Менделеева вода что это
Драка оказалась лучшей рекламой для «беленькой»
Пришло время праздновать юбилей одного из самых «эпохальных» событий в отечественной и даже мировой истории. 150 лет назад, 31 января 1865 года выдающийся русский химик Дмитрий Менделеев представил на суд научного сообщества результаты своих исследований «О соединении спирта с водою», доказывающие, что оптимальная крепость спирто-водочного раствора при его массовом производстве должна быть 40 градусов. Этот день принято считать днем рождения классической русской водки.
Фото: Елена Минашкина
Но правильно ли это? И что же на самом деле открыл в своей легендарной работе Дмитрий Иванович? Разобраться корреспонденту «МК» помог химик Павел Прибытков.
На самом деле «новорожденная» гораздо старше 150-ти лет. Жители нашей страны познакомились с «огненной водой» еще за четыре с лишним столетия до момента оптимизации ее состава Менделеевым.
Как выяснили историки, первое «пришествие» водки на русскую землю состоялось в 1429 году. Тогда это «зелье» привезли к нам из Генуи. Однако, увидев печальные результаты употребления спиртового раствора, власти тут же запретили дальнейший массовый ввоз продукта в страну. Еще почти сто лет после этого «беленькую» на Руси использовали лишь в качестве лекарства. Врачи давали максимум половину ложки пациентам, страдающим, например, коликами в животе, головной болью.
Слово «водка» («вудка») россияне позаимствовали у соседей-поляков. Правда, в изначальном варианте этим термином наши прадеды называли такие горячительные напитки, которые имели цвет. То есть разного рода настойки – на травах, на ягодах. А бесцветный «горлодер» на протяжении нескольких веков у нас именовался «хлебным вином». Окончательное превращение «вина» в «водку» состоялось лишь в XIX веке.
Фокусы с «огненной водой»
В литературе можно найти упоминания о том, что результаты долгих исследований привели Менделеева к однозначному выводу: самая «правильная» крепость спирто-водочного раствора, предназначенного для «употребления вовнутрь» должна равняться 40 градусам. Вот так и появилась наша «фирменная» русская водка.
– Это легенда, которая весьма далека от реальной ситуации, – поясняет Павел Прибытков. – С точки зрения науки и ее практического применения все далеко не так однозначно. Многие «знатоки предмета» упоминают, что, мол, «менделеевская» смесь обладает самыми лучшими для ощущений выпивающего ее человека вкусовыми качествами. Но это не так. На самом деле, как выяснили исследователи, самой «вкусной» была бы водка крепостью около 45 градусов (тут, к слову сказать, можно заметить, что именно к такому показателю близки образцы элитных крепких напитков – виски, коньяков, текилы. )
Традиционная наша «огненная вода» все-таки не дотягивает до этого показателя – причем, исключительно по утилитарным экономическим причинам. И тут пора вернуться к работе Менделеева. Проводя эксперименты по составлению спирто-водочных смесей, он убедился, что образование их чревато «фокусами». Вот, например, если объединить поллитра чистого спирта и поллитра воды, то в результате получится вовсе не литр раствора, а заметно меньше. Разгадка тому простая: в процессе слияния спирт и вода вступают в химическую реакцию, которая приводит к образованию нового молекулярного соединения – гидрата спирта. А одна молекула гидрата, оказывается, по размеру своему меньше суммарного размера образовавших ее «породнившихся» молекул воды и спирта. В итоге – тот самый «фокус» с уменьшением итогового объема жидкости: внешний эффект такой, будто при слиянии воды и спирта часть раствора куда-то «испарилась», произошла «усушка» и «утруска» ценного продукта.
На этом «чудеса» не кончаются. Как выяснил Менделеев, при различном количественном соотношении соединяемых воды и спирта получаются различные гидраты, и в результате процент «испарившейся» жидкости получается разным.
– То есть соединив, скажем, 700 «кубиков» спирта с 300 «кубиками» воды мы получим один итоговый объем, а при соединении соответственно 600 и 400 «кубиков» – другой?
– Да. И тут возникают серьезные «конфликты интересов». Если по-максимуму заботиться о вкусовых ощущениях, о качестве, то нужно разливать по бутылкам 43-45-градусную водку, но, увы, Дмитрий Иванович в своих исследованиях 150-летней давности выяснил, что при получении спирто-водочного раствора такой крепости его «усушка» будет очень велика, и это, конечно, для промышленного производства никуда не годится. С точки зрения производителя «огненной воды» выгодно разбавлять спирт «пожиже»: «исчезновение» раствора в результате химического процесса будет мало. Однако получившаяся в этом случае «беленькая» крепостью, скажем, 25-30 градусов – такая гадость, пить которую мало желающих!
