O alkoholu mówią najstarsze dokumenty, dzieła literackie i kodeksy prawa. W starożytności rozcieńczone wino spożywano jako codzienny napój. W opanowano technologię produkcji wódki z ziemniaków, co spowodowało wzrost jej produkcji i – w konsekwencji – wzrost spożycia. Nadmiernie spożywany alkohol (etanol) stał się przyczyną wielu rodzinnych tragedii.
Alkohol towarzyszył również podczas wojen. Roztwory etanolu służyły nie tylko do picia, ale również jako środek leczniczy, przede wszystkim dezynfekujący i przeciwbólowy. Co więcej, etanol i metanol stanowiły ważny dodatek do paliwa lotniczego i rakietowego. Spirytusem konserwowano wiele urządzeń technicznych, stosowano go także do produkcji granatów.
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
właściwości fizyczne i chemiczne metanolu i etanolu;
sposób przedstawienia budowy cząsteczek alkoholi za pomocą wzorów i modeli cząsteczek;
piktogramy chemiczne, opisujące zagrożenia związane z wykorzystywaniem metanolu i etanolu.
Nauczysz się
oceniać wpływ metanolu i etanolu na organizm człowieka;
porównywać toksyczność alkoholi;
uzasadniać, dlaczego po spożyciu alkoholu nie wolno prowadzić pojazdów mechanicznych (roweru, łodzi, samolotu), pływać i jeździć na nartach;
projektować i przeprowadzać doświadczenie pozwalające na badanie wpływu etanolu na białko.
iL1faoxkNX_d5e160
1. Etanol i jego wpływ na organizm człowieka
Słowo „alkohol” kojarzy się z dostępnymi w sklepach napojami. Piwo, wino, wódka i spirytus różnią się procentową zawartością etanolu. Jednak każdy z nich działa podobnie na organizm człowieka i przy nadmiernym spożyciu może być dla niego groźny.
Etanol spożywany w niewielkich ilościach, powoduje złudne uczucie ciepła – przyspiesza krążenie krwi, co w efekcie prowadzi do szybszego wychłodzenia ciała. Dlatego też w zimie ofiarami mrozów są często osoby, które wcześniej właśnie spożywały alkohol.
Uzależnienie od niego, fizyczne i psychiczne, to choroba zwana alkoholizmemalkoholizmalkoholizmem. Mamy z nią do czynienia wtedy, gdy około kalorii dostarczanych do organizmu w ciągu tygodnia pochodzi ze spożywania alkoholu. Gdy ta ilość kalorii jest większa niż na tydzień, mówimy wówczas o skrajnym alkoholizmie.
Ciekawostka
Proces zdrowienia z choroby alkoholowej jest bardzo trudny i skomplikowany. Jest uzależniony przede wszystkim od chęci i dobrej woli zainteresowanego. Pomoc w leczeniu alkoholizmu oferują np. kluby abstynenta, bractwa trzeźwości, samopomocowe grupy AA (anonimowych alkoholików), grupy rodzinne Al–Anon i Alateen, ośrodki terapii uzależnień i współuzależnienia, grupy wsparcia DDA (Dorosłe Dzieci Alkoholików) czy Ogólnopolskie Pogotowie dla Ofiar Przemocy w Rodzinie „Niebieska Linia”. Wychodzenie z alkoholizmu wymaga intensywnej pracy ze strony zarówno osoby uzależnionej, jak i jego rodziny.
Nadmierne spożywanie etanolu jest przyczyną ciężkich schorzeń wątroby, nerek, żołądka i serca, poza tym negatywnie wpływa na układ nerwowy człowieka. Alkohol, spożywany w większych ilościach, upośledza racjonalne myślenie, zmniejsza samokrytycyzm oraz powoduje tzw. zamroczenie alkoholowe. Pojawiają się zaburzenia mowy i zanika koordynacja ruchów. Najbardziej narażeni na negatywne skutki działania etanolu są ludzie młodzi, ponieważ uszkodzeniu ulegają ich rozwijające się komórki mózgowe.
Wysoce szkodliwe jest spożywanie napojów alkoholowych przez kobiety będące w ciąży. Już nawet niewielka ilość etanolu może mieć wpływ na zaburzenia w prawidłowym rozwoju dziecka – tak w życiu płodowym, jak i po narodzinach. Może się nawet przyczynić do śmierci niemowlęcia. U dzieci, których matki w czasie trwania ciąży spożywały alkohol, może pojawić się tzw. płodowy zespół alkoholowy (FAS, ang. Fetal Alcohol Syndrome).płodowy zespół alkoholowypłodowy zespół alkoholowy (FAS, ang. Fetal Alcohol Syndrome). (ang. FAS - Fetal Alcohol Syndrome Jest to zespół objawów chorobowych obserwowanych u dziecka, dotyczących między innymi układu nerwowego (zaburzenia w codziennym funkcjonowaniu – zaburzenia uwagi, trudności z uczeniem się i komunikowaniem z innymi) oraz odchyleń od prawidłowej budowy ciała (np. skrócone szpary powiekowe, szeroko rozstawione oczodoły i spłaszczona środkowa część twarzy).
