. В дрожжах этот фермент работает в обратную сторону.
Первые алкогольные напитки в истории
1. Древнейшая китайская брага
Сырьё: рис, мёд, плоды боярышника и/или винограда
Сосуды раннего неолита с высокими горлышками и краями из поселения Цзяху в Китае. (Фото by Z Juzhong, University of Science and Technology in China). Источник.
Химический анализ древней органики, впитавшейся и сохранившейся в глиняных кувшинах из неолитической деревни Цзяху в провинции Хэнань Северного Китая показал, что смешанный ферментированный напиток из риса, мёда и фруктов производился еще 9 000 лет назад. Примерно в то же время, когда ячменное пиво и виноградное вино начали производиться на Ближнем Востоке.
Интересно отметить, что деревня Цзяху может быть родиной самой древней в мире письменности возрастом в 8600 лет. Для сравнения иероглифы Египта и шумерская клинопись появились не ранее 5300 лет назад. Жители этой китайской деревни знали толк в инновациях.
Оказывается вкус напитка, который готовили жители неолитического Китая 9000 лет назад можно оценить и сегодня. В 2005 году пивоварня Dogfish Head Brewery в Милтоне, штат Делавэр, США воссоздала этот напиток эпохи неолита и назвала его Chateau Jiahu. Расскажите как на вкус, если кто попробует.
Этикетка и бутылка напитка Chateau Jiahu (Шато Цзяху) от компании Dogfish Head Brewery. В соответствии с историческими данными, пивовары Dogfish используют мёд из апельсиновых цветов, мускатный виноградный сок, ячменный солод и плоды боярышника. Сусло ферментируется около месяца на дрожжах для саке, пока пиво не будет готово.
2. Самое древнее вино
Место: Шулавери-гора и Гадахрили-гора, Грузия
Основание кувшина эпохи неолита, обнаруженного в Грузии. Исследователи нашли остатки вина на черепках керамики на двух грузинских памятниках, датируемых 6000 годом до нашей эры. Источник.
Самые ранние свидетельства о виноградном вине и виноградарстве на Ближнем Востоке в эпоху раннего неолита ок. 6000 лет до н.э. было получено путём применения современных археологических, археоботанических, климатических и химических методов для анализа недавно раскопанных материалов, найденных в Грузии в древних поселениях Гадахрили-гора и Шулавери-гора. Древние люди Гадахрили-гора считаются первыми в мире виноделами. Существуют убедительные доказательства того, что они уже производили вино в больших масштабах уже в 6000 году до нашей эры. В восьми кувшинах были обнаружены химические маркеры вина.
Вино являлось важнейшим элементом западной цивилизации, где использовалось как лекарство, социальная смазка, вещество, изменяющее сознание, и высоко ценимый товар; вино стало центром религиозных культов, фармакопеи, кухни, экономики и общества на древнем Ближнем Востоке. Впоследствии винная культура распространилась по всему миру. Виноградарство иллюстрирует человеческую изобретательность в разработке методов садоводства и виноделия, таких как культивация, селекция желаемых качеств, разработка винных прессов и так далее. В дальнейшем эти технологии способствовали развитию сельского хозяйства в целом, а также развитию торговли и, как следствие, культурному обмену между древними цивилизациями.
3. Вино Хаджи Фируз Тепе
Винный кувшин из археологического места Хаджи Фируз Тепе, в Иране, около 5400 г. до н.э. Керамика, 32 х 33,4 см. Фото из коллекции Penn Museum.
До недавнего открытия более старых вин из Грузии (см. выше) вино, найденное на археологических раскопках Хаджи Фируз Тепе в Иране, считалось самым ранним вином в мире. После раскопок Хаджи Фируз Тепе исследователи проанализировали желтоватый осадок внутри кувшина и установили, что когда-то кувшин был наполнен виноградным вином.
Кувшин был найден вместе с пятью другими подобными сосудами в помещении, которое могло быть кухней неолитического здания из сырцового кирпича. В кувшинах также были следы смолы теребинтового дерева или сосны, которую добавляли в вино в качестве консерванта. Есть также свидетельства того, что жители Хаджи Фируз производили как красное, так и белое вино.
Кувшин из Godin Tepe с накладным декором в виде «веревка» (Courtesy Royal Ontario Museum). Источник (1), (2).
Ячменное пиво, найденное в Годин Тепе в Иране, является одним из самых ранних примеров пива, изготовленного из зёрен хлебных злаков. Археологи проанализировали кувшин, датируемый 3400-3000 гг. до н.э. и обнаружили следы компонентов самого раннего известного ячменного пива. В кувшине находилось желтоватое вещество, которое оказалось пивным камнем (оксалатом кальция), побочным продуктом производства ячменного пива.
На подстилки из тростника ты сусло кидаешь,
Ты спечённое сусло прохладою обдаёшь.