В итоге по результатам, приведенным в диссертации Дмитрия Ивановича, оказалось, что наиболее целесообразно сливать упоминаемые здесь жидкости в такой весовой пропорции: на каждые 1000 граммов воды около 850 граммов чистого спирта. Получается в результате смесь крепостью около 40 градусов, которая по вкусовым качествам не так уж сильно отличается от «элитного», самого «вкусного» «белого» напитка в 43-45 градусов, но зато «усушка» при ее изготовлении существенно меньше. Вот этот раствор и был в итоге узаконен в России под названием «русской водки».
Фото: Александр Добровольский
В разгар ее «царствования» в Российской Империи производством водки занимались тысячи предпринимателей. Только в одной Москве в середине прошлого века, согласно данным официальной статистики, было свыше 300 больших и малых водочных предприятий.
Чтобы выиграть борьбу за потребителя многие из хозяев прибегали к различным ходам. Кто-то совершенствовал качество, кто-то играл на понижении цены в ущерб вкусу. Одним из самых креативных «водочных королей» оказался московский купец Николай Шустов.
В конце 1863 года он получил соответствующее разрешение и открыл на Маросейке водочный заводик. При этом, организуя свое алкогольное производство, Николай Леонтьевич решил твердо: его водка будет только отличного качества, пусть даже ради этого денежные расходы придется существенно увеличить.
Продукт у Шустова доводили до кондиции несколькими способами, о которых сам хозяин узнал в свое время от отца и деда. Сперва в спирт-сырец засыпали березовый уголь. Получившуюся черную, как смоль, жижу несколько дней держали в больших, плотно закрывающихся емкостях, регулярно их переворачивая. Тщательно фильтровали, возвращая спирту его прозрачность. На следующем этапе, чтобы вытянуть остатки сивухи, Николай Леонтьевич по отцовскому рецепту использовал сырые яичные белки. Это было дорогое удовольствие: для обработки каждой дюжины ведер с требовалось ведро белков!
Качество водки, как известно, очень зависит от воды, которую используют для ее приготовления. Шустов и здесь экономию разводить не стал. Шустовские работники ездили на водовозке, запряженной конной парой, в Мытищи – к знаменитому Гром-ключу (считалось, что именно мытищинские родники дают самую вкусную в Подмосковье воду).
Следуя дедовским рецептам, Николай Леонтьевич сдабривал свое хлебное вино, давая ему чуть настояться на меду или на ягодах сушеного винограда. Лишь после этого шустовский «нектар» был готов.
Некоторые истинные ценители сразу отметили появление в продаже столь качественной выпивки и старались покупать именно ее. Но таких было не много. Остальная же пьющая Москва продукт Шустова игнорировала, предпочитая ему товары виноделов-конкурентов – более знакомые, более дешевые.
Осенью 1864 года на питейные дома и трактиры в Москве и крупных губернских городах вдруг обрушилась волна скандалов, которые происходили практически по одному и тому же сценарию. В «храме Бахуса» появлялись два-три молодых человека и делали заказ: «Бутылку шустовской водки с хорошей закуской!» В ответ на заявление полового, что такого сорта водки в наличии не имеется, посетители возмущались: «Как же так, у вас здесь, судя по вывеске, серьезное заведение, и вдруг – нет лучшей в России водки! Безобразие! Вы над нами издеваетесь!» Тут же начиналась заваруха. Служитель трактира получал от разгневанных гостей пару оплеух, грохотали опрокинутые стулья, со звоном летели на пол тарелки. На шум являлась полиция и забирала дебоширов в участок. Следовало составление протокола, судья назначал штраф.
Такие скандалы с удовольствием обсуждали обыватели, о них писали газеты. В итоге уже через несколько дней о пресловутой шустовской водке знала вся Москва и губерния.
Организовал столь оригинальную рекламную кампанию, конечно, сам Николай Леонтьевич.
В 1765 году императрица Екатерина издала особый указ, даровав право производства спирта и изготовление «хлебного вина» только лицам дворянского происхождения. А крестьянам официально дозволялось готовить «беленькую» (то есть фактически – самогон) лишь перед самыми большими праздниками: к Пасхе, к Рождеству, к Масленице и в ограниченном количестве – исключительно для личного потребления, но не на продажу.
