Работа менделеева о соединении спирта с водой кратко
Обновлено: 02.07.2024
По сути, что такое водка? Раствор, в котором этиловый спирт и вода смешиваются в определенной пропорции.
— Открытие секрета приготовления русской водки связывают с именем Менделеева потому, что именно он научно обосновал связь идеальной крепости напитка с его вкусовыми характеристиками и воздействием на человека, — комментирует химик-технолог Галина Ведерникова. — Подчеркивается, что сам Менделеев не экспериментировал со смесями воды и спирта, а лишь объяснил причины воздействия на организм, — рассказала эксперт.
Историки считают, что 40-градусная водка была придумана монахами Чудова монастыря в Кремле на рубеже XIV–XV веков. В конце XIX века министр финансов граф Витте собирался ввести государственную монополию на водку и выбирал экономически выгодный вариант. Менделеев подтвердил, что при 40 градусах раствор спирта занимает максимальный объем. То есть вкус водки определяется прибылью. Водка приносила казне огромные доходы, и в начале XX века на ее акцизы содержалась треть армии.
Мифов о русской водке много, но трезвая правда в том, что этой деликатной субстанцией заправляет экономика. Самый известный в мире русский ученый Дмитрий Менделеев сделал для Отчизны очень много — создал Палату мер и весов, изобрел бездымный порох, составил важные экономические программы. И мне кажется несправедливым то, что мы особо выделяем водку, которую он совсем не изобретал. Не пытаемся ли мы оправдать нашу нестойкость и переложить ответственность на плечи национального гения?
Научные изыскания
Работал в комиссии
Будучи известным ученым, Д.И. Менделеев входил в состав правительственной комиссии по введению эффективного акцизного налога. К этой работе Дмитрий Иванович был привлечен в качестве эксперта по химическим технологиям.
В 1892 году пост министра финансов Российской империи занял Сергей Юльевич Витте (1849-1915 гг.). Желая увеличить доходы государственной казны, этот высокопоставленный чиновник ввел государственную монополию на производство горячительных напитков.
Одновременно правительство утвердило жесткие стандарты на всю алкогольную продукцию. Одним из решений комиссии, в состав которой входил и Д.И. Менделеев, было требование о 40-процентном содержании спирта в водке, производимой на казенных заводах.
Как показала практика, употребление 40-градусного напитка довольно быстро стало традицией, хотя еще в начале ХХ века была издана Техническая энциклопедия, которая определяла водку как напиток, в котором содержание спирта может варьироваться от 25 до 65 процентов объема.
Проверял водку для царя
По словам соавторов статьи, последний русский царь пил водку только из специальных бутылок, содержимое которых Д.И. Менделеев или сотрудники его лаборатории подвергали тщательному химическому анализу. Никому кроме Николая II не дозволялось пользоваться этими особыми бутылками. Приближенные опасались, что кто-то попытается отравить государя-императора.
Изучал свойства растворов
Проводя лабораторные исследования, ученый заметил, что объем водно-спиртового раствора неизменно оказывается меньше совокупности объемов Н2О или С2Н5ОН, смешанных во имя науки. То есть, если соединить 1 литр воды и 1 литр спирта, то получится отнюдь не 2 литра 50-градусного горячительного напитка, а меньше. Это значит, что плотность раствора двух этих химических элементов выше плотности каждого из них по отдельности.
Знаменитый химик понял, что молекулы Н2О или С2Н5ОН вступают во взаимодействие друг с другом. Так, при 46-процентном содержании спирта в растворе возникают устойчивые ассоциации трех молекул воды и одной молекулы спирта.
Современные ученые подтверждают выводы Д.И. Менделеева, что между молекулами тех или иных веществ в растворе происходит взаимодействие, обусловленное либо деятельностью ионов, либо наличием свободной пары электронов в атомах. Этим и объясняется изменение плотности, удельного веса и других свойств получаемых жидкостей в зависимости от концентрации растворяемого вещества в воде.
Об авторах
Владимир Дмитриевич Шильцев — русский и американский физик, специалист в области физики частиц высоких энергий и физики ускорителей. Работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США). Награжден рядом престижных премий и наград, в том числе Премией им. Нишикава за выдающиеся достижения в области ускорителей (2019). Председатель Международного академического совета Новосибирского государственного университета.