О Нинкаси, на подстилки из тростника ты сусло кидаешь,
Ты спечённое сусло прохладою обдаёшь.
Ох, и знатное пиво готовишь ты,
Мёд, вино смешав, ты по капле льёшь,
О Нинкаси, ох, и знатное пиво готовишь ты,
Мёд, вино смешав, ты по капле льёшь.
Пивоваришь воистину отменно ты,
Для цежения пива ты чаны берёшь.
О Нинкаси, пивоваришь воистину отменно ты,
Для цежения пива ты чаны берёшь.
Шумеры и другие цивилизации Месопотамии производили не менее 19 сортов пива, в том числе светлое, темное и янтарное, а также сладкое пиво и пиво с особой фильтрацией.
Вавилонская глиняная табличка, изображающая девушку, которая наслаждается вкусом пива, в то время как мужчина сзади… ковыряет у себя в носу пальцем. Не только в носу. Не только у себя. Не только пальцем. (Изображение из Музея Израиля). Существует целая серия подобных ближневосточных изображений, где девушка пьёт пиво через тростниковую трубочку в компании мужчины, тыкающего в неё половым членом. В работе Джулии Ассанте вы можете узнать подробности того, чем занимается эта пара. Народы Месопотамии знали толк в развлечениях.
Время: 3150 г. до н.э.
Сырьё: травы, древесные смолы и виноградное вино.
Роспись из гробницы Нахта TT 52 (ок. 1390 гг. до н.э.) с изображением сбора винограда и процесса прессования.
Травяные вина древнего Египта были алкогольными напитками, использовавшимися скорее как лекарство, чем для отдыха и развлечения. Эти вина показывают, что люди использовали спирт для приготовления лекарственных настоек на протяжении тысяч лет. Египтяне добавляли травы и древесные смолы в виноградное вино или пиво, чтобы создать эффективные растительные лекарственные средства.
В 1988 году археологи раскопали гробницу Скорпиона I (а я думал это вымышленный персонаж из фильмов Мумия возвращается и Царь скорпионов), одного из первых правителей Древнего Египта, и обнаружили клад из более чем 700 кувшинов. Они проанализировали один из кувшинов, в котором был желтоватый хлопьевидный осадок, и обнаружили присутствие винного камня, основного маркера вина. Химический анализ кувшина согласуется с письменными свидетельствами, оставленными на медицинских папирусах, датируемых ок. 1850 г. до н.э. Эти папирусы дают представление о том, как египетские «врачи» ставили диагнозы и проводили лечение, в том числе, травяными винами.
Время: ок. 1400 г. до н.э.
Кувшин из элитной гробницы майя в Рио-Асуль, Гватемала, V век. Кувшин, определяемый в иероглифическом тексте как сосуд для подачи какао, содержит следы теобромина, соединения содержащегося в какао. Источник(1, 2).
Шоколад появился не в том виде, в каком мы его знаем сегодня. На самом деле это был алкогольный напиток, который готовили в Мезоамерике. По мнению исследователей, открытие естественной ферментации плодов какао, скорее всего, повлияло на культивирование дерева какао в древних культурах Мезоамерики (аналогично как культивацию ячменя на Ближнем Востоке связывают со спросом на пиво).
Время: ок. 800–250 г. до н.э.
Модель подноса для изготовления чичи, Перу, Чанкай-Чиму, c. 1400 г. н.э., посеребренная медь, Художественный музей Краннерта. Источник.
Чича, один из самых важных культурных и церемониальных напитков в регионе Анд в Южной Америке. Чича в основном готовилась из кукурузы, которую предварительно пережёвывали и выплевывали. Внезапно, археологические данные и здесь подтверждают вероятный приоритет использования кукурузы в качестве источника алкогольных напитков по сравнению с её использованием в качестве источника пищи (выше вы могли видеть аналогичные утверждения для ячменя и какао). Первые данные о выращивании кукурузы относятся к 4200 г. до н.э. в регионе Мексики, тогда как её роль в рационе питания стала приоритетной лишь после 1000 г. до н.э. Следовательно, мы можем гипотетически использовать эту условную дату как самую древнюю для производства чичи. Хотя самые старые прямые доказательства, обнаруженные на сегодняшний день, находятся в районе озера Титикака (Боливия) и датируются 800–250 гг. до н.э.
Почти во всех учебниках и энциклопедиях по химии рассказ об истории химии начинают с банального применения различных веществ в Древнем Египте. Но химия, химические технологии и даже биотехнологии имеют намного более древние корни. Они играли огромное значение для развития человечества ещё до первых цивилизаций в долинах Нила, Ефрата и Тигра.
