Этанол величайшее благо и страшное зло реферат
Обновлено: 08.07.2024
Польза:
Польза этанола Формула этанола известна всем еще со школьных уроков по химии. Но вот в чем польза этого химического вещества, так сразу ответит не каждый. В действительности сложно представить отрасль промышленности, где не использовался бы спирт. Прежде всего, этанол применяют в медицине как мощнейшее дезинфицирующее средство. Им обрабатывают операционную поверхность и раны. Спирт губительно действует практически на все группы микроорганизмов. Но применяется этанол не только в хирургии. Он незаменим для изготовления лекарственных экстрактов и настоек. В малых дозах спирт полезен для организма человека. Он способствует разжижению крови, улучшению кровообращения и расширению сосудов. Он даже применяется для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Этанол способствует налаживанию работы желудочно-кишечного тракта. Но только в действительно малых дозах. В особых случаях психотропное действие спирта может заглушить самые сильные боли. Этанол нашел применение и в косметологии. Благодаря своим ярко выраженным антисептическим свойствам он включен в состав практически всех очищающих лосьонов для проблемной и жирной кожи.
Вред:
Этанол – спирт, получаемый путем брожения. При чрезмерном употреблении он способен вызывать сильнейшие токсикологические отравления и даже кому. Это вещество входит в состав алкогольных напитков. Спирт вызывает сильнейшую психологическую и физическую зависимость. Алкоголизм принято считать болезнью. Вред этанола сразу ассоциируют со сценами безудержного пьянства. Неумеренное употребление напитков, содержащих спирт, приводит не только к пищевым отравлениям. Все гораздо сложнее. При частом распитии алкоголя поражаются практически все системы органов. От кислородного голодания, которое вызывает этанол, погибают в большом количестве клетки головного мозга. Происходит деградация личности. На первых стадиях ослабевает память. Затем у человека развиваются заболевания почек, печени, кишечника, желудка, сосудов и сердца. У мужчин наблюдается потеря потенции. На последних стадиях у алкоголика выявляется деформация психики.
Сам выбери главное, а то Химичка сказала покороче писать (да и у меня так же написано). :P
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Оглавление
Общая характеристика этилового спирта. Физические свойства 2
Получение. Особенности технологии этилового спирта 2
Химические свойства спирта 6
Список литературы 9
Введение
Спиртами называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько функциональных гидроксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом.
Они могут рассматриваться поэтому как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода заменены на гидроксильные группы.
В зависимости от числа гидроксильных групп спирты подразделяются на одно-, двух-, трехатомные и т. д.
Общая характеристика этилового спирта. Физические свойства
Этиловый спирт (этанол) С2Н5ОН — бесцветней жидкость, легко испаряющаяся (температура кипения 64,7 ?С, температура плавления -97,8 ?С, оптическая плотность 0,7930) . Спирт, содержащий 4—5 % воды, называют ректификатом, а содержащий только доли процента воды — абсолютным спиртом. Такой спирт получают химической обработкой в присутствии водоотнимающих средств (например, свежепрокаленного СаО).
Получение. Особенности технологии этилового спирта
Этиловый спирт — многотоннажный продукт химической промышленности. В природе спирты встречаются редко, чаще — в виде производных (сложные эфиры и др.), из которых они могут быть получены. Для получения этилового спирта важную роль играет органический синтез.
Получают этиловый спирт различными способами. Один из них — спиртовое брожение веществ, содержащих сахаристые вещества, в присутствии ферментов (например, зимазы — фермента дрожжей):
Такой спирт называют пищевым или винным спиртом.
Этиловый спирт можно получать из целлюлозы, которую предварительно гидролизуют. Образующуюся при этом глюкозу подвергают в дальнейшем спиртовому брожению. Полученный спирт называют гидролизным.
Для получения этилового спирта существуют и синтетические способы, такие, как сернокислотная или прямая гидратация этилена:
Реакция проводит-ся в присутствии катализаторов. При использовании в качестве катализатора серной кислоты (сернокислотная гидратация) реакция идет в две стадии:
Себестоимость спирта, полученного таким способом, намного дешевле, чем приготовленного из пищевых продуктов.