В середине 1920-х после долгого периода существования «сухого закона» на территории России, вновь появилась в широкой продаже водка, получившая в народе прозвище «рыковка» – по имени тогдашнего Председателя Cовнаркома А. Рыкова. В отличие от классических «менделеевских» сорока градусов, этот напиток имел крепость 38 градусов. В связи с этим по стране пошел гулять анекдот: Встречает на том свете Николай Второй Ленина и спрашивает: «Что, Владимир Ильич, и вы водочку выпустили? А сколько градусов?» «38.» «Эх, дорогой, и стоило ли вам из-за каких-то лишних двух градусов революцию делать?!»
Во время самого первого массированного налета немецкой авиации на Москву 22 июля 1941 года бомбами были подожжены и разрушены корпуса ликеро-водочного завода. По словам очевидцев, пламя и черный дым закрыли пол-неба.
О военном параде, состоявшемся в прифронтовой столице 7 ноября 1941 года, написано много. Однако практически нигде не упоминается маленький «штришок», относящийся к этому легендарному событию. Оказывается, по приказу Наркома обороны всем солдатам – участникам парада на Красной площади в тот же вечер был выдан дополнительный спец-паек – 100 граммов водки.
В 1982 году Международный арбитражный суд на своем очередном заседании принял решение признать за СССР приоритет в области создания водки. Судьи подтвердили, что ее следует считать оригинальным русским алкогольным напитком.
Вода как химическое соединение
Заканчиваем цикл статей, посвященных соединениям 
и элементам, сыгравшим основную роль в создании жизни на Земле. После воздуха, кислорода, углерода, водорода и азота нельзя не рассказать о воде.
Вода — неорганическое соединение, оксид водорода или гидрид кислорода. Вода составляет всего 0,05% массы планеты, но покрывает, в виде жидкости и льда, более 70% ее поверхности.
Кроме обычной воды, существует такая же внешне, но отличная по свойствам тяжелая вода, с дейтерием в молекуле, и сверхтяжелая вода с изотопом тритием. Тяжелая вода плохо растворяет соли, скорость химических реакций в ней другая. Она не поддерживает биологические процессы в живых клетках и не утоляет жажду. Ее еще называют «мертвой водой». Она востребована в атомной энергетике.
Свойства
Вода — единственное вещество, существующее в естественных условиях в жидком, твердом и газообразном состоянии. Превращение воды в твердое вещество сопровождается уменьшением плотности.
Вода — очень сильный растворитель. Пропускает УФ-излучение, поглощает инфракрасное и микроволновое излучение. Чистая вода не пропускает электрический ток, но так как в «обычной» воде всегда растворены какие-то вещества, то, на практике, вода хорошо пропускает электричество. На этом свойстве основан принцип действия ионометров, определяющих чистоту воды по ее электропроводности.
Аномальные свойства воды ученые объясняют ее сложным изотопным составом и водородными связями между молекулами. У водорода имеется 5 изотопов, у кислорода — шесть. Всего возможно 23 комбинации изотопного состава воды, из них в природной воде найдены 9.
Вода относится к химически активным веществам, 
проявляющим окислительные и восстановительные свойства. В реакциях с активными газами, такими как фтор и хлор, вода проявляет восстановительные свойства, образуя кислоты. В реакциях с активными металлами, кальцием, литием и т.п. выступает в качестве окислителя, образуя гидроксид кальция, лития и прочие. При определенных условиях (повышение температуры, использование катализатора и т. д.) вступает в реакции с угарным газом, углем, метаном, фторидами, оксидами металлов и неметаллов, с железом и магнием, солями слабых кислот и со многими другими веществами, включая органические вещества, такие как амиды, эфиры карбоновых кислот, ацетилен и др. Образует кристаллогидраты многих солей.
Важнейшее свойство воды — ее возможность распадаться на ионы. Ионы воды, присоединяясь к молекулам погруженного в воду вещества, ослабляют связи между его молекулами, способствуя его растворению.
Кто на самом деле придумал водку?
31 января 1865 года в Петербурге Дмитрий Менделеев защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водою». Дата и «отцовство» Русской водки — предмет долгих споров. Знаменитый историк кухни, напитков, в целом русской материальной культуры Вильям Похлёбкин: «К середине 1864-го Менделеев доходит в расчётах удельного веса спирта в воде до 36°. Он проникает в тайны водки, установив, как меняются качества водно-спиртовых растворов в зависимости от градусности, и в ноябре 1864-го эти выводы выливаются в диссертацию… Менделеев обнаружил, что сорокаградусный раствор спирта в воде обладает необычными физико-химическими, биохимическими и физиологическими свойствами. На основе этого открытия создал русскую водку и запатентовал как «Московскую особенную».
