Etanol och andra alkoholer

 

Alkohol är ett kontroversiellt kemiskt ämne. När vi till vardags pratar om alkohol menar vi oftast etanol (C2H5OH). Öl, vin och sprit är exempel på alkoholhaltiga drycker. Alkohol är sedan tusentals år en naturlig del av många kulturer. Samtidigt är etanol ett beroendeframkallande ämne. Liksom andra droger, kan etanol ge skador, både sociala och kroppsliga. Eftersom alkohol kan skada en växande hjärna finns det i många länder åldersbegränsningar för att få köpa alkohol.

Alkoholer är en grupp av organiska ämnen som alltid innehåller en hydroxylgrupp (OH). Det finns många olika alkoholer. Alkoholer används bland annat som bränsle i bilar och spritkök, som lösningsmedel och som handsprit för att döda bakterier.

Etanol bildas genom jäsning av socker

Om du skulle lämna fruktsaft i ett glas är chansen stor att det inom några dagar börjar jäsa. Det bubblar och luktar konstigt. Jäst är en mikroskopisk svamp som använder kolhydraterna i frukten för att få energi. Samtidigt bildas koldioxid och etanol. Det är koldioxiden som ger bubblorna. Vin tillverkas av druvor som får jäsa. Öl tillverkas genom att sädesslaget korn först får gro. Detta kallas för mältning och då bildas malt. Malten jäses sedan till öl.

 

För att mäta hur mycket etanol det är i olika drycker används enheten volymprocent (%). Med volymprocent menas den del av en viss volym som är etanol. Öl har ofta en alkoholhalt omkring 5 %. En liter öl med en alkoholhalt om 5 % innehåller 50 milliliter ren etanol.

Jästsvamparna dör om alkoholhalten blir för hög. För att tillverka alkoholhaltiga drycker med en alkoholhalt som är mer än omkring 20 % används en teknik som heter destillation.

 

Destillation bygger på att olika kemiska ämnen har olika kokpunkter. Vatten kokar vid 100°C medan etanol kokar vid 78°C. Om vin kokas kommer ångan som bildas att innehålla en högre halt etanol än vad vinet hade. Ångan kyls sedan så att den kondenserar till vätska. Vätskan har nu en högre alkoholhalt. Vodka, whisky och rom är exempel på alkoholhaltiga drycker som tillverkats genom destillation. Många typer av sprit innehåller omkring 40 % etanol. Det är olagligt att själv tillverka sprit genom destillation.

Etanol påverkar receptorer i hjärnan och ger berusning

Alkohol är ett exempel på en drog. Användande av alkohol är lagligt i många, men inte alla, länder. Många länder har även åldersbegränsningar. I Sverige är åldersgränsen 20 år för att köpa drycker med mer än 2,25 % alkohol. Hjärnan utvecklas fram till 25-årsåldern. När hjärnan utvecklas är den känsligare för till exempel alkohol.

 

Vid konsumtion av alkoholhaltiga drycker kommer en del av etanolen att hamna i hjärnan. Om mängden alkohol är tillräckligt stor blir vi berusade. Etanol påverkar framför allt så kallade GABA-receptorer i hjärnan. GABA är en signalsubstans som används för att överföra information mellan olika nerver. Omkring 30 % av nervcellerna i hjärnan använder GABA. GABA-receptorer är hämmande vilket betyder att de sänker aktiviteten hos andra nerver. Detta kan ge många olika effekter. Etanol förstärker den hämmande effekten. I små mängder ger detta ett allmänt lugn medan högre halter leder till trötthet. Etanol påverkar också bland annat vårt belöningssystem. Små mängder alkohol upplevs av många som njutningsfullt.

Vårt minne påverkas av föreningar som binder till GABA-receptorer vilket gör att ett stort intag av alkohol kan ge allvarliga minnesluckor. Mycket höga mängder etanol ger en så kraftig effekt att personen blir medvetslös. Dödsfall av akut alkoholförgiftning beror på att hjärnans andningscentrum stängs av och vi slutar andas. En dödlig dos av etanol ligger omkring ett par hundra gram ren etanol. Känsligheten för etanol varierar kraftigt mellan olika individer och betydligt mindre mängder kan vara livshotande. 

Halten etanol i blodet mäts i promille

 

För att diskutera effekten av alkohol brukar promillehalter (‰) användas. Med promille menas hur många tusendelar av blodet som är etanol. En halv promille ger lätt upprymdhet medan en promille ofta ger kraftigt nedsatt motorik och lätt illamående. Tre promille kan leda till medvetslöshet och en alkoholhalt över fem promille är livshotande. Alkohol påverkar kraftigt förmågan att köra bil. Det finns därför gränser för vad som är lagligt. Gränsen för rattfylleri ligger i Sverige på 0,2 promille och över 1,0 promille räknas som grovt rattfylleri.

Det finns många andra kemiska föreningar som också kan binda in till GABA-receptorer, till exempel bensodiazepiner. Bensodiazepiner är exempel på lugnande mediciner som är mycket farliga att kombinera med alkohol. Eftersom både etanol och lugnande medel fungerar på samma vis kan den kombinerade effekten bli dödlig.

När etanolen bryts ner bildas andra giftiga ämnen

Etanol finns naturligt i kroppen. Det bildas av bakterierna i tarmarna. Halterna är låga och det finns enzymer som bryter ner alkohol. Ett enzym omvandlar etanol till acetaldehyd. Acetaldehyd är faktiskt betydligt giftigare än vad etanol är och ger illamående och yrsel. Troligen är det acetaldehyd, tillsammans med vätskebrist som får personer som druckit mycket att må dåligt dagen efter. Dessutom försämras muskeluppbygganden vid konsumtion av alkohol. Alkohol kan alltså ge avsevärt försämrad träningsprestation.

 

Ett annat enzym omvandlar acetaldehyden till ättiksyra. Ättiksyra finns naturligt i kroppen och omvandlas till energi. Alkoholen används alltså som energi av kroppen. Hög konsumtion av alkohol kan därför leda till ökad mängd kroppsfett.

Nedbrytningen av etanol sker framförallt i levern där det finns mycket av enzymerna. Som en tumregel gäller att kroppen kan bryta ner 10 gram etanol per timme. Den exakta tiden beror på kroppsvikt och kön och varierar ganska mycket från person till person.

Antabus är ett läkemedel mot alkoholmissbruk

Disulfiram är ett kemiskt ämne som blockerar det enzym som bryter ner acetaldehyd.  Disulfiram ingår i läkemedlet antabus som används mot alkoholmissbruk. En patient som fått antabus kan inte dricka ens små mängder alkohol utan att bli illamående. Det finns även ämnen i naturen som ger en liknande effekt. Ett exempel är den grå bläcksvampen. Till och med en lättöl efter en måltid på denna svamp kan ge kraftig huvudvärk, kräkningar, svettning och ångestattacker. Grå bläcksvamp är giftig och bör inte ätas.

Andra alkoholer är kraftigt giftiga

 

Kroppens enzymer kan också bryta ned andra alkoholer. 2-Propanol (C3H7OH), som finns i spolarvätska, bryts ner till aceton (C3H6O). Värre är det med alkoholen metanol (CH3OH), som på svenska kallas träsprit. Trots att etanol och metanol är väldigt lika i sin kemiska sammansättning påverkar de kroppen på olika sätt. Till skillnad från etanol bryts metanol ner mycket långsamt och efter två dygn finns fortfarande mer än en tredjedel kvar i kroppen. Det är när metanol bryts ner som det blir farligt. Först omvandlas metanol till formaldehyd. Formaldehyd heter också formalin. Det används för att konservera djur och för balsamering av döda kroppar. Det mesta av formalinen kommer att omvandlas till myrsyra. Myrsyra är en tio gånger starkare syra än ättika. Det gör att pH-värdet i blodet sjunker. Ett lågt pH i blodet kallas för acidos eller syraförgiftning. Normalt sett ligger pH i blodet mellan 7,35 och 7,40 och de flesta av kroppens enzymer kräver ett perfekt pH för att fungera. Om blodets pH sänks till under 7,0 är risken stor att vi dör. En dödlig dos av metanol är omkring 50 gram. Långt mindre mängder, ofta så lite som under 10 gram, leder till blindhet.

Det finns läkemedel som används för att stoppa en metanolförgiftning. Läkemedlet gör att alkoholen inte bryts ner. Det är idag mycket ovanligt med metanolförgiftning i Sverige.

En annan farlig alkohol är etylenglykol som bland annat finns i kylarvätska. Etylenglykol smakar sött och varje år inträffar det ett par förgiftningsfall.

Etanol har många användningsområden

Etanolmolekylen består av två delar, en hydroxylgrupp och en etylgrupp. Hydroxylgruppen (OH) är polär. Det gör att etanol löser sig i vatten. Vi kan blanda hur mycket etanol som helst i vatten utan att vätskan delar sig i två delar. Etylgruppen (C2H5) är opolär och gör att etanol kan lösa en del feta ämnen som inte löser sig så bra i vatten. Etanol används därför som lösningsmedel. Många parfymer innehåller etanol. De luktande ämnena i parfymer är ofta svårlösliga i vatten men löser sig lätt i etanol.

 

I affären säljs etanol som T-sprit eller rödsprit som innehåller 95 % etanol. Oftast är denna etanol färgad röd för att ingen ska råka dricka den av misstag. Dessutom tillsätts olika ämnen för att den inte ska gå att dricka. Ofta används ett ämne med mycket kraftigt bitter smak.

 

Etanol är lättantändligt och används också som bränsle i till exempel spritkök och bilar. Etanolen som bilar tankas med kallas för E85. E85 är en blandning av 85 % etanol och 15 % bensin. Fördelen med att använda E85 är att etanol framställs från olika typer av förnyelsebara råvaror.

Många mikroorganismer är känsliga för etanol. Det är därför etanol används i form av handsprit på till exempel skolor och sjukhus. Genom att tvätta händerna minskar risken att sjukdomar sprids.

 

Quiz - Etanol och andra alkoholer

Läkemedel som används mot alkoholmissbruk.

Enhet som används för att ange hur mycket etanol det är i olika drycker.

Separationsteknik som bygger på att ämnen har olika kokpunkter.

Vilken kemisk grupp ingår i alla alkoholmolekylers struktur?

Kemiska formeln för metanol.

Giftig alkohol som finns i kylarvätska.

Alkohol som finns i spolarvätska och bryts ned till aceton.

Kemiska formeln för etanol.

Alkohol som bildas naturligt av bakterier i tarmarna.

Vad betyder promille?

Uppgifter - Etanol och andra alkoholer

Förklara och beskriv
  1. Beskriv vad som händer när etanol framställs med hjälp av jäst.

  2. Beskriv hur destillation går till.

  3. Beskriv hur etanol påverkar hjärnan.

  4. Beskriv vilken funktion GABA-receptorer har.

  5. Vilken effekt har etanol på GABA-receptorerna?

  6. Hur kommer det sig att intag av alkohol kan ge minnesluckor.

  7. Vad innebär alkoholförgiftning?

  8. Varför är det så farligt att dricka alkohol när man tagit medicin som innehåller bensodiazepiner?

  9. Etanol förekommer naturligt i kroppen. Hur kommer det sig?

  10. Vilken effekt har acetylaldehyd på kroppen?

  11. Hur kommer det sig att hög konsumtion av alkohol kan få en person att gå upp i vikt?

  12. Förklara hur etanol bryts ned i kroppen.

  13. Vilken funktion har antabus?

  14. Förklara varför metanol är så giftigt.

  15. Förklara hur kroppen påverkas av att pH-värdet i blodet sjunker.

  16. Förklara varför etanol lätt löser sig i vatten.

  17. Förklara varför etanol även kan lösa sig i vissa feta ämnen.

  18. Förklara hur alkohol kan användas som energikälla.

  19. Skriv en sammanfattning av hur vi människor använder etanol i olika sammanhang.

Argumentera och resonera
  1. Vilka naturvetenskapliga argument finns för och/eller emot följande påståenden:

    a) Handsprit stoppar alla sjukdomar.

    b) Vi borde ha fler etanoldrivna bilar i Sverige.

    c) Gränsen för att få köra bil borde vara 0,0 promille.

Ta reda på
  1. Ta reda på mer om hur hjärnan hos unga personer påverkas av alkohol.

  2. Vilka promillegränser för bilkörning finns det i andra länder?

  3. Ta reda på i vilka länder alkoholkonsumtion är förbjudet.