Если реакцию гидратации проводить при высокой температуре (300 — 350 ?С) и давлении в присутствии катализатоов (смесь фосфорной и
вольфрамовой кислот), то реакция идет и одну стадию. Это—метод прямой гидратации. При получении этилового спирта этот метод вытеснил
сернокислотную гидратацию. Гидратации алкенов имеет важное промышленное значение. Этот способ позволяет получать спирты из доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилена можно получить 1,4 т спирта. Впервые в нашей стране этиловый спирт начали получать гидратацией этилена с 1952 г. (г. Сумгаит).
Гидролиз моногалогенопроизводных. Реакцию проводят, нагревая галогеналкилы с водой или водным раствором щелочей:
Получение метанола из синтез-газа. Процесс идет при 220—300 °С и сравнительно невысоком давлении с использованием катализатора из оксидов меди и цинка:
Из синтез-газа можно получать и другие спирты.
Восстановление альдегидов и кетонов. При восстановлении альдегидов образуются первичные, а при восстановлении кетонов — вторичные спирты:
До начала 30-х годов 20 века его получали исключительно сбраживанием пищ углеводсодержащего сырья , и при обработки зерна
(рожь , ячмень , кукуруза , овёс , просо) . В 30-е по 50-е годы было разработанно несколько способов синтеза Э.С. из химического сырья
например : лидрирования ацентальдецида и д.р. . Оси современных способов –односейадистная (прямая) гидраитация . Этилена
католизаторе при 280-300 С и 7,2-8,3 МН/м (72-83 кг/см ). Так , в США
в 1976 г. было выработано около 800 тыс. тонн этонола , в т.ч. 550 тыс. тонн прямой гидротацией (остальное сбраживание пищевого сырья) . В других странах (СССР , Франция и др.) Э.С. получают также двухстадийной (сернокислотной гидраитацией этилена при : 75-80 С и 2,48 Мн/м/24,8 нес/м ) этилен взаимодействует с концетрированой серной кислотой с образованием смеси моно и диэнтилеульфатов [С2Н5OSO2ОН и (С2Н5О)2SO2] , которые затем гидрилизуясь при 100 С и 0,3-0,4 Мн/м дают Э.С. и Н2SO4 .
В ряде стран Э.С. получают также сбраживанием продуктов гидролиза растительных материалов . Очистку технических Э.С. проводят различными способами . Пищевой спирт-сырец , обычно освобождают от примесей (сивушные масла и др.) рекитификацией .
Слинтентичиский Э.С. очищают от этилового эфира , ацетальдегида и др. рекитификаций в присутствии щёлочи и гидрированием в паровой фазе на никелевых католизаторах при 105 С и 0,52 Мн/м (5,2 кгс/см)
Спирт –рекитификат представляет собой асеотропную смесь Э.С. с
Водой (95,57% спирта t кипения 78,15 С . ) . Для многих целей требуется обезвоженый , Т.Н. абсолютный , Э.С. Последний в промышленности готовят , воду в виде стройной азеотропной смеси вода-спирит-бензол (специальная добавка) , а в лабороторных условиях-химическом связыванием воды различными реагентами , окисью кальция , металлическим кальцием или магнием Э.С. , предназначеный для технических и бытовых целей , иногда денантурируют .
Для получения этилового спирта издавна пользуются различными сахаристыми веществами, например, виноградным сахаром, или глюкозой, которая путем "брожения", вызываемого действием ферментов (энзимов), вырабатываемых дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.
Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном соке, при брожении которого получается виноградное вино с содержанием спирта от 8 до 16%.
Исходным продуктом для получения спирта может служить полисахарид крахмал, содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы, кукурузы. Для превращения в сахаристые вещества (глюкозу) крахмал предварительно подвергают гидролизу. Для этого муку или измельченный картофель заваривают горячей водой и по охлаждении добавляют солод – проросшие, а затем подсушенные и растертые с водой зерна ячменя. В солоде содержится диастаз (сложная смесь ферментов), действующий на процесс осахаривания крахмала каталитически. По оканчании осахаривания к полученной жидкости прибавляют дрожжи, под действием фермента которых образуется спирт. Его отгоняют, а затем очищают повторной перегонкой.
