Dalla vigna all’ etilometro : viaggio di un atomo di carbonio ( seconda parte)

Didattica: progetto alimentazione 2°A Tur

Dal supermercato  alla tavola: Il viaggio continua,

La bottiglia che contiene è stata acquistata. In casa W, c’è   festa stasera e il vino, e quindi il nostro atomo di carbonio,  è già stato versato nei bicchieri.  Ancora poco e poco C sarà testimone di  una serie di trasformazioni. Per la potenziale tossicità e per l’ incapacità di accumulo, infatti,  l’organismo  elimina l’alcol il più rapidamente possibile; l’etanolo ha priorità metabolica rispetto agli altri nutrienti.

eliminazione alcol

eliminazione alcol

La gran parte dell’ etanolo, sarà metabolizzato dal fegato e solo una piccola parte rimarrà indenne e sarà espulsa (C seguirà questo percorso!).

Ecco  si parte!

Breve sosta nella  bocca dell’ ospite per l’approvazione delle papilla gustative: approvato, Una scivolata attraverso l’esofago e l’ alcol  raggiunge  lo stomaco. Non c’è  il cibo a rallentare il suo camino. Dallo stomaco passa velocemente nel circolo sanguigno  dove in pochi minuti raggiunge ogni parte del corpo compreso il cervello.

Nel cervello attacca I neuroni, ne altera le membrane, enzimi, recettori, e si lega ad aceticolina, serotonina, e recettori GABA. Si combina a queste sostanze, rallenta  le funzioni del sistema nervoso centrale  e per questa sua attività l’ ospite avverte una sensazione di rilassamento.

L’etanolo poi  inibisce la produzione dell’ ormone che regola il flusso delle urine causando

effetti secondari

effetti secondari

un aumento della produzione delle stesse e disidratazione.

Aumenta inoltre la produzione di dopamina perché blocca gli enzimi che la degradano. Ecco quindi che l’ospite, pieno di dopamina,  si sente allegro. Il volto incomincia a diventare rosso  e avverte una sensazione di calore: è etanolo che ha  causato la dilatazione dei vasi sanguigni.Ma ora ecco l’incontro con il grande nemico: l’alcol deidrogenasi, l’enzima che distrugge l’alcol nel corpo strappandogli un idrogeno e ossidandolo ad acetaldeide. Per l’ospite incominciano i guai: l’acetaldeide  è la sostanza che dà il malessere legato all’assunzione di alcolici. Ed ecco la  nausea, il  mal di testa.  Per fortuna anche l’acetaldeide ha il suo enzima nemico che la trasforma in acido acetico e l’acido

nel fegato

nel fegato

acetico entra nel ciclo di Krebs dove viene trasformato in energia e biossido di carbonio.

Un fegato normale può elaborare solo 10 g di alcol in un’ ora praticamente un  bicchiere di vino.

Lasciamo ora la festa e l’ospite a casa W e vediamo alcune considerazioni sul tasso alcolemico visto che sarà proprio questo il problema che l’ospite di casa W dovrà affrontare prima  di uscire dalla casa degli amici e salire in macchina.
Il tasso alcolemico (o alcolemia) rappresenta il quantitativo di alcool etilico nel sangue; viene espresso in g/l (grammi per litro) o in mg/dl (milligrammi per decilitro).

Per calcolare l’alcolemia (quantità di alcol nel sangue) di una persona bisogna conoscere il suo peso e la quantità di alcol che ha consumato. Va inoltre tenuto conto del fatto che le donne hanno in media più tessuto adiposo e meno acqua per chilo rispetto agli uomini. L’acqua costituisce circa il 68% del peso di un uomo e solo il 55% del peso diuna donna. Quando si calcola l’alcolemia si considera una costante di 0,68 per gli uominie di 0,55 per

curva tasso alcolemico

curva tasso alcolemico

le donne. La differenza nella quantità di tessuto adiposo implica che, aparità di peso e di consumo di alcol, il tasso alcolemico è generalmente più elevato nelle donne.

Il picco alcolemico viene raggiunto in 30-

calcolo tasso alcolemico

calcolo tasso alcolemico

45 minuti a digiuno  e 60-90 minuti in concomitanza del pastoQuando l’alcol viene consumato in piccole dosi su una durata relativamente lunga o accompagnando un pasto, la concentrazione nel sangue aumenta meno velocemente e il corpo riesce poco a poco a smaltirne una parte. In media il corpo smaltisce tra lo 0,1‰ e lo 0,15‰ all’ora.

Verso la fine del viaggio

Dunque l’alcool contenuto nelle bevande, una volta assorbito dall’organismo, entra in circolo. Si può quindi considerare il sangue come una soluzione acquosa contenente una certa percentuale di alcool. Quando il sangue, contenente l’etanolo, attraversa la zona dei polmoni, espelle, attraverso la respirazione parte di esso, che è sempre proporzionale alla quantità presente in quel momento nel sangue. (Legge di Henry). Quindi dall’ aria espirata è possibile risalire alla percentuale di alcol che circola nel sangue.

Proprio su questo principio si basa il funzionamento dell’etilometro che, analizzando la quantità di etanolo espulso con la respirazione, misura il tasso alcolemico.

etilometro

etilometro

L’invenzione dell’etilometro (1954)si deve a Robert Borkenstein (1912 – 2002), un ex capitano della polizia dell’Indiana. Attualmente ce ne sono di diversi tipi, ma mi soffermo solo su quello chimico ( tra l’altro quello più antiquato perché la composizione dei reattivi di quello usato attualmente è coperta da brevetto).

L’etilometro chimico è costituito da una sacca gonfiabile (palloncino) e una fiala contenente dei sali che reagiscono con l’aria immessa al suo interno.

• Si gonfia il palloncino dall’apposita fessura, si inserisce la fiala precedentemente stappata nella fessura e si sgonfia il palloncino facendo così entrare in contatto i sali con l’aria.

• La lettura del valore avviene confrontando la colorazione assunta dai sali con quella riportata su una scala graduata stampata sulla fiala.

Questo tipo di etilometro sfrutta una reazione chimica di ossidoriduzione,  che avviene tra i sali della fiala e l’aria immessa. I reagenti usati in questa reazione sono:

dicromato di potassio K2Cr2O7, acido solforico H2SO4    ed, ovviamente, l’etanolo contenuto nel fiato.

L’ ossidoriduzione,  che avviene all’interno del palloncino è la seguente:

3CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CH3COOH+ H2O

Il dicromato di potassio  ( Cr6+)  è di colore giallo-arancio mentre il solfato di cromo (Cr3+) è di colore verde-blu. Attraverso  l’ossidoriduzione, l’etanolo viene ossidato ad acido acetico, mentre il cromo viene ridotto da +6 a +3 e, cambiando colore,  passa da rosso-arancio a verde- blu.

Il limite di tasso alcol emico consentito dal codice della strada è di 0,5 g/L. (50 mg/dL)

E’ mezzanotte. L’ospite della famiglia W con il suo carico di etanolo in circolo nel sangue (e il nostro C) è in macchina, in viaggio verso casa. La pattuglia è proprio lì a poche centinaia di metri da casa W con tutto l’armamentario per l’alcol test. L’ospite, un uomo piuttosto magro (70kg)  aveva bevuto 2 U. A.  3 ore  prima del test. Andrà incontro a sanzioni? Calcolatelo!!!

E il nostro C?  Cambio di programma! Non è stato intrappolato dall’ etilometro ma, espirato dall’ospite  combinato con due atomi di ossigeno,  ora viaggia nell’aria fresca della notte, pronto per un’altra avventura

Sei stato attento/a?

test

La guida in stato di ebbrezza è un atto di vera e propria criminalità. Perciò da molti anni vengono effettuati dalle Forze dell’ordine, test mediante etilometri che valutano il tasso alcolico nel sangue dall’analisi dell’espirato. I primi etilometri nel palloncino contenevano:

A) dicromato di potassio, acido per acido solforico, di color giallo arancio che reagendo con l’alcool lo  ossidava ad acido e dava un colore verde di Cr3+

B) dicromato di potassio, acido per acido solforico, di color giallo arancio che, reagendo con l’alcool, lo ossidava ad aldeide e dava un colore verde di Cr3+

C) perborato di sodio che ossidava l’alcool a etere e formava un colore verde di borato

D) permanganato di potassio che ossidava l’alcool e formava Mn2+ rosa

Voglio concludere ricordando Amy Winehouse, una giovane vittima dell’avvelenamento da etanolo, quello che si produce ingerendo grossi quantitativi  di alcol in breve tempo.
Il referto dell’autopsia  dice che, al momento del decesso, nel sangue c’erano 416 mg/dL ( il limite per la guida in Italia è 50 mg/dL) il che corrisponde a circa 9 drink per una ragazza di 46 kg come era Amy.  Non credo ci sia altro da aggiungere.

Informazioni su spanni

prof. di chimica
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5 risposte a Dalla vigna all’ etilometro : viaggio di un atomo di carbonio ( seconda parte)

  1. Ysmael ha detto:

    Mio figlio inizia a studiare chimica , espero che trovi letture continue di questo tipo, molto bella e sappia comprendere il suo valore. Cerco impegnarlo in fare un gruppo di amici di chimica e trovare insegnanti bravissimi come lei.
    grazie

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    • spanni ha detto:

      Grazie per l’ apprezzamento! Non può immaginare quanto un commento come questo mi sia gradito. Nei miei post cerco di dare spunti di riflessione e cerco anche di presentare la chimica come materia che possa aiutare veramente a capire un po’ di più le cose del mondo
      Spero che suo figlio riesca a trovarla interessante e stimolante.
      Grazie ancora
      Margherita Spanedda

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  2. magicamente73 ha detto:

    Bello, chiaro, esaustivo
    E poi per chi non ha più occasione di aver a che fare con la chimica, è un piacere leggerti
    Grazie
    Magy

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    • spanni ha detto:

      Sono veramente contenta che tu riesca a leggere con piacere i miei scritti di chimica! Era un po’ lo scopo del mio blog: avvicinare gli studenti e non solo loro a una scienza spesso difficile da masticare e quindi guardata con timore e sospetto.
      Grazie a te Magy!

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      • magicamente73 ha detto:

        Ho fatto per anni l’educatrice ambientale in un museo e poi, spinta dalla crisi e dalla continua instabilità, ho dovuto cambiare giro. Invidio chi ha potuto continuare la via dell’insegnamento, è il lavoro più bello del mondo!
        Buona serata

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