Представления о роли алкоголя в истории за последние пару десятков лет коренным образом поменялись. От восприятия алкоголя как одного из напитков для легкомысленных развлечений исследователи перешли к осознанию огромной важности алкоголя в становлении человеческой цивилизации. Алкоголь сыграл не последнюю роль в выживании нашего вида, затем в появлении сельского хозяйства, которое произвело революцию в человеческом обществе, обеспечив невероятный рост численности населения, а позднее алкоголь стал социальным инструментом, сближающим человека не только с соплеменниками на праздничных фестивалях и пришельцами из далёких стран на приморских рынках, но и с самими богами во время мистических церемоний.
Спасибо, что дочитали до конца!
Если пост понравится и выйдет в горячее, то скоро напишу продолжение про химические технологии бронзового века: откуда люди узнали секреты получения соды, стекла, мыла и первого синтетического красителя; как древние биотехнологические эксперименты с микроорганизмами, которые привели к синтезу этанола (описанного в данном посте), получили дальнейшее развитие, позволив создать ещё в Античности, возможно, первую в истории электрическую батарейку; какой вклад верблюжья моча и египетский бог Аммон внесли в современную химическую номенклатуру?
Если пост не выйдет в горячее, то моя печаль может оказаться столь велика, что её смогут скрасить только шлюхи и наркотики. Я имею ввиду, что следующие посты будут посвящены обзору цен и услуг сладострастных блудниц Вавилона, Греции, Индии, Китая и Мезоамерики, или же психоактивным веществам, которые помогали людям каменного века устанавливать связь с богами и духами.
Другие мои посты про древние технологии:
Прошлый пост был посвящен химическим технологиям каменного века, связанным с превращениями неорганических веществ, которые проводили люди каменного века для получения древесного угля, пигментов, керамики и строительных растворов.
— Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до «Новичка» и Скрипалей? Часть I
— Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до «Новичка» и Скрипалей? Часть II.
— Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до «Новичка» и Скрипалей? Часть III.
Химия некоторых алкогольных напитков и кофе
Миф о том, что Менделеев изобрел водку, состоит из двух частей правды и трех частей «воды»
Народный миф приписывает Д.И. Менделееву изобретение не только Периодической таблицы химических элементов, но и классической русской водки – смеси 40 частей спирта и 60 частей воды. Откуда взялся этот миф рассказывает в новом выпуске журнала «НАУКА из первых рук» российский и американский физик Владимир Шильцев (Национальная ускорительная лаборатория имени Э. Ферми, США), который сам экспериментально проверил некоторые свойства, приписываемые молвой спиртовым смесям
Легенда, что именно автор Периодического закона химических элементов является изобретателем классической русской водки, появилась после смерти ученого в 1907 г. и до сих пор живет в многочисленных анекдотах, фильмах, книгах и даже научных трудах. Миф этот легко распространился и за границей – вместе с самой водкой.
Главным основанием для этого послужила докторская диссертация Менделеева – «О соединении спирта с водою». Это был шедевр физика-экспериментатора, который пытался понять характер взаимодействия молекул с помощью очень точных измерений плотности и теплового расширения смеси разных количеств спирта и воды. В результате он пришел к идее существования ассоциаций молекул воды и спирта, которые становятся наиболее стабильными при определенных концентрациях.
Наш великий соотечественник смог понять и даже оценить силу взаимодействия молекул разных соединений задолго до работ лауреата Нобелевской премии, голландца Ван дер Ваальса. В качестве побочного результата он изобрел наиболее эффективный способ получения самого чистого, стопроцентного спирта путем химической очистки. Результаты проделанных Менделеевым опытов и расчетов были использованы для уточнения спиртометрических таблиц в Голландии, Пруссии и Австрии.
Но в его диссертации не было ни слова о том, что именно 40% (по объему) водка является оптимальной в каком-либо аспекте. Подобные обсуждения не велись и в Правительственной комиссии по введению эффективного акцизного налога, куда Менделеев входил как эксперт по химическим технологиям, в частности, ректификации алкоголя.
Что же касается русской водки, то с введением акцизной системы, при которой величина налога прямо зависела от содержания спирта в напитках, крепость их стала жестко регламентироваться. И с 1863 г. простое хлебное вино (водка) должно было содержать не менее 38°, а с 1868 г. – не ниже 40° по спиртомеру Траллеса. Цифра сорок появилась с целью «увеличения казенных доходов и сохранения народного здравия». Крепость продажного вина сохранялась в 38°, а для мест оптовой продажи и хранения вина ее повысили на два градуса, так как при хранении и транспортировке вино утрачивает часть своей крепости.
Кстати сказать, согласно уточненным менделеевским данным относительно удельного веса спиртоводных растворов разной концентрации, крепость той водки составляла чуть больше 33°. Времена изменились, и сегодня водка имеет привычную для нас, реальную «сорокаградусную» крепость, а миф о Менделееве и водке и не думает умирать.