В настоящее время осахариванию подвергают также другой полисахарид – целлюлозу (клетчатку), образующую главную массу древесины. Для этого целлюлозу подвергают гидролизу в присутствии кислот (например, древесные опилки при 150 -170С обрабатывают 0,1 - 5% серной кислотой под давлением 0,7 - 1,5 МПа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу и сбраживается на спирт при помощи дрожжей. Из 5500 т сухих опилок (отходы лесопильного завода средней производительности за год) можно получить 790 т спирта (считая на 100%-ный). Это дает возможность сэкономить около 3000 т зерна или 10000 т картофеля.
Химические свойства спирта
Как у всех кислородосодержащих соединений, химические свойства
этилового спирта определяются, в первую очередь, функциональными группами и, в известной степени, строением радикала.
Характерной особенностью гидроксильной группы этилового спирта является подвижность атома водорода, что объясняется электронным строением гидроксильной группы. Отсюда способность этилового спирта к некоторым реакциям замещения, например, щелочными металлами. С другой стороны, имеет значение и характер связи углерода с кислородом. Вследствие большой электроотрицательности кислорода по сравнению с углеродом, связь углерод-кислород также в некоторой степени поляризована с частичным положительным зарядом у атома углерода и отрицательным – у кислорода. Однако, эта поляризация не приводит к диссоциации на ионы, спирты не являются электролитами, а представляют собой нейтральные соединения, не изменяющие окраску индикаторов, но они имеют определенный электрический момент диполя.
Спирты являются амфотерными соединениями, то есть могут проявлять как свойства кислот, так и свойства оснований.
Реакции гидроксильного водорода:
1.Взаимодействие спиртов со щелочными металлами (образование алкоголятов)
2. Образование простых эфиров. Взаимодействием алкоголятов с галогеналкилами можно получить простые эфиры
3. Образование сложных эфиров
1. Замещение тдроксильной группы на галоген (образование галогенопроизводного):
2. Дегидратация спиртов
Применение
Этиловый спирт широко используют в различных областях промышленности и прежде всего в химической. Из него получают синтетический каучук, уксусную кислоту, красители, эссенции, фотопленку, порох, пластмассы. Спирт является хорошим растворителем и антисептиком. Поэтому он находит применение в медицине, парфюмерии. В больших количествах этиловый спирт идет для получения спиртоводочных изделий.
Этиловый спирт — сильный наркотик. Попадая в организм, он быстро всасывается в кровь и приводит организм в возбужденное состояние, при котором человеку трудно контролировать свое поведение. Употребление спирта часто является основной причиной тяжелых дорожно-транспортных аварий, несчастных случаев на производстве и бытовых преступлений. Спирт вызывает тяжелые заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем, а также желудочно-кишечного тракта. Спирт опасен в любой концентрации (водка, настойки, вино, пиво и т.д.).
Этиловый спирт, применяемый для технических целей, специально загрязняют дурно пахнущими веществами. Такой спирт называют денатуратом (для этого спирт подкрашивают, чтобы отличить его от
чистого спирта).
Список литературы
Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1978. – 720 с.
Джатдоева М.Р. Теоретические основы прогрессивных технологий. Химический раздел. – Ессентуки: ЕГИЭиМ, 1998. – 78 с.
Зурабян С.Э., Колесник Ю.А., Кост А.А. Органическая химия: Учебник. – М.: Медицина, 1989. - 432 с.
Метлин Ю.Г., Третьяков Ю.Д. Основы общей химии. – М.: Просвещение, 1980. – 157 с.
Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. - М.: Химия, 1974. - 624 с.
Действующий компонент алкогольных напитков, являющийся психоактивным веществом и воздействующий как депрессант на центральную нервную системучеловека [1] .
Этиловый спирт также используется как топливо, в качестве растворителя и как наполнитель в спиртовых термометрах.
Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожениеорганических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработкакрахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника сахар-сырец и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:
Раствор, получаемый в результате брожения, содержит не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи нежизнеспособны. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.
Для получения этанола этим способом наиболее часто используют различные штаммыдрожжей вида Saccharomyces cerevisiae, в качестве питательной среды предварительно обработанные древесные опилки и/или раствор, полученный из них.
Современная промышленная технология получения этилового спирта из пищевого сырья включает следующие стадии:
§ Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т. п.
§ Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путём — глюкамилаза,амилосубтилин.
§ Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление вбраге спирта.
§ Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах.
Отходами бродильного производства являются углекислый газ, барда, эфиро-альдегидная фракция, сивушный спирт исивушные масла.