Елизавета Владимировна Шильцева — студентка II курса биологического факультета Иллинойсского университета в г. Урбана-Шампейн (США).
Возьмем, к примеру, Исаака Ньютона. Трудно сказать, как много людей старше тридцати могут вспомнить точные формулировки закона всемирного тяготения или трех законов механики Ньютона. Но все помнят, что на голову ученого упало яблоко, прервавшее его размышления и заставившее его впервые задуматься о земном притяжении. Кстати, этот миф считают выдумкой Вольтера.
Титульный лист докторской диссертации Д. И. Менделеева, представленной в физико-математический факультет Петербургского университета
То, что делает имя Менделеева еще более известным, связано с еще одним широко распространенным мифом. Менделееву приписывают изобретение водки — смеси из 40 частей чистого спирта и 60 частей воды.
Водка — это.
Вот так, без современных микроскопов и методов, великий ученый смог понять взаимодействие молекул разных соединений и даже оценить силу этого взаимодействия. И сделал это задолго до последующих работ лауреата Нобелевской премии, голландца Ван дер Ваальса и других ученых. В качестве побочного результата исследований Менделеев изобрел наиболее эффективный способ получения самого чистого 100% спирта того времени путем химической очистки из сравнительно легко получаемой многократной дистилляцией и ректификацией смеси, содержащей 96% спирта и 4% воды.
Во второй половине XIX в. Менделеев, как эксперт по химическим технологиям в целом и по ректификации алкоголя в частности, а также как сторонник государственного курса на промышленное развитие страны, входил в Правительственную комиссию по введению эффективного акцизного налога. Речь шла о косвенных налогах на предметы внутреннего производства, которые производились и продавались частными лицами. В российском государственном бюджете в 1890 г. на долю таких косвенных налогов приходилось 45,4% всех доходов (Вебер, 1906). И главными источниками пополнения бюджета были доходы от государственной винной монополии и акцизы на алкогольную продукцию: в 1906 г. по этим статьям поступило более трети всего государственного бюджета.
Но, конечно, как в диссертации не было ни слова о том, что 40% (по объему) водка является оптимальной в каком-либо аспекте, так и в комиссии не велись обсуждения о лучшем способе ее смешивать.
При содержании 40% и более алкоголя пары смеси можно поджечь при комнатной температуре. Этот эффект использовался еще со времен государственной монополии на производство и распределение водки, которая была введена в 1474 г. дедом Ивана Грозного, для простой проверки содержания алкоголя — чтобы кабатчики не разбавляли водку.
В Министерстве финансов
Тельминский винокуренный завод. Отделение очистки (внизу), новый паровоз (вверху). Из Альбома фабрично-заводской промышленности Иркутской губернии 1895–1896 гг., изд. В. Ап. Белоголового
Русский лубок XVIII в.
Чиста как слеза
Что отличает водку от всех других крепких алкогольных напитков, таких как виски, ром, текила или шнапс, так это ее вкус, или, точнее, его отсутствие. До середины XIX в. водка представляла собой чистую или относительно чистую смесь с мягким хлебным вкусом, унаследованным от стадии дистилляции. Но в то время как другие крепкие напитки по-прежнему получают дистилляцией и потому сохраняют свои собственные специфические ароматы, водка — единственная из напитков — прошла революционную стадию химической технологии и теперь производится по-другому.
Процесс проходит четыре основных этапа: дистилляция (несколько раз), дополнительная ректификация (очистка), в результате которой получается смесь с содержанием спирта 90% или более, при этом все примеси отделяются. Затем следует разведение водой до 40% и дополнительная фильтрация через активированный уголь или другие виды абсорбентов. В результате концентрация простых эфиров, альдегидов, метилового спирта, фурфурола и комплексных масел — всех тех компонентов, которые составляют вкус и аромат и отличают, например, коньяк от виски, — уменьшается примерно до 0,01%. Это на два-три порядка меньше, чем в любом другом напитке.
