Wat is ethanol?

De geschiedenis van ethanol

Fermentatie (vergisting) is het oudste door de mensheid bekende biochemische proces. Bij dit proces worden suikers onder anaerobe omstandigheden omgezet tot ethanol door micro-organismen. Het bedwelmende effect van alcohol was al in de prehistorie bekend. Hedendaags kunnen er nog steeds groepen primaten geobserveerd worden die precies weten wanneer ze bepaalde gevallen rijpe vruchten moeten eten om dit effect te ervaren. Een vaak onderschat aspect is daarnaast het belang ervan in het sociale weefsel van veel menselijke samenlevingen, zowel in het verleden als in het heden. Sporen van het gebruik van vergisting zijn aangetroffen op 9000 jaar oude potscherven wat aantoont dat het gebruik hiervan zeker tot in de nieuwe steentijd teruggaat. Alcoholische dranken waren ook bekend bij de inwoners van Sumerië, zo'n 5000 jaar voor Christus. In India werd tussen 3000 en 2000 v.Chr. een alcoholische drank met de naam Sura, gedestilleerd uit rijst, gedronken. De Babyloniërs verafgoodden een godin van de wijn al in 2700 v.Chr. In Griekenland was een van de eerste alcoholische dranken die populair werd, gemaakt van gegiste honing en water. De Griekse literatuur staat vol met waarschuwingen tegen overmatig drankgebruik. Verschillende oorspronkelijke Amerikaanse beschavingen ontwikkelden in de periode voor Columbus al alcoholische dranken. Een aantal alcoholische dranken uit het Andesgebied in Zuid-Amerika werden gemaakt uit maïs, druiven of appels en hadden de naam “chicha”. In de negentiende eeuw kwam er een beweging op, die gematigd alcoholgebruik promootte, wat uiteindelijk resulteerde in totale drooglegging in de Verenigde Staten. In 1920 kwam er in Amerika een wet die het maken, verkopen, importeren en exporteren van bedwelmende middelen verbood. De illegale alcoholhandel groeide enorm en in 1933 werd het drankverbod opgeheven. De isolering van het werkzame bestanddeel liet veel langer op zich wachten. De eerste persoon die hierin slaagde was de Perzische alchemist Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (865–925). Al-Kindi (Alkindus) en Geber (Jabir ibn Hayyan) zijn twee andere namen die bekend staan voor een bijdrage aan een kritische stap in de zuivering, Geschriften die toegeschreven worden aan Geber (721–815) vermelden brandbare dampen van kokende wijn. Al-Kindi (801–873) beschrijft de destillatie van wijn. Pas in 1796 werd zuivere alcohol verkregen door Johann Tobias Lowitz. Hij filtreerde gedestilleerde alcohol door een laag van geactiveerde kool. Antoine Lavoisier beschreef de verbinding als een verbinding van koolstof, waterstof en zuurstof. In 1808 bepaalde Nicolas-Théodore de Saussure de chemische samenstelling, vijftig jaar later publiceerde Archibald Scott Couper de structuurformule van ethanol. Dit maakte ethanol tot een van de eerste verbindingen waarvan de structuur opgehelderd werd. Ethanol was ook de eerste verbinding waarvan de structuur in 1954 via NMR-spectroscopie werd bevestigd, daarmee neemt het een prominente plaats in de geschiedenis van de structuuranalyse.

De hydroxylgroep van ethanol neemt deel aan waterstofbindingen, waardoor ethanol minder vluchtig en viskeuzer is dan andere organische verbindingen met een vergelijkbare molaire massa. Als ethanol en water gemengd worden, treedt er een verschijnsel op dat volumecontractie heet; Het volume van het mengsel is altijd kleiner dan de som van de bij elkaar gevoegde volumes. Bij het samenvoegen van gelijke volumes van ethanol en water, blijft er maar 96% van het totaalvolume over van de twee vloeistoffen. De oorzaak van dit verschijnsel is dat water een kleiner molecuul is dan ethanol, waardoor de bijeengevoegde volumes niet simpelweg optelbaar zijn. Het mengen van ethanol en water is exotherm, er ontstaat mengwarmte. Zuivere ethanol is zeer hygroscopisch, dit komt omdat er waterstofbruggen gevormd worden met de watermoleculen die opgenomen worden. De polaire hydroxylgroep zorgt ervoor dat ethanol een goed oplosmiddel voor een groot aantal polaire stoffen, maar omdat ethanol ook over een apolair gedeelte beschikt, kan ethanol ook goed optreden als oplosmiddel voor niet-polaire verbindingen. Mengsels van ethanol en water die meer dan ongeveer 50% ethanol bevatten, zijn ontvlambaar en kunnen makkelijk worden aangestoken.

Merken ethanol