Etanol structural. Etanol: proprietăți și aplicații

Ingredientul activ din toate băuturile alcoolice este alcoolul etilic. Denumit etanol, numit C2H5OH. Toate necazurile abuzatorilor de alcool sunt asociate cu aceasta. Cu toate acestea, ar fi complet greșit să numim etanolul rău - este o substanță căutată și necesară, totuși, non-alimentare.

Există multe moduri de a-l folosi în scopul propus, deși ingerarea nu este una dintre ele. Deci, cum să utilizați corect etanolul?

Combustibil

Etanolul este un combustibil excelent și relativ ieftin. Pe el circulă mașini și niște rachete zboară. Adevărat, este de obicei folosit în amestec cu benzină.

Și higroscopicitatea ridicată (capacitatea de a absorbi umiditatea) permite șoferilor să scape de benzina de calitate scăzută. Am adăugat alcool la benzina „redusă” și mașina a condus din nou.

Acest lucru înseamnă că de fiecare dată când bei un pahar de vin, te asiguri că consumi un analog de benzină sau kerosen.

Materii prime

Industria chimică consumă o cantitate imensă de etanol. Din etanol se obțin multe substanțe diferite.

Acestea includ acid acetic (oțet alcoolic), dietil eter (narcoză), tetraetil plumb (un aditiv foarte toxic pentru combustibil, care crește numărul octan al acestuia), acetat de etil (o otravă pentru uciderea insectelor în petele entomologice).

Acest lucru înseamnă că fiecare porție de vodcă este similară, să zicem, cu o înghițitură de ulei - o materie primă naturală pentru industria chimică.

Solvent

Etanolul este un solvent excelent. Nu fără motiv este folosit în parfumerie ca bază a multor colonii, parfumuri și aerosoli. De asemenea, este folosit ca unul dintre principalii solvenți în chimia organică: în el se desfășoară multe reacții pentru a sintetiza noi substanțe.

Etanolul este, de asemenea, folosit pentru a obține unele soluții care sunt folosite în scopuri medicale.

Acest lucru înseamnă că de fiecare dată când turnați bere într-un pahar, folosiți și un analog, de exemplu, acetonă.

Antiseptic

Medicina folosește în mod activ o varietate de otrăvuri în arsenalul său. Etanol – inclusiv. La urma urmei, bacteriile mor perfect în alcool etilic. Prin urmare, înainte de a lua sânge pentru analiză, pielea de la locul viitoarei puncție este șters cu un tampon de bumbac înmuiat în alcool.

Bacteriile de pe piele mor, alcoolul se evaporă - și iată-l, un deget sau un cot steril este gata pentru recoltarea sângelui. Alcoolul este încă folosit uneori de către chirurgi pe mâini înainte de operație, în special în teren.

Acest lucru înseamnă că de fiecare dată când comanzi un cocktail, primești ceva care funcționează ca un amestec de creozot și acid carbolic.

Când ar trebui să bei?

Există un caz când trebuie să bei etanol din motive medicale. Dacă o persoană bea alcool metilic, acesta este expus la două enzime din organism - alcool dehidrogenază și aldehid dehidrogenază. Ca urmare, se formează formaldehidă otrăvitoare și acid formic, care ucid oamenii. În acest caz, etanolul este singurul antidot.

Se leagă de aceste enzime mai bine decât alcoolul metilic, iar alcoolul metilic părăsește organismul fără a-i provoca prea mult rău. În fața otrăvirii, efectele negative ale etanolului sunt mai puțin periculoase decât moartea aproape garantată din cauza alcoolului metilic.

Acest lucru înseamnă că alcoolul etilic acționează ca un remediu de salvare de urgență și nu ca un produs consumat în mod obișnuit.

Lucruri de amintit

Deci, etanolul este o substanță foarte necesară și utilă pentru umanitate. Mașinile pot circula pe el, îi ajută pe medici și pe chimiști să ne facă viața mai bună și mai sigură. Doar nu-l bea.

Alcoolul etilic sau alcoolul de vin este un reprezentant larg răspândit al alcoolilor. Există multe substanțe cunoscute care conțin oxigen, împreună cu carbon și hidrogen. Dintre compușii care conțin oxigen, sunt interesat în primul rând de clasa alcoolilor.