Спирт, поступающий из брагоректификационной установки (БРУ) не является безводным, содержание этанола в нём до 95,6 %. В зависимости от содержания в нём посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:
Производительность современного спиртового завода около 30 000—100 000 литров спирта в сутки.
В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.
Гидратация этилена
В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:
прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа, в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест:
гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты, с последующим его гидролизом (при температуре80—90 °С и давлении 3,5 МПа):
Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.
Очистка этанола
Этанол, полученный путём гидратации этилена или брожением, представляет собой водно-спиртовую смесь, содержащую примеси. Для его промышленного, пищевого и фармакопейного применения необходима очистка. Фракционная перегонкапозволяет получить этанол с концентрацией около 95,6 % (мас.); эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит4,4 % воды (мас.) и имеет температуру кипения 78,15 °C.
Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).
Абсолютный спирт
Абсолютный спирт — этиловый спирт, практически не содержащий воды. Он кипит при температуре 78,39 °C, в то время как спирт-ректификат, содержащий не менее 4,43 % воды, кипит при 78,15 °C. Получают перегонкой водного спирта, содержащегобензол, и другими способами.
Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Этиловый спирт легче воды. Является хорошим растворителем других органических веществ.Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95,57 % спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться, начиная с 3 — 4-й значащей цифры.
Наряду с водой, является основным компонентом спиртных напитков (водка, виски, джин, пиво и др.). Также в небольших количествах содержится в ряде напитков, получаемых брожением, но не причисляемых к алкогольным (кефир, квас, кумыс,безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире ничтожно (0,12 %), но в долго стоявшем, особенно в тёплом месте, может достичь 1 %. В кумысе содержится 1—3 % этанола (в крепком до 4,5 %), в квасе — от 0,5 до 1,2% .
Растворитель для пищевых ароматизаторов. Может быть использован как консервант для хлебобулочных изделий, а также вкондитерской промышленности.
Энергетическая ценность этанола — 7,1 ккал/г.
Смесь этанола с бензином обозначается буквой Е. Цифрой у буквы Е обозначается процентное содержание этанола. Е85 — означает смесь из 85 % этанола и 15 % бензина.
Смеси до 20 % содержания этанола могут применяться на любом автомобиле. Однако некоторые производители автомобилей ограничивают гарантию при использовании смеси с содержанием более 10 % этанола. Смеси, содержащие более 20 % этанола, во многих случаях требуют внесения изменения в систему зажигания автомобиля.
В 2005 году в США более 5 млн автомобилей имели Flex-Fuel двигатели. В конце 2006 г. в США эксплуатировалось 6 млнавтомобилей с Flex-Fuel двигателями. Общий автопарк составляет 230 млн автомобилей.
1200 заправочных станций продают Е85 (май 2007). Всего в США автомобильное топливо продают около 170 000 заправочных станций.
В работе представлены результаты исследования литературы и экспериментальные исследования вреда этанола для организма человека. Материал изложен научно, но вместе с тем и эмоционально, с интересными ужасающими фактами вреда этанола каждой клеточке живого. Сделаны выводы и создан плакат "Этанол - смертоносный яд!"
| Вложение | Размер |
|---|---|
| rabota_ili_shevelyova_2012_g.docx | 526.17 КБ |
Предварительный просмотр:
Исследовательская работа Шевелёва Ильи,
Руководитель – учитель химии Т.А.Непеина
Актуальность : доказательство вредного влияния этанола на организм человека, как одного из способов профилактики алкоголизма, в настоящее время остаётся актуальным. Ужасно, что 95% населения России положительно относится к алкоголю, т.е. допускает для себя определенное количество и качество спиртного в конкретной ситуации (Новый год, день рождения, свадьба, и т.п.).
Проблема: как доказать токсичное воздействие этанола на организм человека?
Предмет исследования: этанол и его вредное воздействие на клетки, внутренние органы живого организма.
Объект исследования: ядовитые вещества.
Цель работы: выявление причин токсичности и прогноз последствий воздействия этанола на организм человека.
