Kemičar u kući (#2): Tajna gemišta

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, 8. ožujka 2020. u 07:00

Prvi spomen gemišta u kemijskoj literaturi, koliko je meni poznato, nalazimo u klasičnoj (danas bismo rekli: kultnoj) knjizi Frana Bubanovića, prvog profesora kemije na zagrebačkom Medicinskom fakultetu. U toj knjizi, naslovljenoj Slike iz kemije i objavljenoj ratne 1917. godine, nalazimo dvije zanimljive rečenice: „Ljudi se često nauče zato na sodu i osjećaju se dobro u želucu od nje, jer se kod nas sa kiselim pićem, t. j. kiselim vinima unosi previše kiseline u želudac, koju onda soda umiri. Zato treba naša vina piti s kiselom vodom, koja ima u sebi umjerenu količinu otopljene sode, i onda ova neutralizira kiselinu u vinu još prije, negoli je došla u želudac, a ne valja gutati desetke grama sode bikarbone.“

Prvo da se dogovorimo oko terminologije. Soda o kojoj govori profesor Bubanović nije soda, natrijev karbonat (Na2CO3), nego soda bikarbona, natrijev hidrogenkarbonat ili, po starinski, natrijev bikarbonat (NaHCO3). Iza  termina „kisela voda“ krije se pak naša mineralna voda, kiselica. A što se tiče pijenja NaHCO3 s vinom to se činilo ovako (kako mi je ispričala neka od mene mnogo starija kolegica): njezin bi otac progutao žlicu sode bikarbone, a onda  isprao grlo čašom vina – uživajući kako mu mjehurići ugljikova dioksida miluju jednjak i čine klo, klo, klo. Svatko ima svoje veselje. No vratimo se na gemišt.

Gemišt je, znamo, smjesa (njem. Gemisch) kiselog vina i mineralne vode. Prvi se sastojak, vino, ne sastoji, razumije se, samo od alkohola i vode nego i od mnogih drugih tvari, između ostalog glicerola, vitamina A, B i C te šećera (ponajviše glukoze), po čijoj se koncentraciji (od 0 do više od 50 g/L) vina dijele na  četiri kategorije (suha, polusuha, poluslatka i slatka). No ovdje nas, u pitanju gemišta, najviše zanima kiselina. U vinu ima najviše vinske kiseline, no uz nju dolaze i druge organske kiseline: jabučna, mliječna, jantarna, limunska, maslačna, mravlja i octena. Te kiseline ponajviše utječu na okus i miris vina. Meni je zagonetka maslačna kiselina, koja smrdi da je užas (miris prljavih čarapa potječe uglavnom od nje), no u vinu je ima tek 1-2 mg/L.

I što se sad dešava kada se vino s mineralnom vodom pomiješa u gemišt?

Reći ćete, kao i profesor Bubanović, da se kiseline koje se nalaze u vinu neutraliziraju sodom bikarbonom. To je točno, no nedovoljno precizno. Zaboravili smo još jedan sastojak mineralne vode, a to je u njoj otopljen ugljikov dioksid, ugljična kiselina.

Riječ je o tome da soda bikarbona s ugljičnom kiselinom gradi pufersku otopinu, a takve otopine (puferi) održavaju kiselost i onda kada se u njih ulije kiselina ili lužina. Kada se to dogodi, vrijednost pH otopine neznatno se promijeni.

Puferi su, kratko i jasno, otopine koje sadržavaju sol jake baze i slabe kiseline plus slabu kiselinu. Ili, obratno, puferi su otopine koje sadržavaju sol slabe baze i jake kiseline plus slabu bazu. Primjer za prvo je boratni pufer, kojeg nalazimo u kapima za oči. On se sastoji od borne kiseline i njezine soli, natrijeva borata. Primjer druge vrste pufera je amonijev klorid otopljen u amonijačnoj vodi. Jasno je: prvi pufer nastaje reakcijom natrijeve lužine (natrijeva hidroksida)  i borne kiseline, drugi pak amonijačne vode i solne kiseline.  Zato neka vas ne začudi kada u sastavu kakve fine kreme za kožu pročitate „natrijev hidroksid“ – ta je lužina već odavno neutralizirana.

I mineralna voda je, kako rekoh, puferska otopina. To je jasno već iz toga što se sastoji od natrijeva hidrogenkarbonata i ugljične kiseline. Natrijev hidrogenkarbonat je sol ugljične kiseline, vrlo slabe kiseline,  a natrijev hidroksid, od kojeg  nastaje NaHCO3, je jaka baza. Mineralna voda nije dakle ništa drugo nego – što bi kemičari rekli – bikarbonatni pufer. Taj pufer u smjesi s vinom održava pH vrijednost gemišta na želucu i nepcu prihvatljivoj vrijednosti. Gdje još nalazimo tu pufersku otopinu?

Tamo gdje bi se najmanje nadao: u našoj krvi. Iz fiziologije saznajemo da je upravo bikarbonatni puferski sustav najvažniji puferski sustav u našem tijelu (osim njega postoji još fosfatni i proteinski sustav). Zbog tog puferskog sustava kiselost krvi održava se na vrijednosti od pH=7,4. (Ako se pH sniži za 0,05 jedinice nastaje acidoza, ako se povisi za isti iznos nastaje alkaloza. Promijeni li se pH krvi za više od 0,6 jedinica nastupa smrt.) Ili, slikovito rečeno: kada bismo iz krvi uklonili svu organsku tvar, dobili bismo mineralnu vodu.

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, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a 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. 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.