Stężenie etanolu we krwi zależy między innymi od:
ilości i rodzaju konsumowanych napojów alkoholowych;
czynników, takich jak masa ciała, płeć, budowa ciała osoby pijącej;
czasu konsumpcji.
1
Polecenie 1
Na poniższej grafice przedstawiono porównanie zawartości procentowej etanolu w wybranych napojach alkoholowych. Przeanalizuj dane zamieszczone na grafice, a następnie oblicz, ile gramów czystego etanolu znajduje się w podanych ilościach każdego z wymienionych napojów alkoholowych.
R1JyQmYCB6op8
RETgBPrVvYxMj
Stężenie procentowe określa liczbę gramów substancji rozpuszczonej, która znajduje się w 100 g roztworu.
Masa czystego etanolu w podanych ilościach każdego z wymienionych alkoholi jest taka sama i wynosi 10 g.
Polecenie 1
W piwa znajduje się alkoholu, natomiast w wódki jest aż alkoholu. Ile gramów czystego etanolu znajduje się w tych napojach?
R1PZmF4tjhaxa
Ciekawostka
Etanol zawarty w winach musujących, szampanach i piwie wchłania się do krwi szybciej niż „niewzbogacony w bąbelki”. Prawdopodobnie to obecny we wspomnianych napojach alkoholowych tlenek węgla() wpływa na skrócenie czasu ich pobytu w żołądku i szybsze przenikanie do krwi. W efekcie, skutki działania etanolu są szybciej odczuwane przez osobę spożywającą wymienione napoje alkoholowe.
Ilość, a dokładniej stężenie etanolu we krwi, podaje się najczęściej w promilachpromilpromilach ( objętościowego; ).
Polecenie 2
W poniższej tabeli opisano typowe objawy towarzyszące spożyciu napojów alkoholowych, związane z obecnością odpowiedniej zawartości (stężenia) etanolu we krwi. Zapoznaj się z informacjami zawartymi w tabeli, a następnie swoimi słowami odpowiedz na pytanie, dlaczego po spożyciu alkoholu nie wolno prowadzić pojazdów, pływać i jeździć na nartach.
Wpływ zawartości etanolu we krwi na zachowanie człowieka
zaburzenia równowagi, błędy w logicznym myśleniu, opóźnienie czasu reakcji, agresywność, brawura
zaburzenia mowy, senność, obniżenie kontroli zachowania i poruszania się
senność, możliwość zapadnięcia w śpiączkę
zatrucie, śmierć (dawka śmiertelna ma charakter orientacyjny, znane są przypadki przeżycia przy o wiele większych dawkach)
RMwp1D2lV56JH
Podaje się następujące formuły prawne, określające kolejne stopnie nietrzeźwości.
Dawka etanolu powodująca zatrucie alkoholowe zależy od wielu czynników, do których zalicza się między innymi odporność organizmu.
Typowe zatrucia śmiertelne są powodowane przez stężenie alkoholu we krwi. Im jest ono wyższe, tym większe są rozmiary zaburzeń reagowania i zachowania, upośledzające sprawność człowieka i zdolność do racjonalnego postępowania.
W Polsce podaje się następujące formuły prawne, określające kolejne stopnie nietrzeźwości:
„stan po wypiciu alkoholu” – od do alkoholu we krwi;
„próg nietrzeźwości” – alkoholu we krwi;
„stan nietrzeźwości” – powyżej alkoholu we krwi.
Prowadzenie pojazdów mechanicznych po przekroczeniu granicy alkoholu we krwi w Polsce jest zabronione i karane.
iL1faoxkNX_d5e257
2. Etanol i jego wpływ na białko
Czy wiesz, w jaki sposób etanol wpływa na białko?
1
Polecenie 3
Zaprojektuj i przeprowadź doświadczenie, za pomocą którego wykażesz, w jaki sposób etanol wpływa na białko. Sformułuj problem badawczy i zaproponuj hipotezę. Wymień niezbędny sprzęt i odczynniki. Narysuj schemat zaprojektowanego doświadczenia, zapisz obserwacje i sformułuj odpowiednie wnioski.