В статье «Национальная легенда: был ли Менделеев создателем русской Монопольной водки?» Дмитриев опровергал тёзку Шекспира: «Никогда Менделеев не предлагал «узаконить» сорокаградусную водку. Менделеев не был главой Комиссии по введению водочной монополии. Водка крепостью 40° получила распространение уже в XVI веке. Она называлась полугар, поскольку при сжигании её объём уменьшался вдвое. Такая проверка качества водки была общедоступна, что и стало причиной её популярности».
Химфак МГУ в справке о создании Русской водки солидаризируется с Дмитриевым, частично его цитируя: «Был ли Менделеев создателем русской «монопольной» сорокаградусной водки? По мнению В. Похлебкина, Менделеев обнаружил, что сорокаградусный раствор спирта в воде обладает необычными физико-химическими, биохимическими и физиологическими свойствами. Но так ли это? Водочные «градусы» — это объёмные проценты. При температуре 20°С водочным 40° отвечают 33,3% по весу. В своей диссертации Менделеев исследовал контракцию (эффект сжатия раствора), обнаружив максимум контракции при 46% (по весу). Менделеев не уделил особого внимания раствору концентрации 33% (по весу). Для этой концентрации он приводит данные Дж. Гилпина (1792) и Гей-Люссака (1824)».
«Уж не англичанина ли Гилпина считать отцом «русской сорокоградусной»? — иронизируют Дмитриев и Химфак МГУ.
В книге «Русская водка. 500 лет неразбавленной истории» я отстаивал точку зрения Похлебкина, предлагая отойти от примитивного перебора градусов. Понятно, что освоив примерно в XIII веке технологию перегонки спирта, за сотни лет в любой лаборатории, начиная ещё с алхимиков, достигнув 96° и вновь разбавляя вплоть до 1°, тысячи раз проходили и отметку 40°. Эта отметка на шкале — не рекорд, типа покорения Эвереста, что б за приоритет её «покорения» держаться (или иронизировать по его поводу).
Но вспомним: своим «отцом» Дмитрия Ивановича величают не только химики, водочники, но и русские метрологи (хранители всех стандартов и эталонов, хозяева любой шкалы от школьной линейки до цезиевых атомных часов)!
1) разобрал все элементы мироздания («Таблица…»);
2) вынес идею «точности» на государственный уровень («метрологическая служба»);
3) реформировал русскую водку — на идее точного соединения составляющих её элементов. Обосновал необходимость замера долей спирта и воды в весовых, а не объёмных единицах. Создал единый, стандартизированный продукт, который при всей технологичности, унифицированности производства сохраняет свою русскую специфику.
Пример. Китайская водка и вовсе не имеет определённого градуса. Даже элитный Маотай (200 долларов за бутылку) допускает разброс пяти градусов. Заложили гаолян (китайское сорго), добавили пшеничную закваску, «процесс пошёл», градус на выходе: плюс/минус. Все выбирают, что стандартизировать, что нет.
Далее — вода. В отличие от производств виски, использующих дистиллированную воду («мёртвая вода» из сказок), водка делается на природной мягкой воде. Последнее — вполне объективный показатель: жёсткость «водочной» воды не должна превышать 2-4 мг/экв/литр. Идеалом были источники в верховьях Клязьмы, Яузы, где при первых Романовых делалась почти вся русская водка.
До Менделеева не то что в каждой губернии — в каждом шинке, кабаке были свои горилки, хлебные вина. Термин водка постепенно вытеснял хлебное вино и ещё десятки названий. Дворяне для личного потребления доводили в поместьях свои пенники, ерофеичи, ратафии, четверёные вина до высшей степени совершенства, пренебрегая тем, что выход на единицу сырья был гораздо ниже, чем на государственных винокурнях. Купцы, принимая гостей, гордились своими водками («Лукерья Савишна собственноручно делала!»), как и сейчас дачники гордятся: огурчики — свои!
