Бахыт Кенжеев - Удивительные истории о веществах самых разных

• Название: Удивительные истории о веществах самых разных
• Автор: Бахыт Кенжеев
• Жанр: Публицистика

В книге известного популяризатора науки Петра Образцова и его однокурсника по химическому факультету МГУ, знаменитого поэта Бахыта Кенжеева повествуется о десятках самых обычных и самых необычных окружающих человека веществах – от золота до продуктов питания, от воды до ядов, от ферментов и лекарств до сланцевого газа. В конце концов сам человек – это смесь химических веществ, и уже хотя бы поэтому знание их свойств позволяет избежать множества бытовых неприятностей, о чем в книге весьма остроумно рассказывается. Авторы развенчивают многочисленные мифы и разоблачают предрассудки, связанные с разными веществами, но в то же время сообщают немало удивительного об особенностях этих веществ, а кроме того – находят немало неожиданных пересечений химии и поэзии. Даже те, для кого уроки химии – невыразимая скука, прочитав эту занимательную книгу, будут жалеть, что она так быстро закончилась.

---

Обретение градуса (водка)

Сто тысяч лет назад где‐то в Центральной Африке возвращался с работы в свою пещеру усталый кроманьонец. Его мучила жажда, а ручейка рядом не случилось, поэтому первобытный человек жадно набросился на валявшиеся в тени, допустим, дынного дерева крупные, изрядно подгнившие плоды. Минут через десять он повеселел, у него начали заплетаться ноги, а потом он упал и задремал. Так человечество впервые познакомилось с удивительными свойствами перебродивших фруктов.

Так, начнем. При нормальном спиртовом брожении сока винограда или фруктов концентрация спирта в получающемся продукте обычно не превышает 12 – 14 процентов. Даже если бы сахара, содержащегося в исходном сырье, дрожжам хватало на получение большего количества спирта, при дальнейшем повышении его концентрации они просто помирают. Существуют, правда, исключительные штаммы винных дрожжей, способные выдержать концентрацию алкоголя в 16 – 18 процентов (как в итальянском десертном «Амароне» или французском «Сотерне»), но это более или менее экзотика. Для получения крепленых вин типа вермута или портвейна в вино добавляется граппа (соответственно в Италии или Португалии) либо обыкновенный зерновой спирт (в Туле или в Адыгее). Хорошо еще, если зерновой.

Если же спирт не добавлять, а, наоборот, подвергнуть перебродивший сок (а чаще – виноградные отжимки) перегонке, то получается упомянутая граппа или чача (виноградная водка). Вкус ее, как и других фруктовых водок, определяется ничтожными примесями эфирных масел и высших спиртов, попадающих в продукт из исходного сырья.

Если перегонялась брага из пшеницы, ржи или, что хуже, картошки, то получается самогон или примитивная водка. Строго говоря, при правильной перегонке и очистке не так и важно, из чего гнать «хлебное вино», как называли водку в царской России, но для получения качественного продукта, настоящей «русской водки», положено использовать все‐таки зерновое сырье. Правда, польская водка беззастенчиво изготовляется из картофеля, что никак не мешает ее популярности в западных странах. Как говорится, на вкус и цвет товарища нет.

Напишем уравнения реакций, которые протекают при образовании спирта из любого растительного сырья, содержащего фруктовый сахар – фруктозу, или виноградный сахар – глюкозу, или сахарозу – наш обычный белый сахар. В последнем случае дрожжи сначала расщепляют сахар на глюкозу и фруктозу. Любые другие сложные углеводы, общую формулу которых можно записать как Сх (Н2О)у, также вначале распадаются до простейшего углевода глюкозы С6Н12О6:

Глюкоза и фруктоза имеют одну и ту же общую формулу, но различное строение молекул. Это изомеры.

К сложным углеводам относится, например, крахмал картофеля или пшеницы, из которых тоже получают водку. На следующей стадии процесса из глюкозы получается этиловый спирт:

Так называемый гидролизный спирт получают по той же реакции, однако сама глюкоза получается из отходов лесной промышленности, содержащих в основном целлюлозу. На гидролизных заводах из 1 тонны древесины получают до 200 литров этилового спирта, что позволяет заменить 1,5 тонны картофеля или 0,7 тонны зерна. Целлюлоза общей формулы (C6H10O5)n гидролизуется по реакции:

Важно отметить, что процесс брожения сахаров для получения спирта должен непременно происходить в анаэробных условиях, то есть в отсутствие кислорода. В противном случае вместо спирта образуется молочная кислота – продукт, несомненно, ценный при производстве кефира, кислой капусты или соленых огурцов, но не в интересующих нас случаях. Существует и другой способ получения этилового спирта – методом гидратации этилена в присутствии катализатора, например серной кислоты. Этим способом производят огромное количество этанола для промышленных целей. Использовать его для производства алкогольных напитков не разрешается (и вполне справедливо), однако в 90‐е годы прошлого века запрет часто нарушался, что привело к резкому росту заболеваний, связанных с употреблением фальсифицированной водки. Причем этот рост намного превосходил увеличение потребления алкоголя – именно потому, что в «техническом» этаноле содержатся значительно более токсичные примеси (включая, кстати, смертельно опасный метанол, или древесный спирт), чем в спирте из пищевого сырья. При этом такая «какбыводка» запросто проходит ГОСТ на водку просто потому, что он установлен на другие вредные примеси. Реакция гидратации этилена:

Что касается самогона, то его крепость может достигать и 60о, и даже 80о, так что для его употребления необходим весьма устойчивый организм. Так уж исторически сложилось, что для употребления внутрь обычно используют 40-процентный раствор спирта – хотя бывает водка и 45о, и даже 50о. У нас на рынке (да и на Западе, впрочем) они, в общем, не прижились, а вот про 40о сложены целые легенды.

Так, этикетка «Русского стандарта» гласит, что данный продукт «соответствует стандарту русской водки высшего качества, утвержденному царской правительственной комиссией во главе с Д. И. Менделеевым в 1894 году».

И действительно, с легкой руки известного кулинара и международника Вильяма Похлебкина история о том, что «водку изобрел Менделеев», получила не менее широкое распространение, чем в гоголевские времена фраза «немец луну сделал». Поскольку хлебное вино у нас пьют уже лет триста – четыреста, с именем Менделеева стали связывать не само «зелено вино» (кстати, не от зеленого цвета, а от слова «зелье»), а выбор для водки крепости именно в 40о. Однако в трудах великого химика отыскать обоснование этого выбора не удается. Диссертация Менделеева, написанная в 1864 году и посвященная свойствам смесей спирта и воды, никак не выделяет эти 40о. Ссылаются иногда на авторство Менделеева статей «водка» и «винокурение» в словаре Брокгауза и Ефрона, но, собственно, и что из этого? Политический деятель начала века, некто Владимир Ульянов (более известный под псевдонимами Ленин, Ильин и Тулин), написал для этого же словаря статьи про марксизм, но это же не значит, что он изобрел прибавочную стоимость!

И это еще не все. «Царская правительственная комиссия» никак не могла установить данный стандарт водки уже хотя бы потому, что эта организация – «Комиссия для изыскания способов к упорядочению производства и торгового обращения напитков, содержащих в себе алкоголь», была образована по предложению С. Ю. Витте (а вовсе не царя) только в 1895 году! Причем Менделеев выступал на ее заседаниях в самом конце года и только по вопросу об акцизах (он вообще был энциклопедически образованным человеком).

Откуда же взялся 1894 год? По-видимому, из статей все того же Похлебкина, который однажды написал, что Менделеев «спустя 30 лет после написания диссертации… соглашается войти в комиссию…». Изготовители «Русского стандарта» прибавили метафорические 30 к 1864 и получили искомую величину.

Если коротко изложить представления Похлебкина о водке, то он считает 40о этого напитка не объемной концентрацией, а весовой. И вот такая весовая концентрация обозначается в виде кружочка при числе 40. Западное же обозначение в процентах означает объемную концентрацию, что подтверждается сокращением vol. (от volume – объем). Все это ерунда. 40о – это нормальные, обычные объемные проценты. И при изготовлении водки никто, конечно, ни спирт, ни воду не взвешивает. Имея дело с жидкостями, проводить взвешивание было бы просто нелепо. Другое дело, что при смешивании спирта и воды происходит контракция – объем смеси меньше суммы объемов спирта и воды. Но эту контракцию учитывают по давно составленным справочникам, например, согласно «Справочнику по производству спирта» для получения водки следует взять 100 миллилитров 96,2-процентного спирта и 147,59 миллилитра воды. При смешивании получится 240 миллилитров 40‐градусного зелья, и контракция составит 7,59 миллилитра. Полного стакана не получается, ложка водки исчезла в глубинах физикохимии. Что ж, оно и для здоровья полезней.

А выбор для водки именно 40о – дело случая и удобства смешивания спирта с водой в соотношении «два к трем». Более простое соотношение «один к одному» крепковато, хотя и такая 50‐градусная водка выпускается.

А теперь о происхождении названия «водка» и истории ее продвижения в Россию. Сейчас специалисты склоняются к западнославянскому происхождению этого слова. В Польше, например, wódka популярна так же, как и у нас. Эта лингвистическая особенность, вероятно, указывает на пути поступления в Восточную Европу технологии производства этого напитка. Известно, что перегонкой занимались еще средневековые арабские алхимики, но до технологической стадии процесс производства спирта (от латинского «спиритус» – «дух») был доведен, по‐видимому, в XIV веке в Провансе. До появления водки на Руси славяне-общинники употребляли пиво и медовуху, а знать предпочитала привозное виноградное вино. Пили много и с удовольствием. Именно поэтому князь Владимир в 986 году гордо заявил непьющим послам волжских болгар, уже успевшим обратиться в мусульманство: «Руси есть веселие пити, не можем без того быти». Это стало важнейшим аргументом неприятия Русью ислама.