Etanol

Proprietățile fizice ale alcoolului . Alcoolul etilic C 2 H 6 O este un lichid incolor cu un miros deosebit, mai ușor decât apa (gravitate specifică 0,8), fierbe la o temperatură de 78 °,3 și dizolvă bine multe substanțe anorganice și organice. Alcoolul rectificat conține 96% alcool etilic și 4% apă.

Structura moleculei de alcool .În funcție de valența elementelor, formula C 2 H 6 O corespunde a două structuri:

Pentru a rezolva întrebarea care dintre formule corespunde de fapt alcoolului, să ne întoarcem la experiență.

Pune o bucată de sodiu într-o eprubetă cu alcool. Va începe imediat o reacție, însoțită de eliberarea de gaz. Nu este greu de stabilit că acest gaz este hidrogen.

Acum să organizăm experimentul astfel încât să putem determina câți atomi de hidrogen sunt eliberați în timpul reacției din fiecare moleculă de alcool. Pentru a face acest lucru, adăugați o anumită cantitate de alcool, de exemplu moleculă de 0,1 grame (4,6 grame), picătură cu picătură dintr-o pâlnie într-un balon cu bucăți mici de sodiu (Fig. 1). Hidrogenul eliberat din alcool înlocuiește apa din balonul cu două gâturi în cilindrul de măsurare. Volumul de apă deplasată în cilindru corespunde volumului de hidrogen eliberat.

Fig.1. Experiență cantitativă în producerea hidrogenului din alcool etilic.

Deoarece pentru experiment au fost luate 0,1 grame de moleculă de alcool, este posibil să se obțină aproximativ 1,12 hidrogen (în condiții normale) litri Aceasta înseamnă că sodiul înlocuiește 11,2 dintr-o moleculă gram de alcool litri, adică o jumătate de moleculă de gram, cu alte cuvinte 1 atom de gram de hidrogen. În consecință, sodiul înlocuiește doar un atom de hidrogen din fiecare moleculă de alcool.

Evident, în molecula de alcool, acest atom de hidrogen se află într-o poziție specială față de ceilalți cinci atomi de hidrogen. Formula (1) nu explică acest fapt. Potrivit acestuia, toți atomii de hidrogen sunt legați în mod egal de atomii de carbon și, după cum știm, nu sunt înlocuiți de sodiu metalic (sodiul este stocat într-un amestec de hidrocarburi - în kerosen). Dimpotrivă, formula (2) reflectă prezența unui atom situat într-o poziție specială: acesta este legat de carbon printr-un atom de oxigen. Putem concluziona că acest atom de hidrogen este cel mai puțin strâns legat de atomul de oxigen; se dovedește a fi mai mobil și este înlocuit cu sodiu. Prin urmare, formula structurală a alcoolului etilic este:

În ciuda mobilității mai mari a atomului de hidrogen al grupării hidroxil în comparație cu alți atomi de hidrogen, alcoolul etilic nu este un electrolit și nu se disociază în ioni într-o soluție apoasă.

Pentru a sublinia faptul că molecula de alcool conține o grupare hidroxil - OH, conectată la un radical de hidrocarbură, formula moleculară a alcoolului etilic este scrisă după cum urmează:

Proprietățile chimice ale alcoolului . Am văzut mai sus că alcoolul etilic reacţionează cu sodiul. Cunoscând structura alcoolului, putem exprima această reacție cu ecuația:

Produsul înlocuirii hidrogenului din alcool cu ​​sodiu se numește etoxid de sodiu. Poate fi izolat după reacție (prin evaporarea excesului de alcool) ca solid.

Când este aprins în aer, alcoolul arde cu o flacără albăstruie, abia vizibilă, eliberând multă căldură:

Dacă încălziți alcoolul etilic cu un acid hidrohalic, de exemplu cu HBr, într-un balon cu frigider (sau un amestec de NaBr și H2SO4, care dă bromură de hidrogen în timpul reacției), atunci un lichid uleios va fi distilat. - bromură de etil C 2 H 5 Br:

Această reacție confirmă prezența unei grupări hidroxil în molecula de alcool.