RVCzh9lKfIvT0
Czy etanol niszczy białko (jego strukturę)?
Problem badawczy: Czy etanol niszczy białko?
Hipoteza: Etanol powoduje denaturację białka.
Sprzęt i odczynniki:
białko jaja kurzego;
etanol (w postaci spirytusu – wodnego roztworu etanolu o stężeniu procentowym ok. 96%);
probówka;
statyw na probówki;
zakraplacz/pipeta.
Schemat doświadczenia:
R1DQLNva2fvGT
Obserwacje: W wyniku dodawania wodnego roztworu etanolu do białka jaja kurzego, wytrąca się biały kłaczkowaty osad.
Wnioski: Postawiona hipoteza jest prawdziwa – etanol powoduje denaturację białka.
Polecenie 3
Przeprowadzono doświadczenie, za pomocą którego określono, w jaki sposób etanol wpływa na białko.
Problem badawczy:
Czy etanol niszczy białko?
Hipoteza:
Etanol powoduje denaturację białka.
Co było potrzebne:
białko jaj kurzego,
etanol (w postaci spirytusu - wodnego roztworu etanolu o stężeniu procentowym około ),
probówka,
statyw na probówki,
zakraplacz/pipeta.
Przebieg doświadczenia:
W probówce umieszczono białko jaja kurzego. Następnie, pipetą dodano spirytus.
Obserwacje:
Po dodaniu alkoholu, wytrącił się biały, kłaczkowaty osad.
Wnioski:
Postawiona hipoteza była prawidłowa. Etanol powoduje denaturację białka, co objawia się wytrąceniem się białego osadu.
RlG0fDt8sG6E7
Etanol powoduje tzw. denaturację białkadenaturacja białkadenaturację białka. Proces ten, w uproszczeniu, polega na uszkodzeniu struktury (budowy) białka, przez co nie może ono spełniać określonych funkcji. W wyniku dodania etanolu do białka jaja kurzego, białko ścina się i wytrąca w postaci białego osadu. Podobny efekt uzyskasz ogrzewając białko (np. podczas robienia jajecznicy). Spożywając alkohol należy liczyć się z tym, że białka pełniące w organizmie wiele istotnych funkcji, mogą ulec denaturacji.
Niewątpliwie stężenie etanolu w organizmie człowieka spożywającego napoje alkoholowe jest mniejsze od stężenia tego alkoholu w użytym w doświadczeniu roztworze. Dlatego sam wynik przeprowadzonego doświadczenia nie upoważnia nas bezpośrednio do wnioskowania o negatywnym wpływie etanolu na organizm, ale w połączeniu z poznanymi już skutkami nadmiernego spożywania napojów alkoholowych, zmusza do chwili refleksji.
Wykazany w doświadczeniu wpływ etanolu na białko wykorzystywany jest np. w płynach do dezynfekcji. Etanol może bowiem przenikać przez ściany komórkowe drobnoustrojów i niszczyć strukturę obecnych w nich białek, osłabiając tym samym niekorzystne działanie mikroorganizmów (np. bakterii) na organizm. Z tego samego powodu nie zaleca się np. bezpośredniego polewania ran spirytusem salicylowym,spirytus salicylowyspirytusem salicylowym, a jedynie przemywanie okolic rany.
iL1faoxkNX_d5e257
3. Metanol – silna trucizna
Metanol ma wiele właściwości, zarówno fizycznych jak i chemicznych, wspólnych z etanolem. Należą do nich m.in. barwa, zapach, smak czy rozpuszczalność w wodzie.
Stąd alkohole te bywają mylone. Wskutek omyłkowego wypicia metanolu, dochodzi do ciężkiego zatrucia. Najszybciej uszkodzone zostają nerw wzrokowy, siatkówka i rogówka, co w konsekwencji prowadzi do nieodwracalnej utraty wzroku.
Nie istnieje żaden domowy sposób na odróżnienie metanolu od etanolu. Alkohole te wyglądają i pachną dokładnie tak samo, a nawet palą się tym samym niebieskim płomieniem. Znane są metody analityczne, które pozwalają odróżnić od siebie te alkohole, ale nie są one powszechnie dostępne.
Spożywanie wyrobów alkoholowych niewiadomego pochodzenia jest zabronione. Dotyczy to również wszelkiego rodzaju płynów zawierających alkohol, lecz nieprzeznaczonych do spożycia przez ludzi. Mogą one zawierać metanol w ilościach zagrażających życiu lub zdrowiu.