* найти в источниках информации и проанализировать данные о причинах токсичного воздействия этанола на организм человека, о последствиях этого воздействия;
* провести опрос школьников и населения о проверке знаний вреда и причин отрицательного воздействия этанола на организм человека;
* подобрать методику и исследовать особенности свойств и токсичное воздействие спирта на молекулы белков, ферментов, на органы живого организма;
* сформулировать и оформить выводы о токсичном влиянии этанола на разных уровнях организации живого, довести их до населения и школьников.
Гипотеза: предположим, что этанол – яд, значит, можно экспериментально доказать его токсичность и спасти хотя бы несколько человек от влияния этого яда.
Методы исследования: анализ литературы, тестирование, исследование этанола и действия его на клетки, органы и системы органов по методикам, предложенным аспирантом А.И. Плаховым (Брянский государственный университет им. И.Г. Петровского), работа с ресурсами Интернета.
Проведено тестирование населения и школьников о проверке знаний вреда этанола и причин отрицательного воздействия на организм человека. Оказалось, что большинство респондентов знают о вреде, наркотическом действии этанола, но не знают причин его токсичности (Приложение 1).
Яд (по словарю Даля) - всякое вещество, убийственное или вредоносное [4]. К ядам относятся алкоголь, никотин, героин и прочие. Высший орган мировой медицины – Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) на 28 сессии приняла решение считать алкоголь и никотин – сильнодействующими наркотиками, входящими в первую группу сложности по лёгкой доступности для населения и относительно малой цене [1].
Яды – химические вещества, обладающие токсичностью, в силу которой их контакт с биологическими системами может иметь пагубные последствия для организма.
Токсичность (по Ушакову) - способность некоторых химических соединений и веществ оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений [3].
Прямое токсическое действие этанола основано на его способности оказывать мембранотропное и конформационное действие, а также на способности непосредственно взаимодействовать с жирными кислотами.
Мембранотропное действие этанола определяется его влиянием на биологические мембраны [8]. Принимая этанол в различных видах, мы растворяем жировую основу мембран тысяч клеток нашего организма, уничтожая их. Такой вид разрушения клеток называется протоплазматическим [1].
Конформационное действие выражается в способности этанола непосредственно влиять на конформацию белковых молекул, нарушая их способность к функционированию [8].
Опосредованное токсическое действие этанола проявляется в действии его на эритроциты, которые склеиваются с образованием тромба. Тромб перекрывает капилляр, лишая клетку кислорода. От кислородного голодания гибнут в первую очередь наиболее чувствительные клетки нашего организма – нервные. Такой вид разрушения клеток называется нейротропным [1].
Опосредованное токсическое действие этанола ещё связано с увеличением энергопоступлений, способствующих увеличению массы тела, при систематическом употреблении алкоголя в малых дозах.
При употреблении алкоголя в больших количествах значительно снижается поступление веществ, что ведет к развитию пищевой недостаточности. Поступающий в организм этанол почти полностью подвергается биотрансформации: окисляется до ацетальдегида в печени с образованием углекислого газа и воды [8]. Ацетальдегид в 30 раз токсичнее этанола. Он взаимодействует со многими белками, после чего те уже не в состоянии выполнять свои функции.
Доказательством, что в организме алкоголика образуется ацетальдегид, обладающий резким запахом, служит интересная информация на эту тему. Эксперту-криминалисту часто приходится давать заключение о состоянии алкогольного опьянения обнаруженного трупа. Согласно инструкции заключение даётся так: резкий запах изо рта – пил не более двух часов назад; запах из вскрытого желудка – не более 4х часов; запах из вскрытого толстого кишечника – не более 16 часов; запах из вскрытой черепной коробки – не более 28 дней [1].
При окислении ацетальдегида образуется уксусная кислота, усиливающая синтез жирных кислот, что приводит к жировому перерождению печени. В тканях и органах ацетальдегид способен образовывать вещества психотропного действия, вызывать мутации и различные уродства у эмбрионов [8].
Этанол – это нейротропный, протоплазматический яд, воздействующий на все органы человека, уничтожающий их структуры на клеточном и молекулярном уровнях.