Când este încălzit cu acid sulfuric concentrat ca catalizator, alcoolul se deshidratează ușor, adică desparte apa (prefixul „de” indică separarea a ceva):

Această reacție este folosită pentru a produce etilenă în laborator. Când alcoolul este încălzit mai slab cu acid sulfuric (nu mai mult de 140 °), fiecare moleculă de apă este separată din două molecule de alcool, rezultând formarea de dietil eter - un lichid volatil, inflamabil:

Eterul dietilic (uneori numit eter sulfuric) este folosit ca solvent (curățarea țesuturilor) și în medicină pentru anestezie. El aparține clasei eteri - substanțe organice ale căror molecule sunt formate din doi radicali de hidrocarburi legați printr-un atom de oxigen: R - O - R1

Utilizarea alcoolului etilic . Alcoolul etilic are o mare importanță practică. Se consumă mult alcool etilic pentru a produce cauciuc sintetic folosind metoda academicianului S.V. Lebedev. Prin trecerea vaporilor de alcool etilic printr-un catalizator special, se obține divinil:

care se poate polimeriza apoi în cauciuc.

Alcoolul este folosit pentru a produce coloranți, eter dietilic, diverse „esențe de fructe” și o serie de alte substanțe organice. Alcoolul ca solvent este folosit pentru a face parfumuri și multe medicamente. Se prepară diferite lacuri prin dizolvarea rășinilor în alcool. Puterea calorică mare a alcoolului determină utilizarea lui ca combustibil (combustibil motor = etanol).

Obținerea alcoolului etilic . Producția mondială de alcool este măsurată în milioane de tone pe an.

O metodă comună de producere a alcoolului este fermentarea substanțelor zaharoase în prezența drojdiei. Aceste organisme vegetale inferioare (ciuperci) produc substanțe speciale - enzime, care servesc drept catalizatori biologici pentru reacția de fermentație.

Semințele de cereale sau tuberculii de cartofi bogați în amidon sunt luați ca materii prime în producerea alcoolului. Amidonul este mai întâi transformat în zahăr folosind malț care conține enzima diastaza, care este apoi fermentat în alcool.

Oamenii de știință au muncit din greu pentru a înlocui materiile prime alimentare pentru producția de alcool cu ​​materii prime nealimentare mai ieftine. Aceste căutări au fost încununate de succes.

Recent, datorită faptului că la cracarea uleiului se formează multă etilenă, oțel

Reacția de hidratare a etilenei (în prezența acidului sulfuric) a fost studiată de A. M. Butlerov și V. Goryainov (1873), care au prezis și semnificația sa industrială. A fost dezvoltată și introdusă în industrie o metodă de hidratare directă a etilenei prin trecerea acesteia în amestec cu vapori de apă peste catalizatori solizi. Producerea alcoolului din etilenă este foarte economică, deoarece etilena face parte din gazele de cracare ale petrolului și ale altor gaze industriale și, prin urmare, este o materie primă disponibilă pe scară largă.

O altă metodă se bazează pe utilizarea acetilenei ca produs de pornire. Acetilena suferă hidratare conform reacției Kucherov, iar acetaldehida rezultată este redusă catalitic cu hidrogen în prezența nichelului în alcool etilic. Întregul proces de hidratare a acetilenei urmat de reducerea cu hidrogen pe un catalizator de nichel în alcool etilic poate fi reprezentat printr-o diagramă.

Serii omoloage de alcooli

Pe lângă alcoolul etilic, sunt cunoscuți și alți alcooli care îi sunt similari ca structură și proprietăți. Toate pot fi considerate ca derivați ai hidrocarburilor saturate corespunzătoare, în moleculele cărora un atom de hidrogen este înlocuit cu o grupare hidroxil:

Masa

Hidrocarburi	Alcoolii	Punctul de fierbere al alcoolilor în ºC
Metan CH4	Metil CH30H	64,7
Etan C2H6	Etil C2H5OH sauCH3-CH2-OH	78,3
Propan C3H8	Propil C4H7OH sau CH3-CH2-CH2-OH	97,8
Butan C4H10	Butii C4H9OH sauCH3-CH2-CH2-OH	117

Fiind asemănători ca proprietăți chimice și diferiți unul de celălalt în compoziția moleculelor printr-un grup de atomi de CH 2, acești alcooli formează o serie omoloagă. Comparând proprietățile fizice ale alcoolilor, în această serie, precum și în seria hidrocarburilor, observăm trecerea modificărilor cantitative în modificări calitative. Formula generală a alcoolilor din această serie este R - OH (unde R este un radical de hidrocarbură).