R1ecsKcqplTUS
R44MSbiJG6F1p
Ciekawostka
Około alkoholu, który jest przedmiotem nielegalnego handlu, wytwarzane jest ze spirytusu przemysłowegospirytus przemysłowyspirytusu przemysłowego, przeznaczonego np. do produkcji płynu do spryskiwaczy lub podpałki do grilla. W co trzeciej butelce takiego alkoholu znajduje się chloroformchloroformchloroform, a w co dziesiątej metanol!
iL1faoxkNX_d5e309
Podsumowanie
Nadmierne spożywanie napojów alkoholowych, a więc takich, które zawierają etanol, ma negatywny wpływ na organizm człowieka.
Częste spożywanie napojów alkoholowych prowadzi do uzależnienia (alkoholizmu).
Etanol powoduje denaturację białka.
Metanol ma wiele właściwości wspólnych z etanolem, jego omyłkowe spożycie może skończyć się śmiercią.
W Polsce obowiązuje zakaz kupowania i spożywania napojów alkoholowych przez osoby do roku życia.
Praca domowa
Polecenie 4.1
Wykorzystując dostępne Ci źródła informacji, przedstaw w formie graficznej (np. za pomocą mapy myśli) lecznicze właściwości etanolu wykorzystywane np. syropach przeciwkaszlowych czy koncentratach ziół leczniczych.
RG2eW8gKioit4
Wykorzystując dostępne Ci źródła, wymień lecznicze właściwości etanolu wykorzystywane, np. w koncentratach ziół leczniczych.
RVuwIyIq4B1Qf
W farmacji etanol stosuje się do sporządzania leków, np. jodyny, spirytusu salicylowego. W medycynie i kosmetyce pełni on funkcję środka odkażającego.
Polecenie 4.2
Wykorzystując dostępne Ci źródła informacji, odszukaj informacje dotyczące alkoholowego zespołu płodowego (FAS). Sporządź notatkę, w której opiszesz objawy tego zespołu chorobowego u dzieci.
R1NASHpn4wfP4
Objawy FAS możesz klasyfikować ze względu na obszar ich występowania – np. objawy dotyczące odchyleń od prawidłowej budowy ciała, zaburzenia układu nerwowego itp.
iL1faoxkNX_d5e374
Słownik
alkoholizm
alkoholizm
choroba alkoholowa, uzależnienie od picia alkoholu
płodowy zespół alkoholowy
płodowy zespół alkoholowy
(ang. FAS – Fetal Alcohol Syndrome) zespół chorobowy przejawiający się w nieprawidłowościach budowy ciała (dotyczących najczęściej twarzy, klatki piersiowej i kończyn) oraz zaburzeniach układu nerwowego i metabolizmu dziecka, powstałych w życiu płodowym na skutek spożywania przez matkę napojów alkoholowych; spożywanie etanolu przez kobiety ciężarne może również prowadzić do poronienia lub przedwczesnego porodu
promil
promil
jedna tysięczna pewnej całości; oznaczany symbolem ; w odniesieniu do stężenia etanolu we krwi:
denaturacja białka
denaturacja białka
w uproszczeniu – niszczenie struktury białka na skutek działania czynników zewnętrznych: fizycznych (np. podwyższonej temperatury, podwyższonego ciśnienia, ultradźwięków) oraz chemicznych (np. etanolu, mocnych kwasów i zasad, soli metali ciężkich)
spirytus salicylowy
spirytus salicylowy
roztwór kwasu salicylowego w etanolu i wodzie; procentowy masowy skład roztworu to: kwasu salicylowego, wody i wodnego roztworu etanolu (o stężeniu )
spirytus przemysłowy
spirytus przemysłowy
etanol otrzymywany w wyniku syntezy chemicznej z mieszaniny tlenku węgla() (), wodoru () oraz pary wodnej (); stosowany do produkcji płynu do spryskiwaczy, podpałki do grilla lub jako rozpuszczalnik w przemyśle
chloroform
chloroform
pochodna metanu o wzorze sumarycznym (nazwa systematyczna: trichlorometan); silnie oddziałuje na układ nerwowy; ma właściwości narkotyczne i rakotwórcze
iL1faoxkNX_d5e466
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
Na butelce z metanolem znajdują się następujące oznaczenia:
Rb3ibBpl0t3iu
R1da4OsMeFmI0
R1ENoXi7Fgdeu
Rd3ZkiVVyWyOH1
Ćwiczenie 2
2
Ćwiczenie 3
R1Vp9rg26FvPJ1
Zadanie interaktywne.
Zadanie interaktywne.
Oceń, czy podane informacje są prawdziwe, czy fałszywe.