Глава 2. Действие этанола на органы и системы органов человека
Орган, который отличает нас от остального животного мира – это мозг человека. 18 миллиардов нервных клеток, соединенных десятками километров нервной ткани. Мозг концентрирует в себе 30% всего алкоголя, выпитого человеком, в мозжечке и лобных долях. Отсюда у человека, содержащего этанол, наблюдаются нарушение координации движения и речи, безответственность и безнравственное поведение. Этанол, попадая в мозг, хранится там длительное время – до 28 суток. Две рюмки водки в месяц выпил и считай, что жил с заблокированным разумом. И если 18 миллиардов нервных клеток пропить невозможно практически, то 900 миллионов – вполне реально, до жизни на рефлексах. В результате человек деградирует как разумное существо.
Под воздействием этанола вызываются инфаркты, инсульты, сердечно - сосудистая недостаточность, остановку сердца.
Этанол действует на нервную систему: разрушает мембраны нейронов, накапливает в мозге тормозные медиаторы.
Нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта проявляются острыми болями в области желудка и диареей. Боли в области желудка обусловлены повреждениями слизистой оболочки желудка и тонкого кишечника. Диарея является следствием нарушения всасывания воды и электролитов из тонкого кишечника.
Клетки печени погибают под действием этанола, на их месте образуется рубец из соединительной ткани, не выполняющий функций печени. Уменьшается способность печени сохранять витамин А, наблюдаются другие нарушения обмена веществ.
Смертельная доза этанола при однократном приеме составляет от 4 до 12 г/кг массы тела (в среднем 300 мл 96%этанола при отсутствии толерантности к нему) [3].
Этанол – яд! Следствиями от длительного воздействия этанола являются нарушение деятельности всех органов и в целом разрушение организма человека, приводящее к смерти.
Глава 3. Причины токсического действия этанола
В результате анализа источников литературы и химических знаний можно выделить ряд причин токсичности этанола.
Во-первых, токсичность этанола связана с его строением. Химическая формула - C 2 H 5 OH. Это сложное вещество со слабополярными ковалентными связями. Молекулы этилового спирта малы (относительная молекулярная масса равна 18) и хорошо растворяются как в воде (благодаря наличию гидроксильных групп), так и в жирах (благодаря наличию неполярных углеводородных радикалов) [6]. Растворимость в воде и жидкое состояние этанола объясняется способностью молекул спирта давать друг с другом и с молекулами воды особые водородные связи (связи между положительно поляризованными атомами водорода воды или спирта с отрицательно поляризованными атомами кислорода воды или спирта) [5].
Во – вторых, токсичность этанола связана с химическими свойствами этанола. Этанол легко окисляется до альдегида и карбоновой кислоты. Этанол вступает в реакции этерификации с высокомолекулярными карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров [2].
В - третьих, появление особых свойств этанола (алкоголя) в организме: рефлекторное – защитная реакция организма от воздействия этанола со стороны иммунной системы, т.е. его отторжение в виде рвоты и снижения концентрации спирта через слюноотделение (воспринимается пьющими алкоголь как рефлекс усиления аппетита).
Токсическое свойство - разрушение организма и отравление продуктами распада этанола. Наркотическое свойство – этанол включается в обмен веществ организма, т.е. зависимость организма от искусственных гормонов удовольствия как аналогов собственных эндоморфинов. Однако, наш организм это саморегулирующая система, когда чего-то много, выработка его прекращается. Так как экзогенный алкоголь выводится из организма, то наступает такой момент, когда собственных эндоморфинов еще нет, а внешних уже нет. Это состояние называется похмельным. И тогда терпи, пока начнут вырабатываться свои гормоны удовольствия, или добавь еще спиртного, что ведет к алкогольной наркотической зависимости.
Мутагенное свойство – нарушение генетического кода, состояния ДНК, разрушение наиболее эволюционно совершенных фрагментов структуры человека [1] (Приложение 3).
Глава 1. Исследование этанола и его воздействия на клетки,
органы и системы органов
Я провёл исследование этанола и действия его на клетки, органы и системы органов по методикам, предложенным аспирантом А.И. Плаховым (Брянский государственный университет имени И.Г. Петровского) [7].
Исследование физических свойств этанола :
Цвет определил визуально в пробирке на белом фоне.
Этанол – бесцветная жидкость.
Запах определил органолептическим путём.
Этанол имеет своеобразный запах.
Растворимость: к 10 мл подкрашенной синей краской воды (химический стакан № 1) и 10 мл растительного масла желтоватого цвета (жидкий жир в стакане № 2) прилили столько же спирта. Содержимое стаканов № 1 и № 2 равномерно окрашивается.