Магические сорок
Водка, являясь самым чистым из всех алкогольных напитков, вызывает наименьшее похмелье, которое обычно следует за потреблением ее в объеме от 150 до 500 мл (примерно от 50 до 200 г чистого алкоголя). Биологические эффекты индивидуальны и широко варьируют в зависимости от веса тела, пола, возраста и предыдущего опыта. Конечно, большинство последствий отрицательные — алкоголь вреден для здоровья. В любом случае водка, по-видимому, оказывает наименьшее негативное влияние на мыслительные способности. Об этом свидетельствует и пример многих великих русских математиков прошлого и настоящего, многие из которых предпочитали водку другим алкогольным напиткам.
Д. И. Менделеев в своем кабинете в Главной палате мер и весов (Санкт-Петербург). Фото Ф. И. Блюмбаха. 1900-е гг. Музей-архив Д. И. Менделеева СПбГУ
Чтобы получать удовольствие, а не проблемы, с водкой, как и с огнем, нужно обращаться должным образом. И помнить, что у водки есть не только долгая история и принадлежность к нашему культурному наследию, но и вполне предсказуемые последствия, как приятные и неприятные. Сам Менделеев, у которого один из старших братьев злоупотреблял алкоголем, водку не пил, предпочитая хорошее красное вино. И с экономической точки зрения особых надежд на нее как на источник казенного дохода не возлагал — в отличие от производства и продажи за границу качественного, хорошо очищенного этилового спирта (Бондаренко, 1999).
Доказано: водка в стопке выдыхается
Авторы, Владимир Шильцев и его дочь Елизавета, экспериментальным путем проверяют утверждение, согласно которому водка в стопке с течением времени не теряет крепость
Правда, и тут есть место для научного прорыва. Исследовательская группа нобелевского лауреата А. Гейма из Университета Манчестера создала мембрану из нескольких слоев оксида графена (Nair et al., 2012). Когда ученые запечатали такой мембраной металлический контейнер, они обнаружили удивительный эффект. В контейнере могли без проблем удерживаться разные газы и жидкости, начиная с простого воздуха. Тонкая пленка останавливала даже гелий, который умеет просачиваться через самые разные материалы. Но вода, помещенная в контейнер, улетучивалась очень быстро — она проходила сквозь многослойную графеновую мембрану в 10 млрд раз быстрее, чем гелий. Ради шутки физики запечатали мембраной бутылку водки и обнаружили, что крепость напитка вскоре сильно выросла за счет испарения воды, поскольку спирт через эту мембрану пройти не мог.
Авторы и редакция благодарят д. х. н. И. С. Дмитриева, директора Музея-архива Д. И. Менделеева СПбГУ, за помощь в подготовке дополнительного и иллюстративного материалов к статье.
Возьмем, к примеру, Исаака Ньютона. Трудно сказать, как много людей старше тридцати могут вспомнить точные формулировки закона всемирного тяготения или трех законов механики Ньютона. Но все помнят, что на голову ученого упало яблоко, прервавшее его размышления и заставившее его впервые задуматься о земном притяжении. Кстати, этот миф считают выдумкой Вольтера.
То, что делает имя Менделеева еще более известным, связано с еще одним широко распространенным мифом. Менделееву приписывают изобретение водки – смеси из 40 частей чистого спирта и 60 частей воды.
Водка – это…
Вот так, без современных микроскопов и методов, великий ученый смог понять взаимодействие молекул разных соединений и даже оценить силу этого взаимодействия. И сделал это задолго до последующих работ лауреата Нобелевской премии, голландца Ван дер Ваальса и других ученых. В качестве побочного результата исследований Менделеев изобрел наиболее эффективный способ получения самого чистого 100 % спирта того времени путем химической очистки из сравнительно легко получаемой многократной дистилляцией и ректификацией смеси, содержащей 96 % спирта и 4 % воды.
Во второй половине XIX в. Менделеев, как эксперт по химическим технологиям в целом и по ректификации алкоголя в частности, а также как сторонник государственного курса на промышленное развитие страны, входил в Правительственную комиссию по введению эффективного акцизного налога. Речь шла о косвенных налогах на предметы внутреннего производства, которые производились и продавались частными лицами. В российском государственном бюджете в 1890 г. на долю таких косвенных налогов приходилось 45,4 % всех доходов (Вебер, 1906). И главными источниками пополнения бюджета были доходы от государственной винной монополии и акцизы на алкогольную продукцию: в 1906 г. по этим статьям поступило более трети всего государственного бюджета.
