Процесс соединения спирта с водой

А вести себя смесь будет странно потому, что таких гидратов спирта в природе существует не один, а много. И каждый из таких гидратов будет обладать своими физическими, химическими и вкусовыми качествами.

В той самой знаменитой ныне диссертации Менделеев никакой водки и не исследовал вовсе. Он просто вычислил, какая часть конечного продукта «исчезает» при разных разбавлениях. Оказалось, что зависимость эта нелинейная и зависит от того, какие гидраты образуются при том или ином смешивании. Вот и все!

И именно поэтому изменение соотношения спирта и воды всего на несколько процентов способно резко изменить качества смеси: просто потому, что вместо одних гидратов образуются другие. 43% раствор спирта в воде почти не будет отличаться на вкус от 46%, но будет заметно отличаться от 40%.

Увы, при благоприятном с точки зрения гастрономии разбавлении до 46% «исчезание» конечного продукта оказалось максимальным. А вот при неидеальных на вкус 40% — вполне приемлемым.

Теперь вы понимаете почему именно это соотношение было взято в качестве эталона водки? Госмонополия, господа, будь она неладна.

Когда появились ректификационные колонки, и процесс получения чистого спирта без запаха и примесей стал простым, дешевым и доступным, с особой остротой встал вопрос: а как его разбавлять-то? С особой остротой — потому что в чистом рафинированном продукте любые нюансы разбавления не маскируется посторонними привкусами и хорошо чувствуются. С одной стороны, понятное дело — чем сильнее разбавить — тем выгоднее. Но с другой — за разбавленную водку можно в рыло схлопотать, даже если это разбавление стандартизовано государством. Так что смешивать надо было по-честному, то есть так, чтобы крепость продукта сомнений не вызывала, но и так, чтобы объем получившейся жидкости был бы максимальным.

Вот тут-то менделеевская диссертация о гидратах спирта (написанная, кстати, задолго до этого) и нашла свое практическое применение. За эталон были взяты не гастрономически идеальные 43—46%, а экономически-выгодная смесь 950(1) грамм спирта и 1000 грамм воды, которая и дала в итоге те самые 40%. Вот такая нелинейная арифметика, господа.

Так изобретал ли Менделеев водку?

В свое время, давая краткую самооценку своего вклада в науку, ученый писал: «Всего более четыре предмета составили мое имя: периодический закон, исследование упругости газов, понимание растворов как ассоциаций и «Основы химии». Работы Д.И.Менделеева по теории растворов далеко не так известны, как открытый им Периодический закон. А ведь именно этими трудами он заложил основы такой современной науки, как физическая химия растворов.

В 1864 году Д.И.Менделеев защитил диссертацию «Рассуждение о соединении спирта с водою». В этом исследовании он отмечал сжатие раствора при смешивании спирта с водой, которое максимально проявлялось при 0оС для 46% раствора спирта. Это была его первая серьезная работа по растворам, и именно она явилась основой для создания гидратной теории растворов.

7 мая 1887 года в Русском физико-химическом обществе Менделеев сделал доклад, посвященный вопросу о существовании гидратов определенного состава в растворе спирта в воде. В этом докладе, основываясь на своих данных и результатах, полученных рядом исследователей, он утверждал, что в растворе образуются три гидрата спирта, а именно: одна молекула спирта с двенадцатью, тремя и одной молекулой воды. В дальнейшем в своих работах по растворам Менделеев сформулировал теорию, согласно которой в растворе происходит не механическое распределение частиц, а химическое взаимодействие, в результате которого образуются соединения неопределенного состава – гидраты. Для окончательного доказательства наличия гидратов в растворах Менделеев провел новое обширное исследование. В 1887 году из печати вышла его монография «Исследование водных растворов по удельному весу», в которой с большой тщательностью исследованы все факторы, влияющие на плотность водно-спиртовых растворов – содержание спирта, температура, сжатие при смешивании спирта с водой.

«Гидратная» теория Менделеева, по существу явилась историческим предшественником теории электролитической диссоциации С.Аррениуса, а в дальнейшем – переросла в более общую теорию, в соответствии с которой первоначальная гидратация ионов является непременным условием диссоциации.

Менделеев действительно использовал в своей работе водно-спиртовые смеси, но не как прообраз современной водки, а как идеальные «модели», с помощью которых можно было изучать многие физико-химические явления, связанные с процессами растворения (изменение объема, выделение тепла и т.д.).

Не менее «популярной» является и версия о выводе Менделеевым какой-то замысловатой «формулы водки», состоящей из 5 строк алгебраических символов. И в этом случае мы сталкиваемся с очевидным недоразумением. На самом деле Менделеев тщательно изучил зависимость между плотностью водно-спиртовых систем и их концентрацией при фиксированных температурах. Получив для каждой температуры ряд экспериментальных «точек», ученый провел их математическую обработку с помощью приема, ранее в химии не применявшегося. Он успешно решил задачу о проведении по измеренным «точкам» такой кривой, чтобы её отклонение от всей совокупности точек было минимальным. При этом каждая кривая могла быть представлена либо наглядным графиком, либо сложным алгебраическим уравнением. Вот эти уравнения и были через 100 с лишним лет объявлены «формулой водки».