Вывод: этанол - бесцветная жидкость со своеобразным запахом, хорошо растворяется в воде и растворяет жиры.
Исследование действия этанола на клетки, органы и системы органов:
Опыт 1. Воздействие этанола на активность ферментов слюны
В три пронумерованные пробирки прилил по 2 мл раствора слюны (разведенной 1:1,содержащей фермент амилазу), добавил 2 мл жидкого крахмального клейстера. Во все пробирки добавил бурый спиртовой раствор йода. Содержимое пробирки № 2 нагрел до температуры 37 -39 градусов, а в пробирку № 3 прилил этанол. Наблюдал синее окрашивание в пробирке № 1 и частичное посинение в пробирке № 3 .
Выводы: амилаза не активна при комнатной температуре (крахмал присутствует в пробирке №1), во второй пробирке при нагревании амилаза способствовала расщеплению крахмала, поэтому изменений не наблюдалось. Частичное посинение в третьей пробирке свидетельствует о снижении активности фермента под действием спирта.
Опыт 2. Воздействие этанола на печень
В пробирку налил 5 мл этанола и опустил в него кусочек свежей куриной печени. Через 3 минуты наблюдал изменение окраски тёмно - коричневого цвета печени до белого.
Вывод: этанол разрушает эритроциты и клетки тканей печени (обжигает, сваривает).
Опыт 3. Воздействие этанола на сердечно - сосудистую систему
В пробирку налил 2 мл дихромата калия, подкисленного двумя каплями серной кислоты, добавил в неё столько же этанола. Опустил в неё кусочек куриного сердца. Через 5 минут наблюдал изменение окраски тканей сердца, появление резкого запаха.
Вывод: этанол окисляется до ацетальдегида и разрушает упругую структуру сердечной мышцы.
Опыт 4. Воздействие этанола на репродуктивную систему
В 3 пробирки налил по 4 мл раствора куриного белка (известно, что цитоплазма половых клеток содержит значительное количество белка) . Пробирку № 1 оставил для контроля, пробирку № 2 нагрел до кипения, в пробирку № 3 добавил этанола. В пробирке № 2 и 3 появились белые осадки. Затем во все три пробирки добавил по 3 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия и по 3 капли 1%-ного раствора сульфата меди (II) (биуретовая реакция на белок). Наблюдал появление фиолетового цвета только в пробирке № 1.
Вывод: этанол, как и высокая температура, разрушает белок.
Опыт 5. Воздействие этанола на желудок
В два стакана налил поровну этанола, в стакан № 2 добавил немного поваренной соли. Опустил в каждую пробирку по кусочку желудка курицы. Через 5 минут наблюдал изменение окраски розоватых мышечных волокон до белого цвета в обоих стаканах, а в стакане № 2 на тканях желудка появились ещё и микроязвы.
Вывод: этанол разрушает волокна желудка (идёт денатурация белка). Поваренная соль усиливает этот процесс (Приложение 4).
Опытным путём я доказал, что этанол разрушает содержимое клеток, ткани, органы и в целом живой организм.
В результате анализа источников информации я узнал о причинах токсичности этанола. Благодаря особому строению (гидрофильная гидроксогруппа и липофильный радикал, полярность связей), этанол обладает физическими (малая масса, растворимость в воде и жирах) и химическими (реакции окисления, этерификации) свойствами, способствующими быстрому проникновению спирта во все клетки, взаимодействию с веществами, содержащимися в цитоплазме клеток и межклеточном веществе.
Экспериментально я подтвердил теоретические данные о токсичности этанола. Этанол разрушает важные для нормальной жизнедеятельности организма белки, жиры, эритроциты, ферменты, зародышевые клетки, ткани органов. Обладает токсичностью, в силу которой этанол имеет пагубные последствия для организма. Таким образом, я доказал, что этанол – это нейротропный, протоплазматический яд, воздействующий на вещества клетки и все органы человека, уничтожающий их структуры на клеточном и молекулярном уровнях.
Работа над определением причин токсичности этанола оказалась очень интересной и полезной. Об этом свидетельствуют отзывы педагогов и школьников о моей работе. Есть ещё много вопросов, связанных с алкоголизмом, на которые мне хотелось бы найти ответы.
Читайте также: