Kemičar u kući (#26): neobični obični alkohol

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 7. veljače 2021. u 06:00

Koja je veza alkohola i zelenog oka, točnije zelene kože ispod i iznad oka? (Pitanje za 1.000.000 dolara.) Čovjek se napije pa ti nabije šljivu pod okom. Ili je ti nabiješ njemu (jer se previše obezobrazio). Ili pak on – najvjerojatniji slijed događaja – glavinjajući pijan po kući, nabije šljivu sam sebi. Ništa od toga! Alkohol je dobio ime u 16. stoljeću kada ga je švicarski liječnik i alkemičar Paracelsus nazvao alcohol vini, što je čudna složenica iz arapskog (alcohol, od al-kohl) i latinskog jezika (vinum, gen. vini). To se provodi kao „fina tvar iz vina“, no „fina tvar“ zapravo je fini prah ili, još točnije, fini prah kojim su žene na Bliskom istoku (a posebice u Egiptu) zelenile očne vjeđe ne bi li bile još ljepše. Zeleni prah kojim su se služile bio je izmrvljeni mineral malahit, bazični bakrov karbonat, Cu2CO3(OH)2. No to je samo jedna zanimljivost o tako običnoj tvari kao što je alkohol, ili – točnije – etilni alkohol, etanol, C2H5OH.

Iako su alkoholna pića, pivo i vino, poznata od pratpovijesnih vremena, alkohol u čistom stanju pripremili su, destilacijom, tek alkemičari iz južne Italije u 11. stoljeću. U 13. stoljeću španjolski liječnik i alkemičar Arnoldo iz Villanove nazvao ga je aqua ardens (voda koja gori) i aqua vitae (voda života). Prvo ime, aqua ardens, svakome je jasno: alkohol je zapaljiva tekućina. Štoviše, alkohol gori i kada u njemu ima vode, tj. kada njegova vodena otopina sadrži više od 60 % etanola. To je dobro znati jer alkohol može poslužiti i za kuhanje, ako nam uzmanjkaju drugi izvori topline. Alkohol je sigurnije gorivo od petroleja, a posebice od benzina. Energetska mu je vrijednost 27 MJ/kg, dakle  gotovo dvostruko manja od  energetske vrijednosti benzina (52 MJ/kg), no ipak dovoljna da posluži kao raketno gorivo. Kombinacija alkohola i tekućeg kisika pogonila je prvu upotrebljivu raketu na tekuće gorivo, njemačko „oružje odmazde“ V-2.

No dobro, a što je s „vodom života“? Svaka mi se nedoumica oko tog imena raspršila kada sam stao čitati priče i romane o avanturama Scherlocka Holmesa. Bilo što da se nekom od njegovih neobičnih klijenata dogodilo, uvijek se kraj čuvenog detektiva, a još više kod njegova suradnika i prijatelja doktora Watsona našla spasonosna boca brendija. Ona je smirivala uzrujane i zdvojne žrtve, no bila je i prvo za čim bi posegnuli pošto bi nekog prizvali k svijesti (iz nesvjesti). Tu spasonosnu kapljicu nalazimo i kod Shakespearea, u Romeu i Juliji – i to pod punim imenom, aqua vitae. Lijek za sve bolesti, panaceja.

No vratimo se sadašnjosti. Alkohol je otrov. Litra žestokog pića popijena naiskap može ubiti odrasla čovjeka. (Zato natjecanje u tome tko će više popiti može biti po život opasno.) Kažu da se u Zagorju čovjek može i od zraka opiti, što je na neki način točno jer alkohol može u organizam doći ne samo preko želuca nego i preko pluća. No što se događa s alkoholom kada dospije u tijelo, kakav je njegov metabolizam?

Kao i sve strane tvari u tijelu (ksenobiotici) i etanol ima svoj metabolizam. On je dosta jednostavan. U jetri postoje enzimi koji ga oksidiraju. Oksidacija ide u dva stupnja. Prvi je stupanj oksidacija etanola, CH3CH2OH, u acetaldehid ili etanal, CH3CHO. Za to je zadužen enzim alkohol-dehidrogenaza. Drugi stupanj oksidacije je oksidacija acetaldehida u octenu kiselinu, CH3COOH. Tu reakciju katalizira drugi enzim, aldehid-dehidrogenaza. Što se potom događa s octenom kiselinom? Nju organizam metabolizira kao masnu kiselinu, što znači da od nje dobiva energiju. Stoga i alkohol ima „kalorije“, i on deblja.

Kada bi sve išlo glatko, kada bismo svi bili dobro „baždareni“ (tj. imali dobar i brz metabolizam) alkohol vjerojatno ne bi bio štetniji od šećera. No nije tako. Enzimi za razgradnju alkohola imaju svoje kapacitete. Ako previše popijemo, aldehid-dehidrogenaza ne uspijeva na vrijeme oksidirati sav acetaldehid pa se taj toksični organski spoj nakuplja u organizmu. (Djelovanje antabusa temelji se upravo na inhibiciji aldehid-dehidrogenaze.)  Usto oksidacija alkohola i acetaldehida iscrpljuje oksidacijske kapacitete organizma pa dolazi do poremećaja metabolizma, što se očituje prije svega u nakupljanju mliječne kiseline i smanjenju razine glukoze u krvi (hipoglikemija). Alkohol je otrov (to sam već rekao). Najbolje je ne piti.

 

Na kraju bih rekao nešto i o alkoholu kao otapalu. Nećete pogriješiti ako masne mrlje pokušate ukloniti alkoholom, no pri tome morate biti oprezni jer alkohol može otopiti i ono što ne želite  (primjerice šelak kojim se lakira drvo). Treba znati i to da je „čisti alkohol“ zapravo 96%-tni alkohol, jer je to najveća koncentracija etanola koja se može dobiti destilacijom. Kada se ukloni i onih preostalih 4 % vode dobiva se „apsolutni alkohol“, no takav alkohol treba samo kemičarima.

 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib i Modru lastu. Autor je više stručnih i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.