Великий систематизатор Менделеев разобрался не только с градусом, но и с технологиями очистки. Из одного и того же сырья параллельно с этиловым спиртом синтезируется «букет» химических веществ, от метанола до эфиров. Процесс очистки сложен, а на высоких концентрациях спирта и вовсе невозможен. С XVI века спирт-сырец разбавляли водой, очищали и снова перегоняли (двоили, отсюда — «двоенное хлебное вино»). Снова разбавляли-очищали… На языке специалистов очистка называется «сортировка». Ведущий советский винокур Николай Терновский пишет: «Анализируя процесс сортировки, Д.И. Менделеев, М.Г. Кучеров, Н.Д. Зелинский установили, что на поверхности пор активного угля протекают сложные окислительные и восстановительные реакции, в результате которых из микропримесей побочных продуктов брожения, содержащихся в спирте, в сортировке формируются вкус и аромат, присущие данному виду водки»…
«Активированный уголь» и одна из перечисленных фамилий напомнят и другое достижение «водочных» соратников Менделеева. Научный задел сказался в Первую мировую войну: Зелинский — создатель противогаза.
Так что водка до Менделеева в России была, как были расстегаи, сбитень, щи, уха… Появление из этого первозданного моря Русской водки можно сравнить со складыванием единого централизованного государства. Рязань, Ярославщина, Новгород, Тверь не исчезли, но появилась — Россия.
Нажмите «Подписаться на канал», чтобы читать «Завтра» в ленте «Яндекса»
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».
Об авторах
Владимир Дмитриевич Шильцев — русский и американский физик, специалист в области физики частиц высоких энергий и физики ускорителей. Работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США). Награжден рядом престижных премий и наград, в том числе Премией им. Нишикава за выдающиеся достижения в области ускорителей (2019). Председатель Международного академического совета Новосибирского государственного университета.
Елизавета Владимировна Шильцева — студентка II курса биологического факультета Иллинойсского университета в г. Урбана-Шампейн (США).
«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.
Рисунок из периодического издания «Словцо» (№ 13, 1900). Худ. Старый Нуська. Музей-архив Д. И. Менделеева СПбГУ
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.
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»
Титульный лист докторской диссертации Д. И. Менделеева, представленной в физико-математический факультет Петербургского университета
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 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).
Если бы молекулы воды и спирта не взаимодействовали, график зависимости плотности водной смеси спирта от концентрации алкоголя представлял бы прямую линию. Но экспериментально измеренные точки (красным цветом) с ней не совпадают. При содержании спирта примерно 46% отчетливо наблюдается «горб» плотности, что означает сжатие смеси. В реальности, если мы смешаем 1 л воды и 1 л спирта, то получим не 2 л водки, а 1,94 л. Уменьшение объема на 3% — результат взаимодействия молекул спирта и воды, которые образуют более компактные ассоциации
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.
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).
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.
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.
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).
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.
Вязкость смеси спирта с водой зависит от двух факторов: концентрации алкоголя и температуры (вверху). 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». Температура замерзания смеси спирта с водой зависит от соотношения компонентов (внизу). Спирт действует как антифриз, позволяя смеси оставаться жидкой даже при температурах намного ниже нуля — водка замерзнет только при −25°С
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.
В Министерстве финансов
В 1850-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.
В 1863 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?
Тельминский винокуренный завод. Отделение очистки (внизу), новый паровоз (вверху). Из Альбома фабрично-заводской промышленности Иркутской губернии 1895–1896 гг., изд. В. Ап. Белоголового
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).
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.
«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».
Русский лубок XVIII в.
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).
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.
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.
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.
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».
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.
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).
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.
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.
Д. И. Менделеев в своем кабинете в Главной палате мер и весов (Санкт-Петербург). Фото Ф. И. Блюмбаха. 1900-е гг. Музей-архив Д. И. Менделеева СПбГУ
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).
«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).
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%.
Авторы, Владимир Шильцев и его дочь Елизавета, экспериментальным путем проверяют утверждение, согласно которому водка в стопке с течением времени не теряет крепость
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.
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.
Литература
1. Бондаренко Л. Б. Из истории русской спиртометрии // Вопросы истории естествознания и техники. 1999. № 2.
2. Дмитриев И. С. Герой мифов и легенд // Природа. 2009. № 1. С. 110–116.
3. Михайлов О. В. Легенды и были о Менделееве, русской водке и сверхкритических флюидах // Вестник Российской академии наук. 2013. Т. 83. № 4. С. 381–384.
4. Похлебкин В. В. История водки (IX–XX вв.). М.: Интер-Версо, 1991.
5. Родионов Б. В. История русской водки от полугара до наших дней. М.: ЭКСМО, 2011.
6. 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.
7. Элерт А. Х. Русские сибиряки и алкоголь. По материалам Второй Камчатской экспедиции // Наука из первых рук. 2006. Т. 12. № 6. С. 64–83.