Источник

Менделеев и водка.

Вопреки существующему мифу, что Дмитрий Менделеев изобрёл водку, определив идеальную крепость в 40 градусов, это соотношение, как и сама водка были изобретены до 1865 года. Миф настолько популярный, что даже на этикетке водки «Русский стандарт» написано, что она «создана по классическому рецепту Д.И. Менделеева».

Но никаких рецептов у учёного не было, это всего лишь рекламный трюк. Даже общество защиты прав потребителей не смогло заставить производителя водки не использовать миф в маркетинговых целях.

Созданная по классическому рецепту Менделеева водка Русский стандарт. Общество защиты прав потребителей просит суд прекратить размещение недостоверной информации о том, что водка «Русский Стандарт» отвечает требованиям классического рецепта, разработанного Д. И. Менделеевым.

В действительности Дмитрий Менделеев в 1865 году защитил докторскую диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою». Про водку в диссертации нет ни слова, она посвящена свойствам смесей спирта и воды, но в области высоких концентраций спирта — от 70 градусов.

Однако в своей работе Менделеев установил пропорции для наилучшего сжатия соединения — весовое соотношение водки и воды, при которых происходит предельное уменьшение объёма смешиваемых жидкостей. Это раствор с концентрацией спирта около 46 % по весу.

То есть, если взять 0,5 л спирта и смешать с 0,5 л воды, то в результате не получите 1 литра: молекула гидрата спирта занимает меньший объем, чем молекула спирта плюс молекула воды. При 46% веса спирта и 34% веса воды, объем будет минимальный. Чистая химия и никакой кулинарии. Да и соотношение не имеет никакого отношения к 40 градусам.

Сорокаградусная водка в России появилась в 1843 году, когда Дмитрию Менделееву было 9 лет. Российское правительство в борьбе с разбавленной водкой, установило минимальный порог — водка должна быть крепостью не менее 40 градусов (допускалась погрешность в 2 градуса).

Таким образом, утверждения об изобретении водки Менделеевым, равно как и о наличии у сорокаградусного спиртового раствора особых свойств, являются не более чем легендой. Эта легенда не подтверждается ни историческими, ни химическими данными.

Менделеев также не был ни членом, ни тем более главой Комиссии по введению в России водочной монополии. Он входил в технический отдел Комитета для пересмотра Положения о питейном сборе, учреждённого в 1863 г. при Министерстве финансов.

Результаты проделанных Менделеевым при выполнении диссертационной работы опытов и расчётов были использованы для корректирования спиртометрических таблиц, применяемых для пересчёта содержания алкоголя в спиртных напитках на стандартную крепость.

В середине XIX века в России существовало несколько сортов водки (к каковой относились смеси спирта с водой крепостью от 20 до 60 объёмных %): полугар – 38°, пенное вино – 44,25°, трёхпробное вино – 47,4° и др. Учёт произведенной продукции, а также уплата питейного налога велись в пересчёте на полугар, крепость которого очень легко проверить – раствор горит до тех пор, пока его объём не уменьшится вдвое (отсюда и название).

В 1868 г. в Общем собрании Госсовета была принята статья об обязательной крепости, согласно которой «вино и спирт, при хранении в заводских подвалах, оптовых складах и местах раздробительной торговли, а также при продаже из означенных мест, должны иметь крепость не ниже сорока градусов».

В истории водки следует различать историю самого слова «водка» (то есть его этимологию), историю современного напитка с этим названием и технологию производства. Ещё в конце XIX века водку производили не разведением ректификованного спирта водой до требуемой концентрации — как сейчас, а дистилляцией (перегонкой в кубе) — как самогон, виски, ром или текилу.

Польское слово «wódka» имеет исходный смысл «маленькая вода», «водичка», что сходно со значением старорусского слова «водка» — «водичка» (В. В. Похлебкин, «История водки»). «Водкой» в русском языке XIV—XV века обычно назывался настой трав, кореньев или ягод на крепком алкоголе.

В Польше первое упоминание названия «wódka» в значении спиртного напитка письменно зафиксировано в 1405 году в судебных актах Сандомирского воеводства. В русских источниках название «водка», в том же значении, впервые упоминается в 1533 году.

Прототип водки изготовил в X веке персидский врач Ар-Рази, который выделил этанол путём перегонки. В Европе водка появилась в XIII веке и до XVI века продавалась только в аптеках как лекарство или эссенция. В Польшу технология дистилляции спирта пришла, скорее всего, из Священной Римской империи в XIV веке. Однако В. В. Похлёбкин утверждает, что винокурение возникло на территории Великого княжества Литовского — средневековом центре смолокурения.