Но, конечно, как в диссертации не было ни слова о том, что 40 % (по объему) водка является оптимальной в каком-либо аспекте, так и в комиссии не велись обсуждения о лучшем способе ее смешивать.
При содержании 40 % и более алкоголя пары смеси можно поджечь при комнатной температуре. Этот эффект использовался еще со времен государственной монополии на производство и распределение водки, которая была введена в 1474 г. дедом Ивана Грозного, для простой проверки содержания алкоголя – чтобы кабатчики не разбавляли водку.
Чиста как слеза
Что отличает водку от всех других крепких алкогольных напитков, таких как виски, ром, текила или шнапс, так это ее вкус, или, точнее, его отсутствие. До середины XIX в. водка представляла собой чистую или относительно чистую смесь с мягким хлебным вкусом, унаследованным от стадии дистилляции. Но в то время как другие крепкие напитки по-прежнему получают дистилляцией и потому сохраняют свои собственные специфические ароматы, водка – единственная из напитков – прошла революционную стадию химической технологии и теперь производится по-другому.
Процесс проходит четыре основных этапа: дистилляция (несколько раз), дополнительная ректификация (очистка), в результате которой получается смесь с содержанием спирта 90 % или более, при этом все примеси отделяются. Затем следует разведение водой до 40 % и дополнительная фильтрация через активированный уголь или другие виды абсорбентов. В результате концентрация простых эфиров, альдегидов, метилового спирта, фурфурола и комплексных масел – всех тех компонентов, которые составляют вкус и аромат и отличают, например, коньяк от виски, – уменьшается примерно до 0,01 %. Это на два-три порядка меньше, чем в любом другом напитке.
Водка, являясь самым чистым из всех алкогольных напитков, вызывает наименьшее похмелье, которое обычно следует за потреблением ее в объеме от 150 до 500 мл (примерно от 50 до 200 г чистого алкоголя). Биологические эффекты индивидуальны и широко варьируют в зависимости от веса тела, пола, возраста и предыдущего опыта. Конечно, большинство последствий отрицательные – алкоголь вреден для здоровья. В любом случае водка, по-видимому, оказывает наименьшее негативное влияние на мыслительные способности. Об этом свидетельствует и пример многих великих русских математиков прошлого и настоящего, многие из которых предпочитали водку другим алкогольным напиткам
Чтобы получать удовольствие, а не проблемы, с водкой, как и с огнем, нужно обращаться должным образом. И помнить, что у водки есть не только долгая история и принадлежность к нашему культурному наследию, но и вполне предсказуемые последствия, как приятные и неприятные. Сам Менделеев, у которого один из старших братьев злоупотреблял алкоголем, водку не пил, предпочитая хорошее красное вино. И с экономической точки зрения особых надежд на нее как на источник казенного дохода не возлагал – в отличие от производства и продажи за границу качественного, хорошо очищенного этилового спирта (Бондаренко, 1999).
* РГИА. Ф. 575. Оп. 2. Д. 1229, 485 об.; цит. по: (Бондаренко, 1999).
Бондаренко Л. Б. Из истории русской спиртометрии // Вопросы истории естествознания и техники. 1999. № 2.
Дмитриев И. С. Герой мифов и легенд // Природа. 2009. № 1. С. 110–116.
Михайлов О. В. Легенды и были о Менделееве, русской водке и сверхкритических флюидах // Вестник Российской академии наук. 2013. Т. 83. № 4. С. 381–384.
Похлебкин В. В. История водки (IX–XX вв.). М.: Интер-Версо, 1991.
Родионов Б. В. История русской водки от полугара до наших дней. М.: ЭКСМО, 2011.
Элерт А. Х. Русские сибиряки и алкоголь. По материалам Второй Камчатской экспедиции // НАУКА из первых рук. 2006. Т. 12. № 6. С. 64–83.
Авторы и редакция благодарят д.х.н. И. С. Дмитриева, директора Музея-архива Д. И. Менделеева СПбГУ, за помощь в подготовке дополнительного и иллюстративного материалов к статье
Читайте также: