Этиловый спирт. Строение и свойства

Прежде чем, приступить к детальному рассмотрению свойств этилового спирта, предлагаю кратко ознакомиться с понятием спирта. 

Спирты. Общие определения и строение

Спирты – группа органических соединений. По своему химическому строению представляют собой производные алифатических и циклических углеводородов, в молекулах которых 1 или несколько атомов водородов замещены на гидроксильную группу -OH.

Соединения, содержащие гидроксильную группу -OH, классифицируют по нескольким факторам: 

1. Количество гидроксильных ОН-групп (одноатомные, двухатомные, трехатомные, многоатомные спирты)

2. Положение ОН-группы (первичные, вторичные, третичные спирты)

3. Тип гибридизации С-атома, связанного с ОН-группой

4. Строение углеводородного остатка (алканолы, циклоалканолы, ненасыщенные спирты)

5. Относительное расположение двух и более гидроксильных групп 

6. Характер органических радикалов (предельные, непредельные, ароматические, циклические)

7. и другие (классификаций действительно много)

Не будем вдаваться в глубокое изучение органической химии, посмотрим лишь на количество гидроксильных групп -OH. В зависимости от их численности, спирты подразделяют на:

Одноатомные спирты CnH2n+lOH 

Двухатомные спирты СnН2n(ОН)2  

Относят гликоли и диолы

Трехатомные спирты СnН2n-1(ОН)3 

Например, глицерин

Многоатомные спирты CnH2n+2-m(OH)m 

Свойства у каждой группы спиртов различные. Величина n в пределах гомологического ряда (соединения близкие по структуре и свойствам) разделяет спирты на:

Этиловый спирт

Этиловый спирт относят к одноатомным спиртам. По своему химическому строению является производным углеводорода этана СН3–СН3 , в котором один атом водорода  замещен OH-группой.

Структурная формула этилового спирта представлена ниже. 

Цепочка углеродных атомов этилового спирта неразветвленная. Группа -OH расположена у первого углеродного атома. Поэтому этиловый спирт считают нормальным первичным спиртом. 

Общие свойства 

Этиловый спирт – прозрачная бесцветная гигроскопичная жидкость с обжигающим запахом и характерным вкусом. 

При концентрации в водно-спиртовой смеси более 70% об этиловый спирт оказывает негативное влияние на органы человека. В том числе, может обжечь кожу и слизистые. 

Благодаря своему химическому строению (низший предельный спирт), этиловый спирт является прекрасным разбавителем, растворителем и экстрагентом. Это полностью предопределяет, что его можно легко смешивать с водой, высшими спиртами, эфиром, хлороформом, бензолом, ацетальдегидом, глицерином и другими веществами. На основе этилового спирта можно и нужно проводить экстракцию, что очень актуально для процесса приготовления ликеро-водочных изделий: спиртованные соки, наливки, настойки, ароматные спирты. 

Гигроскопичность этилового спирта определяет параметры его хранения – только герметичные сосуды. Спирт не только испаряется, но и поглощает влагу из воздуха. Крепость при этом снижается. Поэтому все спиртосодержащие напитки храним в герметичной таре, желательно при отсутствии прямых солнечных лучей. Материал применяемой тары: стекло или нержавейка. p.s. В пластике, даже пищевом, хранить долго не рекомендую. 

При горении спиртовые пары с воздухом являются взрывоопасными. Концентрация при этом 2,8 – 13,7%. Сам спирт горит бледно-голубым, не коптящим пламенем. 

Физические свойства спирта 

Основные физические показатели безводного этилового спирта представлены ниже в таблице. 

Нужно учитывать, что коэффициент объемного расширения (сжатия) у спирта примерно в пять раз больше, чем у воды. Поэтому при одной и той же температуре данные жидкости ведут себя по-разному.  

Химические свойства спирта

Химические свойства этилового спирта зависят от того, каким способом и где этот спирт производился. 

В лабораториях и на крупных предприятиях, получаемый химически чистый, безводный этиловый спирт, имеет нейтральную реакцию. 

При этом спирт, изготавливаемый в пищевой промышленности, в том числе винокурами, содержит ряд химических компонентов: органические кислоты, эфиры и другие. 

Подробнее о степени очистки этилового спирта можно прочитать в нашей статье “Что гоним: спирт по ГОСТ или нет?”  

Спирт и микроорганизмы 

Этиловый спирт без всяких сомнений оказывает влияние на микроорганизмы, что имеет большую доказательную базу научных исследований.  

Консервирующее действие 

При воздействии на пищевые продукты этиловый спирт при концентрации 5-20% снижает такой показатель, как активность воды. 

Согласно межгосударственному ГОСТ ISO 21807-2015 “Микробиология пищевой продукции и кормов” , термин “активность воды” означает “отношение давления водяного пара в системе пищевой продукции к давлению пара чистой воды при одной и той же температуре”.  

Активность воды является безразмерной величиной. Обезвоженный образец имеет активность воды, равную 0,0, а чистая вода, свободная от солей, равна 1,0. Активность воды большинства пищевой продукции имеет верхние значения шкалы измерения и находится в диапазоне примерно от 0,992 и выше для сырого мяса и необработанных продуктов и примерно от 0,800 и ниже для соленых и высушенных продуктов.

Для большого числа бактерий, плесеней, дрожжей выявлены значения активности воды,, ниже которых они не развиваются. В обобщенном виде: развитие бактерий прекращается при aw ниже 0,9, плесеней — при aw ниже 0,7, дрожжей — при aw ниже 0,6. 

Как пример, приведу таблицу из одного исследования, показывающая активность воды в ряде пищевых продуктах. 

По данной таблице легко понять, что в первую очередь испортится.

Бытует мнение, что увеличение активности воды в продуктах на 0,01 приводит к сокращению сроков их хранения в 2 раза, что связано с возрастанием скорости микробиологических процессов. 

Поэтому с точки зрения консервации спирт– отличный выход. 

В пищевых продуктах средней влажности концентрация 2-4% показывает достойный консервирующий эффект.

Денатурация белков 

Микроорганизмы, как и все живые организмы содержат в своей структуре белки. Этиловый спирт при добавлении в воду разрушает протоплазменные белки микроорганизмов, что делает их менее восприимчивыми к развитию в новой питательной среде (пищевом продукте) или вовсе происходит их деактивация. 

Большинство бактерий более восприимчивы к спирту, чем те же дрожжи, и деактивируются при концентрациях спирта менее 10%. Но все же на каждый штамм микроорганизма этиловый спирт действует по-разному.  

Бактерицидные свойства

Этиловый спирт – идеальный компонент, подавляющий размножение микроорганизмов. Поэтому на его основе ВОЗ рекомендует готовить антисептики, как никогда актуальные в настоящее время. Концентрации спирта для использования в бактерицидных свойствах 80 (+/-)0,5%.

Статья от Доктор Губер «Рецепт антисептика в домашних условиях». 

Этанольный стресс

Выявлен ряд стрессов, которые губительно влияют на дрожжи на этапах брожения: осмотический, температурный, окислительный, вызванный CO2, pH, гидростатический. Среди прочих, этанольный – влияние этилового спирта на дрожжевую клетку.

Данный фактор имеет большое значение для скорости размножения дрожжей, самого процесса брожения в целом и органолептических показателей готового продукта. Этиловый спирт оказывает токсическое влияние на биологическую структуру дрожжей, что нарушает их нормальную активную жизнедеятельность и в конечном итоге приводит к деактивации клеток.    

Рост дрожжей уже замедляется при концентрации спирта 1,2%. Более 2% спирта в среде существенно снижает выход биомассы дрожжей. При 8-9,5% этанола рост дрожжей полностью прекращается. 

Согласно научным исследованиям, “повышение концентрации этанола с 0 до 1 % повышает время генерации примерно с 2,3 до 3,5 ч, а при концентрации этанола 3,8 % она составляет уже 6,9 ч”. 

Углубляясь в познание свойств этилового спирта, можно правильнее и осознанно применять его в быту! А так же готовить из любого углеводсодержащего сырья с помощью профессионального оборудования Доктор Губер. 

Доктор Губер Над материалом работали: Наталия Тархова Инженер-технолог Самогоноварение
Дорогие читатели, если вы увидели ошибку или опечатку в статье «
Этиловый спирт. Строение и свойства », помогите нам ее исправить! Выделите ошибку и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter». Мы получим ваше сообщение и внесём исправления в ближайшее время.

Источник: www.doctorguber.ru