Одним из самых ранних официальных российских документов, в котором упомянуто слово «водка», является именной указ Ивана V и Петра I «О взыскании пошлин с вывозимых из-за моря разных вин и водок ефимками, а с сахару деньгами, по прежним указам» от 4 августа 1683 года. Но водка ещё долгое время именовалась в торговых ведомостях и государственных актах в зависимости от крепости как «горячее, простое, столовое вино», «пенник», «полугар» или «самогон» .
Источник: vk.com/history_porn

Всем спасибо за внимание, пишите свои мысли в комментариях, подписывайтесь на канал 🔔 , вступайте в ряды винокуров Клуб Самогонъ-Б12 в VIBER 🤙 — ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ.

Источник

Менделеев и водка: синергия науки и мифа

Периодическую таблицу химических элементов, изобретенную великим русским химиком Дмитрием Ивановичем Менделеевым в 1869 г., сегодня можно встретить в классных комнатах во всех уголках мира. Генеральная Ассамблея ООН объявила 2019 г. Международным годом Периодической таблицы, чтобы отметить заслуги нашего выдающегося соотечественника. Но народный миф также приписывает Менделееву изобретение классической русской водки – смеси 40 частей спирта и 60 частей воды. Хотя Дмитрий Иванович действительно написал революционную работу о соединении спирта с водой, сам миф состоит из двух частей правды и, как водка, трех частей «воды»

«Образование – это то, что остается после того, как вы забыли все, чему вас учили» – различные варианты этого выражения приписывают лорду Галифаксу, Агнес Перкинс и Альберту Эйнштейну. С этой точки зрения вклад науки в культуру может быть представлен именами и лицами, получившими широкое признание, а иногда и мифами, связанными с величайшими учеными.

Возьмем, к примеру, Исаака Ньютона. Трудно сказать, как много людей старше тридцати могут вспомнить точные формулировки закона всемирного тяготения или трех законов механики Ньютона. Но все помнят, что на голову ученого упало яблоко, прервавшее его размышления и заставившее его впервые задуматься о земном притяжении. Кстати, этот миф считают выдумкой Вольтера.

В 1817 г. был принят «Устав о питейном сборе в 29 великороссийских губерниях», в соответствии с которым чиновник Министерства финансов должен был проверять «доброту» (крепость) вина «посредством отжига» его в отжигательнице. «В отжигательницу, которая есть простая кострюлька, вливают две равные стклянки вина и зажигают его; по окончании горения остаток вливается в одну из стклянок, и если вино действительный полугар, то остаток должен наполнить эту стклянку» (Бурнашев, 1843, с. 94).

Высказывание Eppur si muove! («И все-таки она вертится!») приписывают Галилею, которого пытались заставить отказаться от системы Коперника и признать, что Земля стоит в центре Вселенной. Эти слова, предположительно сказанные им на смертном одре, символизируют непоколебимость свободного духа настоящего исследователя. А Бенджамин Франклин прославился своим экспериментом с воздушным змеем, с помощью которого он «извлек электричество из небес» во время грозы. Как утверждают, Франклину удалось передать заряд атмосферного электричества к земле по «громоотводу» – мокрой веревке с ключом, привязанной к металлическому штырю на змее. Теперь его лицо, напечатанное на стодолларовой купюре, знают все.

Само собой разумеется, многие из этих мифов развенчаны современной наукой. Но они, тем не менее, продолжают жить, так как «подшивают» великие имена к ткани нашей общей культуры.

К этому же редкому созвездию гениев принадлежит Дмитрий Иванович Менделеев. Периодическая таблица химических элементов, которую он изобрел в 1869 г., занимает, возможно, самое большое место на стенах в каждой классной комнате во всем мире. Как и в случае с другими эпохальными открытиями, таблицу знают все, но детали ее прочно забыты подавляющим большинством. При этом имя ученого узнаваемо: в России оно известно практически всем, за рубежом – многим (хотя для «чужого» уха у него длинноватое имя). Портрет Менделеева легко идентифицируется как «кто-то из классиков», поскольку он обладал замечательной шевелюрой, как и Эйнштейн, Галилео, Ньютон и Франклин. Хотя сомнительно, что более 5 % респондентов из случайной выборки смогут отличить портрет Менделеева от портрета его современника, английского эволюциониста Чарльза Дарвина.

«РУСИ ЕСТЬ ВЕСЕЛИЕ ПИТЬ!» Технологию производства водки в XVIII в. подробно описал И. Г. Гмелин, один из участников академического отряда Второй Камчатской экспедиции (1733–1743 гг.), для чего ученые специально посетили казенный винокуренный завод (каштак) в 6 верстах от Иркутска.
«Там имеется 37 перегонных кубов в одном ряду, и из каждого ведут две трубы, лежащие в желобе, по которому постоянно течет свежая вода… Водка течет по трубам в кадку, поставленную к каждой паре труб. Напротив перегонных кубов, но на более высоком месте, поставлены 8 деревянных бочек, в которых бродит солод. Каждая бочка вмещает 147 пудов солода, а заправляются одновременно две из них. В каждую бочку, через засыпанный туда солод, пускают столько кипятку, пока он на несколько футов не покрывает последний. Кипяток из большого котла пускают через желоб. Как это требует время года, добавляют из этого котла столько теплой воды, чтобы поддерживать брожение. Это длится обычно три дня. Когда брожение закончилось, добавляют холодной воды, пока бочки не заполняются почти до края. На четвертый день начинают перегонку и две бочки опустошаются за 24 часа. Водка не лучше и не крепче, чем молочная водка языческих народов и, вероятно, по этой причине ее называют аракой, как называют язычники свою водку. Через повторную перегонку из нее делают вино, или настоящую водку. Чтобы сделать крепкую водку (Spiritus vini rectificatus), ее еще раз перегоняют».
Гмелин со своими глубокими познаниями в химии усмотрел массу недостатков в описанной технологии: «Если бы улучшить устройство, водку можно было бы отпускать за половину нынешней цены, если только соблюсти определенную температуру брожения и не допускать, чтобы при перегонке так много улетучивалось. Я пошел в чулан, где хранится водка и где за пять минут можно потерять сознание из-за спиртных испарений. Кадки, куда стекает водка, имеют в диаметре по меньшей мере один фут и стоят открыто, и трубка кончается на высоте в полфута над кадкой. В камере, куда стекает арака, все так же, хотя запах не так уж силен, можно все же видеть, как много улетучивается. А так как в гуще солода, в самом низу бочки, содержится больше всего спирту, было бы разумно этот осадок перегонять отдельно. Таким путем можно было бы сразу получить водку». Рекомендации ученого оказались невостребованными – в своих записках он сетует на это: «Но когда даешь такие советы, отвечают: “Как делали наши деды, так и мы продолжаем”» (Элерт, 2006)

Главный миф о Менделееве состоит в том, что его периодический закон был бессознательным продуктом «идеи-инкубации». Якобы, уснув однажды февральским вечером после утомительного рабочего дня, Дмитрий Иванович во сне увидел, каким образом должны быть сгруппированы химические элементы с похожими свойствами. Проснувшись, записал мысль на клочке бумаги и опять уснул. Конечно, это легенда, но сама идея подобной продуктивности сна для научных изысканий очень популярна среди студентов и молодых исследователей. Несмотря на отсутствие объективных доказательств эффективности такого метода.

«Дискурс о соединении спирта и воды»

То, что делает имя Менделеева еще более известным, связано с еще одним широко распространенным мифом. Менделееву приписывают изобретение водки – смеси из 40 частей чистого спирта и 60 частей воды.

В 1891 г. Технический комитет при Министерстве финансов постановил признать водочными изделиями все напитки, приготовляемые из спирта произвольной крепости, содержащие различные посторонние вещества, несвойственные спирту как продукту винокуренного производства и добавляемые в напитки при их приготовлении.
Но в докладах и протоколах заседаний встречались и такие термины: «очищенное вино» – для 40° напитка из «ректификованного» спирта и воды; «простые водки, очищенные и проч.» – для напитков из спирта и воды и др.
В работах, посвященных спиртометрии либо винокурению, также использовались оба термина – вино и водка. Помимо этих общих названий существовали более конкретные, соответствующие определенной крепости напитков и их чистоте.
Так, в продаже встречались: «полугар» с крепостью 38 % (по объему, что соответствует градусам), «пенное вино» – 44,25 %, «трехпробное» – 47,4 % и «двойной спирт» – 74,7 %, который употреблялся в медицине, фармакологии и парфюмерии.По: (Бондаренко, 1999)

В России эта легенда появилась после смерти ученого в 1907 г., удовлетворив общее стремление придать легитимность любому потенциальному фрагменту национальной культуры, и до сих живет в многочисленных анекдотах, фильмах, книгах и даже научных трудах. Миф легко распространился за границей вместе с водкой. Например, каждый раз, посещая винный магазин в США, на одной из бутылок с красочной этикеткой можно прочитать, что «… в 1894 г. Дмитрий Менделеев, величайший ученый России, получил указ установить Имперский стандарт качества для русской водки, и так появился “Русский Стандарт”» (конечно, речь здесь идет о торговой марке, но упор делается на высокий научный стандарт).

Этот миф, как и сама водка, состоит из двух частей правды и трех частей «воды». Правда в том, что докторская диссертация Менделеева 1865 г. действительно была «дискурсом о соединении спирта и воды». Это был шедевр физика-экспериментатора, который пытался выяснить, что можно узнать о взаимодействии молекул с помощью прецизионных (с точностью выше 0,01 %) измерений плотности и теплового расширения смеси разных количеств алкоголя и воды.

Менделеев подробно изучил изменение плотности такой смеси и обнаружил, что при 52 % содержании спирта по объему или 46 % по массе, она увеличивается примерно на 1/40. У него возникла идея о существовании ассоциаций молекул H₂O и C₂H₅OH (благодаря, как мы теперь знаем, водородным связям), которые наиболее стабильны при определенных концентрациях. Например, при 46 % спирта по массе наиболее стабильна ассоциация из трех молекул воды и одной молекулы спирта. Он также явственно увидел указания на существование устойчивых ассоциаций из трех молекул спирта и одной молекулы воды в более «крепком» растворе и одной молекулы спирта и двенадцати молекул воды – в более слабых растворах.

Водка – это…

Вот так, без современных микроскопов и методов, великий ученый смог понять взаимодействие молекул разных соединений и даже оценить силу этого взаимодействия. И сделал это задолго до последующих работ лауреата Нобелевской премии, голландца Ван дер Ваальса и других ученых. В качестве побочного результата исследований Менделеев изобрел наиболее эффективный способ получения самого чистого 100 % спирта того времени путем химической очистки из сравнительно легко получаемой многократной дистилляцией и ректификацией смеси, содержащей 96 % спирта и 4 % воды.

Бытовое пьянство среди сибирских аборигенов в XVIII в. было весьма редким явлением, да и распространялось оно лишь на немногих коренных жителей, которые утратили связь с сородичами и жили в городах и острогах, нанимаясь на работу к русским. Так, ительмены Камчатки к середине века уже успели приобщиться к этим своеобразным «плодам цивилизации», с которыми они познакомились лишь четверть века назад. Один из участников академического отряда Второй Камчатской экспедиции, Г. В. Стеллер писал: «Многие ительмены очень любят водку, напиваясь ею до бесчувствия во время своего пребывания в русских острогах и в значительной мере от этого разоряясь. Другие же безо всякого удовольствия только для того изрядно напиваются, чтобы походить на казаков; они полагают, что такое опьянение – признак культурности последних. В состоянии же опьянения они очень стараются не упустить без подражания ничего из того, что они когда-либо замечали у пьяных казаков; при этом они навещают всех, даже лиц, которых обязаны уважать, чрезвычайно смешно хвастаясь, заявляя: “Я пьян, не сердись… я русскую натуру приобрел… я ведь русский…”, – и изрекая разные тому подобные глупости. Из этого видно, чего недостает этим бедным и добрым людям, а именно: просвещения, хороших примеров и рассудительности» (Элерт, 2007)

Во второй половине XIX в. Менделеев, как эксперт по химическим технологиям в целом и по ректификации алкоголя в частности, а также как сторонник государственного курса на промышленное развитие страны, входил в Правительственную комиссию по введению эффективного акцизного налога. Речь шла о косвенных налогах на предметы внутреннего производства, которые производились и продавались частными лицами. В российском государственном бюджете в 1890 г. на долю таких косвенных налогов приходилось 45,4 % всех доходов (Вебер, 1906). И главными источниками пополнения бюджета были доходы от государственной винной монополии и акцизы на алкогольную продукцию: в 1906 г. по этим статьям поступило более трети всего государственного бюджета.

В МИНИСТЕРСТВЕ ФИНАНСОВ В1850-е гг. в правительстве Российской империи началась работа по пересмотру питейной налоговой системы. В ходе разработки реформы нужно было определить способ взимания налога. По мнению Государственного совета, акциз должно было назначить «с ведра вина и разных водок по расчету на одну нормальную крепость». Но поскольку «обычное вино» в разных губерниях имело разную крепость, то «верный расчет» акциза с напитков возможен был только при определении содержания в них безводного спирта. Таким образом, введение акцизной формы питейного налога должно было опираться на строгую систему учета количества и качества спиртовой продукции. Но ее еще требовалось создать и укоренить вместо прежней, «ведерной», державшейся за счет невысокого уровня специальных знаний среди заводчиков и чиновников и отсутствия достаточного количества контрольно-измерительных приборов.

В1863 г. при Министерстве финансов начинает работать Комитет для пересмотра Положения о питейном сборе, призванный решать проблемы, возникающие при введении акцизной налоговой системы. В Технический отдел комитета вошел и Д. И. Менделеев (Сборник сведений и материалов по ведомству Министерства финансов, 1865 г.). Каким же образом Менделеев, едва начавший преподавательскую деятельность и к тому же отсутствовавший в России в течение двух предыдущих лет, оказался привлеченным к столь важному государственному делу, как питейная налоговая реформа?
По возвращении зимой 1861 г. в Петербург из Гейдельберга, где Менделеев устроил собственную лабораторию и занимался исследованием явления капиллярности, он сразу приступил к поискам работы. Его место в университете оказалось занятым, найти в это время преподавательскую работу было трудно, и Менделеев взялся за работу литературную, в том числе за издание на русском языке известной и популярной в Европе книги «Технология по Вагнеру» (в русском варианте), вышедшей в Лейпциге в 1858 г. Идея перевода книги Р. Вагнера у Менделеева постепенно преобразилась в создание многотомной «Технической энциклопедии», а сам он стал редактором и автором отдельных статей. В этой работе – истоки многих его трудов и научных исследований, имевших большое прикладное значение, в том числе и для винокуренной промышленности (третий выпуск «Технологии по Вагнеру» (СПб., 1862) был посвящен производству виноградного вина, пива и спирта). «Это издание служило мне поводом для изучения технической химии», – вспоминал спустя много лет и сам Менделеев (Архив Д. И. Менделеева, т. 1, 1951, с. 50).
В 1863 г. физико-математический факультет Петербургского университета ходатайствует о назначении его исполняющим должность экстраординарного профессора на кафедру технической химии. Министерство просвещения ходатайство отклонило, поскольку Менделеев не имел ученой степени по этому предмету и степени доктора наук. Однако, как сказано выше, его знания в области технической химии были востребованы в другом министерстве – финансов.
Одно из заданий министерства состояло в уточнении удельного веса «разных сортов вина и спирта». Весной и летом 1863 г. Менделеев провел опыты с растворами спирта, в следующем году сделал расчеты по полученным данным и в ноябре 1864 г. представил свою работу «Рассуждение о соединении спирта с водою» в физико-математический факультет Петербургского университета на соискание докторской степени. Во введении к диссертации Менделеев написал: «…рассмотрение совокупности ныне известных фактов, относящихся к неопределенным химическим соединениям, приводит меня к убеждению о том, что определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений… Собрание материалов, нужных для решения вопроса о неопределенных соединениях, составляет задачу моих работ, которых первый пример и предлагаю в этом сочинении» (Менделеев, т. 4, с. 2). В 1865 г. он стал доктором наук и профессором университета.
Результаты проделанных Менделеевым опытов и расчетов очень скоро были использованы при корректировании спиртометрических таблиц в Голландии, Пруссии и Австрии. Спустя много лет знаменитый химик А. М. Бутлеров, говоря в Академии наук о научных заслугах Менделеева, подчеркнул «капитальное прикладное значение» его докторской диссертации (Доклад академика А. Бутлерова…, 1882, с. 101). А академик П. И. Вальден на Первом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии так оценил работы ученого по растворам: «Практическое значение безусловно большое и прочное. Классические монографии Д.И. об удельных весах растворов представляют настоящий Standartwork, который действительно незаменим в лабораториях техники и промышленности, а равно в лаборатории ученого физика и химика» (Вальден, 1909, с. 72).

Но, конечно, как в диссертации не было ни слова о том, что 40 % (по объему) водка является оптимальной в каком-либо аспекте, так и в комиссии не велись обсуждения о лучшем способе ее смешивать.

Тем не менее 40-процентная водка действительно обладает несколькими замечательными свойствами. При комнатной температуре такая смесь в три раза более вязкая, чем любая из первичных жидкостей, а водка из морозильника еще примерно в 2,5 раза более «сиропообразна». Поэтому настоятельно рекомендуется пить ее очень холодной, чтобы полностью насладиться тягучей «питкостью». И не следует бояться оставлять водку при низких температурах: бутылка не лопнет, как это случилось бы с любым напитком, в котором преобладает вода. Спирт действует как антифриз, позволяя смеси оставаться жидкой даже при температурах намного ниже нуля – водка замерзнет только при –25 °C.

При содержании 40 % и более алкоголя пары смеси можно поджечь при комнатной температуре. Этот эффект использовался еще со времен государственной монополии на производство и распределение водки, которая была введена в 1474 г. дедом Ивана Грозного, для простой проверки содержания алкоголя – чтобы кабатчики не разбавляли водку.

Метод не был достаточно точным, и следующая государственная монопольная реформа, проведенная Петром I в 1698 г., потребовала более сложного способа для определения качества продукции. Для этих целей поджигался полугар («сжигаемый пополам») – дистилляционная спиртовая смесь, обладающая приятным хлебным вкусом. При тестировании ее предварительно нагревали до кипения, а потом пары поджигали. После завершения горения оставшийся объем должен был составлять половину от исходного. Это соответствовало стандартной 38 % смеси алкоголя плюс-минус несколько процентов.

Чиста как слеза

Что отличает водку от всех других крепких алкогольных напитков, таких как виски, ром, текила или шнапс, так это ее вкус, или, точнее, его отсутствие. До середины XIX в. водка представляла собой чистую или относительно чистую смесь с мягким хлебным вкусом, унаследованным от стадии дистилляции. Но в то время как другие крепкие напитки по-прежнему получают дистилляцией и потому сохраняют свои собственные специфические ароматы, водка – единственная из напитков – прошла революционную стадию химической технологии и теперь производится по-другому.

Русская национальная диета и водка просто идеально подходят друг другу, что не мудрено после столетий параллельного развития. Правильная пища включает в себя соленые (не маринованные) огурцы, грибы и помидоры, икру (черную и красную), соленую и копченую рыбу (например, осетрину, лосося и особенно сельдь), сало, пироги, горячие супы, пельмени, жаркое из говядины или свинины, русские тонкие блины, простые или фаршированные и т. д. Желающие почерпнуть дополнительные детали могут обратиться к классике. Например, к роману Л. Толстого «Анна Каренина» (к части первой, где Стива ведет Левина на обед в ресторан), к рассказу Чехова «Закуска» или к описанию обеда в трактире Тестова в произведении В. Гиляровского «Москва и москвичи». Делать это лучше за уже накрытым столом

Процесс проходит четыре основных этапа: дистилляция (несколько раз), дополнительная ректификация (очистка), в результате которой получается смесь с содержанием спирта 90 % или более, при этом все примеси отделяются. Затем следует разведение водой до 40 % и дополнительная фильтрация через активированный уголь или другие виды абсорбентов. В результате концентрация простых эфиров, альдегидов, метилового спирта, фурфурола и комплексных масел – всех тех компонентов, которые составляют вкус и аромат и отличают, например, коньяк от виски, – уменьшается примерно до 0,01 %. Это на два-три порядка меньше, чем в любом другом напитке.

Можно было ожидать, что в результате вкуса вообще не будет, но нет. На самом деле остается небольшой привкус, и различные конкурсы водок показывают, что действительно существуют различия, которые отражают качество исходного ректифицированного спирта, особенности воды и окончательной фильтрации. Таким образом, «плохая водка» может быть обнаружена, как говорится, прямо «на месте» только в том случае, если она имеет ярко выраженный вкус. Но все хорошие водки не имеют такого вкуса, весьма мягки и обладают «питкостью». Так что единственным реальным показателем их превосходного качества является «состояние на следующее утро».

ДОКАЗАНО: ВОДКА В СТОПКЕ ВЫДЫХАЕТСЯ Есть легенда, что оставленная на столе водка в стопке потеряет вес (от испарения), но не крепость. Этот миф кочует не только в русскоговорящей среде, но и выплеснулся в Америку: например, его повторили в газете Boston Globe (от 22 ноября 2010 г.), где с большим уважением описали разные необычные свойства водки. Иногда это «открытие» также приписывают Менделееву – видимо, в знак уважения. Но такого свойства у водки на самом деле нет. Проведя простые домашние измерения с оптическим спиртометром, мы обнаружили, что после примерно двух дней стояния при комнатной температуре крепость водки в рюмке падает с 40 до 25 %.

Правда, и тут есть место для научного прорыва. Исследовательская группа нобелевского лауреата А. Гейма из Университета Манчестера создала мембрану из нескольких слоев оксида графена (Nair et al., 2012). Когда ученые запечатали такой мембраной металлический контейнер, они обнаружили удивительный эффект. В контейнере могли без проблем удерживаться разные газы и жидкости, начиная с простого воздуха. Тонкая пленка останавливала даже гелий, который умеет просачиваться через самые разные материалы. Но вода, помещенная в контейнер, улетучивалась очень быстро – она проходила сквозь многослойную графеновую мембрану в 10 млрд раз быстрее, чем гелий. Ради шутки физики запечатали мембраной бутылку водки и обнаружили, что крепость напитка вскоре сильно выросла за счет испарения воды, поскольку спирт через эту мембрану пройти не мог

На протяжении как минимум шести веков водка глубоко укоренилась в культуре России, Польши и скандинавских стран. В России хорошая вечеринка требует, по крайней мере, обязательного наличия хорошего повода, хорошей компании, хорошей еды и хорошей водки. Считается, что соблюдение этих условий противодействуют алкоголизму. Трудно сказать, насколько они эффективны, но, к примеру, тосты в России почти обязательны, причем три наиболее распространенных – «за повод» (причина собрания), «за здоровье!» и «за дам!». Также принято считать, что оптимальный размер компании, способной вести дискуссию за столом, варьирует «между числом граций и числом муз» (т. е. от трех до девяти согласно греческой мифологии).

Водка, являясь самым чистым из всех алкогольных напитков, вызывает наименьшее похмелье, которое обычно следует за потреблением ее в объеме от 150 до 500 мл (примерно от 50 до 200 г чистого алкоголя). Биологические эффекты индивидуальны и широко варьируют в зависимости от веса тела, пола, возраста и предыдущего опыта. Конечно, большинство последствий отрицательные – алкоголь вреден для здоровья. В любом случае водка, по-видимому, оказывает наименьшее негативное влияние на мыслительные способности. Об этом свидетельствует и пример многих великих русских математиков прошлого и настоящего, многие из которых предпочитали водку другим алкогольным напиткам

Водку полагается пить холодной и залпом, одним глотком. Учитывая высокую концентрацию алкоголя, типичный объем разового «залпа» варьирует от 50 до 100 г. Соответственно, традиционные формы водочных рюмок (лафитников, стопок) таковы, что позволяют выпить содержимое «разом», поэтому имеют широкую верхнюю часть и широкое или утяжеленное дно.

Чтобы получать удовольствие, а не проблемы, с водкой, как и с огнем, нужно обращаться должным образом. И помнить, что у водки есть не только долгая история и принадлежность к нашему культурному наследию, но и вполне предсказуемые последствия, как приятные и неприятные. Сам Менделеев, у которого один из старших братьев злоупотреблял алкоголем, водку не пил, предпочитая хорошее красное вино. И с экономической точки зрения особых надежд на нее как на источник казенного дохода не возлагал – в отличие от производства и продажи за границу качественного, хорошо очищенного этилового спирта (Бондаренко, 1999).

МАГИЧЕСКИЕ СОРОК С введением акцизной системы, при которой величина налога прямо зависела от содержания спирта в напитках, крепость их стала жестко регламентироваться. Так, с 1863 г. простое хлебное вино (водка) должно было содержать не менее 38°, а немного позже, с 1868 г., не ниже 40° по спиртомеру Траллеса. Крепость в 38° – это узаконенная фактическая крепость полугара. Но откуда появилась цифра сорок?
Анализ сведений, запрошенных Министерством финансов от губернских акцизных управлений, показал, что не только в великороссийских губерниях, но и в западных и малороссийских, где «народ привык издавна к употреблению вина высшей крепости», напитки на самом деле продаются гораздо меньшей крепости, и нередко сдабриваются вредными примесями для придания им мнимой крепости и вкуса» [50, л. 2, 3]. В результате народ платил больше, чем стоил продукт, казна получала меньше, чем могла бы, а виноторговцы имели колоссальные прибыли от продажи некачественного вина. Поэтому с целью увеличения казенных доходов и сохранения народного здравия министр предлагал сохранить обязательную крепость продажного вина в 38° по Траллесу и даже повысить ее на два градуса для мест оптовой продажи и хранения вина, т. к. при хранении и транспортировке вино утрачивает часть своей крепости. Так появилась новая редакция статьи об обязательной крепости Устава о питейных сборах. В дальнейших распоряжениях по акцизному ведомству, а также в новом монопольном уставе крепость продажного вина уже не опускалась ниже 40° по Траллесу, и даже полугар со временем «подтянулся» к этой цифре. Так, например, в статье «Винокурение», написанной для Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона в 1892 г., Менделеев писал: «Русские продажные сделки ведутся на «полугар», или на число ведер водки, содержащей 40 объемных процентов безводного спирта, потому что продажная водка по узаконениям России должна содержать не менее 40 % безводного спирта [9, т. 16, с. 408; 52, т. 6, с. 486].
Кстати, слова «не ниже 40» отнюдь не означают ровно сорок. А в Технической энциклопедии, изданной в начале нынешнего века, определение водки практически не отличается от домонопольного: «Водка, напиток с различным содержанием спирта (25–65 объемных процентов), получаемый перегонкой сбродивших жидкостей без всяких примесей или с небольшой прибавкой эфирных масел, сахара или красящих веществ, иногда с прибавлением воды [53, с. 315].
И понадобились еще годы и годы, чтобы число «40» и слово «водка» соединились в нерушимом союзе. Традиция оказалась весьма устойчивой, наша водка так и осталась 40-градусной и, что самое удивительное, остается таковой до сих пор. Спиртометрическая реформа конца 1920-х гг., основанная на менделеевских данных по удельным весам спиртоводных растворов разной концентрации, никак не повлияла на это магическое число. А ведь между градусами Траллеса и Менделеева имеется существенная разница: в основе спиртометрических таблиц Траллеса был спирт, содержащий, как показал Менделеев, всего 88,55 % безводного. Так что 40° по Траллесу будут соответствовать чуть больше 33° по Менделееву.

«Неужели, в самом деле, положение наше таково, – писал он в 1883 г., – что в кабаке, казенном или частном, должно видеть спасение для экономического быта народа, т. е. России, и в водке, да в способах ее потребления искать исхода для улучшения современного состояния дел народных и государственных»*.

* РГИА. Ф. 575. Оп. 2. Д. 1229, 485 об.; цит. по: (Бондаренко, 1999).

Бондаренко Л. Б. Из истории русской спиртометрии // Вопросы истории естествознания и техники. 1999. № 2.

Дмитриев И. С. Герой мифов и легенд // Природа. 2009. № 1. С. 110–116.

Михайлов О. В. Легенды и были о Менделееве, русской водке и сверхкритических флюидах // Вестник Российской академии наук. 2013. Т. 83. № 4. С. 381–384.

Похлебкин В. В. История водки (IX–XX вв.). М.: Интер-Версо, 1991.

Родионов Б. В. История русской водки от полугара до наших дней. М.: ЭКСМО, 2011.

Сажин В. Б., Панов А. Ю. Национально-культурные и экономические аспекты бражничества в России до и после диссертации Д. И. Менделеева «О соединении спирта с водой» // Успехи в химии и химической технологии. 2007. Т. XXI. № 5(73). C. 95–101.

Элерт А. Х. Русские сибиряки и алкоголь. По материалам Второй Камчатской экспедиции // НАУКА из первых рук. 2006. Т. 12. № 6. С. 64–83.

Авторы и редакция благодарят д.х.н. И. С. Дмитриева, директора Музея-архива Д. И. Менделеева СПбГУ, за помощь в подготовке дополнительного и иллюстративного материалов к статье

Источник

Процесс соединения спирта с водой

Как правильно разбавить спирт водой

Более подробно о гидратах