Ebben a blogbejegyzésben azt vizsgáljuk meg, hogyan lehet tudományosan felismerni az ittas vezetést az alkoholszondák működési elvén és az alkohol kimutatására használt kémiai reakciókon keresztül.
Rohanó életünkben ki ne mosta volna el a gondjait egy itallal? A modern, egyre rohanóbb életet élő emberek számára az alkohol elválaszthatatlannak tűnik az életükben. Azonban a vonzereje mögött ott húzódik az ittas vezetés veszélyes valósága. Az ittas vezetést potenciális gyilkossági kockázatnak tekintik, és még sok politikus és híresség sem mentes az ittas vezetés miatti lebukás alól. Sok esetben tagadják, hogy ittak volna, de egy tenyérnyi méretű alkoholszonda mindig felfüggesztheti vagy visszavonhatja a jogosítványodat. Szóval hogyan működik ez az alkoholszonda?
A válasz az alkohol oxidációs-redukciós reakciója. Amikor egy ittas személy belelélegzik az alkoholszondába, a leheletben lévő alkohol oxidálódik a készülékben, és a készülékben lévő narancssárga kálium-dikromátot (K2Cr2O7) zöld króm-trioxiddá (Cr2(SO4)3) redukálja. A rendőrnek csak azt kell ellenőriznie, hogy a készülék színe megváltozott-e. A folyamat részletes leírása a következő.
Köztudott, hogy az etanol az alkohol fő összetevője. Az etanol egy olyan anyag, amely egy etilcsoport (C2H5-) formájában létezik, amely két szénatomot és egy hidroxilcsoportot (-OH) tartalmaz, amelyhez kapcsolódik (C2H5 + OH = C2H5OH). Az etanol fogyasztása elnyomja a központi idegrendszert, álmosságot, izgalmat és szédülést okoz, ugyanakkor serkenti az agyat endorfinok termelésére, amelyek jó közérzetet okoznak az embereknek. Ezen hatások miatt az alkohol az emberiség története során alapvető italként szolgált.
Az alkoholnak, beleértve az etanolt is, számos közös jellemzője van a hidroxilcsoportja miatt, amelyek egyike a fent említett redoxireakció. Az oxidáció az a folyamat, amelynek során az elektronokat kedvelő atomok, például az oxigén és a halogének (a periódusos rendszer 17. csoportjába tartozó elemek) hozzáadódnak egy molekulához, vagy az elektronokat nem kedvelő atomok, például a hidrogén, eltávolításra kerülnek a molekulából. A redukció az oxidációval egyidejűleg zajló folyamat, amint azt a fenti véralkoholszint-mérés folyamatában röviden ismertettük. Az etanol esetében bizonyos körülmények között oxidálódik, és acetaldehidnek nevezett anyagot képez, amelyet ezután ismét oxidálnak, és ecetsavnak nevezett anyagot képeznek.
Természetesen ahhoz, hogy az etanol ilyen módon oxidálódjon, redukálószer (kálium-dikromát) jelenléte szükséges. A 24-es rendszámú króm (Cr) narancssárga színű, ha Cr(VI) formájában van jelen, ami a vegyületekben egy erősen oxidált állapot. Érdekes módon, amikor Cr(III)-á redukálódik, sötétzöldre változik. A króm különféle vegyületeket képezhet, és ezek közül a kálium-dikromátban lévő króm a narancssárga Cr(VI). Ez a kálium-dikromát szilikagélhez kapcsolódik, és por formájában található az alkoholszonda csövében. Amikor egy vezető belefúj a csőbe, a leheletében lévő etanol a következő reakciót váltja ki.
2K2Cr2O7 (narancs) + 8H2SO4 + 3C2H5OH (etanol) → 2Cr2(SO4)3 (zöld) + 2K2SO4 + 11H2O + 3CH3COOH (ecetsav)
Amint a fenti reakcióból látható, az etanol oxidálódik és ecetsavvá alakul, a narancssárga kálium-dikromát pedig zöld krómsavvá. Ennek eredményeként az alkoholszonda csövében lévő szín fokozatosan narancssárgáról zöldre változik és szétterjed. Ez a vizuális eredmény azt jelzi, hogy a vezető lehelete etanolt tartalmaz. Az elfogyasztott alkohol körülbelül 10%-a nem emésztődik meg, felszívódik a véráramba és szétterjed a szervezetben, a leheletben pedig az alkohol a véralkoholszint 1/2100 arányában van jelen (azaz 1 ml vérben lévő alkohol mennyisége megegyezik a 2100 ml kilélegzett levegőben lévő alkohol mennyiségével). Az alkoholszondák ezen arány alapján számítják ki a véralkoholszintet. Ha a mérőcső több mint fele zöldre színeződik, az azt jelenti, hogy a vezető véralkoholszintje 0.08% vagy magasabb, ami az ittas vezetésre vonatkozó törvényes határérték Koreában, lehetővé téve az alkoholfogyasztás ilyen módon történő mérését.
A fentiekből látható, hogy az alkoholszondás tesztek egyszerűen a készülékbe fújva elvégezhetők, és azoknál a sofőröknél, akiknél a teszt során megállapították, hogy ittasan vezettek, vérvizsgálatot végeznek a pontosabb mérés érdekében. A gázkromatográfia felhasználható a vér elválasztására és az alkohol, valamint más illékony anyagok kiszűrésére, lehetővé téve a véralkoholszint pontos mérését. A bírságokat és a börtönbüntetéseket a kapott értékek alapján határozzák meg.
Az utóbbi időben nagy vita tárgyát képezte egy új, az ittas vezetés megelőzésére szolgáló technológia, amelyet a Nemzeti Közúti Közlekedésbiztonsági Hivatal (NHTSA) fejleszt. A DADSS névre keresztelt technológia egy autóba beépített rendszert használ, amely érzékeli az alkoholt a vezető leheletében vagy az ujjbegyein, amikor megérinti az autót a motor beindításához. Amint ez a technológia teljesen kidolgozásra kerül, tervek szerint kötelezővé teszik a beépítését az Egyesült Államokban gyártott összes új autóba. Amint látható, az ittas vezetés – amely potenciális gyilkosságnak tekinthető – megelőzésére szolgáló technológia napról napra fejlődik. Ezeket a méréseket, amelyek kémiai reakciókat és spektroszkópiai módszereket alkalmaznak, nem lehet elkerülni dohányzással, kávézással vagy fokhagyma fogyasztásával közvetlenül az ittas vezetés ellenőrzése előtt. Mindenkinek vannak olyan pillanatai, amikor egy itallal szeretné leöblíteni az aggodalmait, de az okos emberek tudják, hogy a legjobb mindenáron elkerülni az ittas vezetést.