Prawda
Fałsz
Skutkiem nadmiernego spożycia alkoholu etylowego jest obniżenie zdolności koncentracji.
□
□
Objawami spożycia etanolu jest utrata koordynacji ruchów.
□
□
Spożycie etanolu powoduje zaburzenia mowy i ślepotę.
□
□
Nadużywanie alkoholu etylowego powoduje uszkodzenie serca, wątroby i nerek.
□
□
Źródło: Halina Szczepaniec, licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 4
Poniżej opisano wpływ alkoholu na funkcjonowanie pewnego narządu.
Jest to narząd w organizmie człowieka, który najszybciej reaguje na alkohol. U osób pijących, jest on mniej odporny na działanie innych toksyn, w tym także leków. Częściej dochodzi do żółtaczki. Marskość tego narządu jest najczęstszą przyczyną zgonów w grupie alkoholików.
Rdv9Q6s2b5cim
2
Ćwiczenie 5
Średnia dawka śmiertelna () wyrażana jest zwykle w miligramach na kilogram masy ciała () i określa dawkę trucizny, przy której przy życiu pozostaje najwyżej badanych organizmów. Wartości metanolu i etanolu (przy podaniu doustnym), wyznaczone dla szczura, wynoszą kolejno masy ciała i masy ciała.
RgMmHGUOznNGm
R1xpJXUm4NzVw2
Ćwiczenie 6
2
Ćwiczenie 7
Przeczytaj poniższy tekst, a następnie zaznacz poprawną odpowiedź.
W latach i trzeźwość kierowcy można było sprawdzić, prosząc go o dmuchanie w specjalny balonik. Od niego wychodziła rurka wypełniona żółtopomarańczowym roztworem, zakończona ustnikiem. Jeżeli podczas „dmuchania w balonik” barwa zawartości rurki zmieniała się na ciemnozieloną, można było stwierdzić, że badany kierowca spożywał alkohol. Z chemicznego punktu widzenia, w rurce znajdował się wodny roztwór dichromianu() potasu z dodatkiem pewnego kwasu, który w reakcji z etanolem, zawartym w wydychanym powietrzu, przekształcał się w sól chromu(), zawierającą takie same reszty kwasowe, z jakich zbudowany był umieszczony w rurce kwas. Masa cząsteczkowa wspomnianej soli jest równa , a jej skład procentowy (w procentach masowych) to: chromu, siarki i tlenu.
RMEjQrUobRuvT
3
Ćwiczenie 8
Do laboratorium chemicznego dostarczono dwie niepodpisane butelki, z identycznie wyglądającymi cieczami. Wiadomo było, że w jednej z butelek znajdował się metanol, a w drugiej etanol. W celu ustalenia, jaki alkoholi znajduje się w której z butelek, podpisano je numerami i oraz zbadano temperatury wrzenia znajdujących się w nich substancji. Wyznaczona temperatura wrzenia alkoholu w butelce nr wynosiła około , a alkoholu zawartego w butelce nr – około .
R19BVi1v2yvHj
3
Ćwiczenie 9
Poniżej znajdują się wymienione w języku angielskim nazwy organów (narządów) oraz wybrane skutki nadmiernego spożywania napojów alkoholowych. Do poszczególnych organów dopasuj odpowiadające im efekty dużego spożycia napojów alkoholowych.
Uwaga: do danego organu możesz przypisać więcej niż jeden skutek.
R1elBbLS1egoX
Glossary
liver
liver
R1A2BCkEzaGOa
wątroba
pancreas
pancreas
RAK41U5SsvLFN
trzustka
lungs
lungs
RQxRJnEuVRwW1
płuca
chronic gastritis
chronic gastritis
R1CLDr8zyxSiL
przewlekłe zapalenie żołądka
hepatitis
hepatitis
R1THO4s4iB0lS
zapalenie wątroby
ulcer
ulcer
RQpBJxrg7pEzo
wrzód
cirrhosis
cirrhosis
R12Kv2p6QyDiT
marskość wątroby
pancreatitis
pancreatitis
RF7IafsIbNT4Q
zapalenie trzustki
tuberculosis
tuberculosis
RJWy2zGbQTBjk
gruźlica
phantasmic
phantasmic
REip2OO2c86DL
urojenia
heart failure
heart failure
R1JCqv2y8B2Md
niewydolność serca
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Hassa R., Mrzigod A., Mrzigod J., To jest chemia. Zakres podstawowy, Warszawa 2012.
Maciejowska I., Warchoł A., Świat chemii. Zakres podstawowy, Kraków 2012.