Sunt cunoscuți alcooli ale căror molecule conțin mai multe grupări hidroxil, de exemplu:

Grupurile de atomi care determină proprietățile chimice caracteristice ale compușilor, adică funcția lor chimică, se numesc grup functional.

Alcoolii sunt substanțe organice ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări hidroxil funcționale legate de un radical de hidrocarbură .

În compoziția lor, alcoolii diferă de hidrocarburile corespunzătoare acestora prin numărul de atomi de carbon prin prezența oxigenului (de exemplu, C 2 H 6 și C 2 H 6 O sau C 2 H 5 OH). Prin urmare, alcoolii pot fi considerați ca produse de oxidare parțială a hidrocarburilor.

Relația genetică dintre hidrocarburi și alcooli

Este destul de dificil să oxidezi direct hidrocarburile în alcool. În practică, este mai ușor să faci acest lucru printr-un derivat de halogen al unei hidrocarburi. De exemplu, pentru a obține alcool etilic pornind de la etan C 2 H 6, puteți obține mai întâi bromură de etil prin reacția:

și apoi transformă bromura de etil în alcool prin încălzire cu apă în prezența alcaline:

În acest caz, este nevoie de un alcalin pentru a neutraliza bromura de hidrogen rezultată și pentru a elimina posibilitatea reacției sale cu alcoolul, de exemplu. mutați această reacție reversibilă spre dreapta.

În mod similar, alcoolul metilic poate fi obținut conform următoarei scheme:

Astfel, hidrocarburile, derivații lor de halogen și alcoolii sunt într-o legătură genetică între ele (relație după origine).

13.12.2017 Doctor Evgenia Aleksandrovna Miroshnikova 0

Etanol: proprietăți și aplicații

Etanolul este o substanță cu miros și gust caracteristic. A fost obținut mai întâi ca rezultat al unei reacții de fermentație. Pentru acestea din urmă s-au folosit diverse produse: cereale, legume, fructe de pădure. Apoi oamenii au stăpânit procesele de distilare și modalitățile de a obține o soluție de alcool mai concentrată. Etanolul (ca și analogii săi) a devenit larg răspândit datorită complexului său de proprietăți. Pentru a evita efectele periculoase asupra organismului, ar trebui să cunoașteți caracteristicile substanței și specificul utilizării acesteia.

Etanolul (numit și alcool de vin) este un alcool monohidroxilic, adică conține un singur atom. Nume latin - Aethanolum. Formula - C2H5OH. Acest alcool este folosit în diverse industrii: industrie, cosmetologie, stomatologie, farmaceutică.

Etanolul a devenit baza pentru producerea diferitelor băuturi alcoolice. Acest lucru a fost posibil datorită capacității moleculei sale de a suprima sistemul nervos central. Conform documentelor de reglementare, alcoolul etilic rectificat are GOST 5962-2013. Ar trebui să se distingă de versiunea tehnică a lichidului, care este utilizat în principal în scopuri industriale. Producția și depozitarea băuturilor alcoolice se realizează sub controlul agențiilor guvernamentale.

Beneficiile și daunele substanței

Alcoolul etilic, atunci când este consumat în doze strict limitate, este benefic pentru organism. Il poti achizitiona de la o farmacie doar cu reteta medicului. Pretul variaza in functie de volumul containerului. Beneficiile etanolului se manifestă în:

• normalizarea funcționării tractului digestiv;
• prevenirea bolilor miocardice;
• normalizarea circulației sanguine;
• subțierea sângelui;
• reducerea sindromului durerii.

Ca urmare a utilizării regulate a substanței, organismul se confruntă cu lipsa de oxigen. Din cauza morții rapide a celulelor creierului, memoria se deteriorează și sensibilitatea la durere scade. Impactul negativ asupra organelor interne se manifestă în dezvoltarea diferitelor boli concomitente. Consumul excesiv de alcool poate duce la intoxicații severe și comă.
Alcoolismul se caracterizează prin dezvoltarea dependenței atât fizice, cât și psihice. În absența tratamentului și a încetării consumului de substanțe care conțin alcool, are loc degradarea personală și legăturile sociale cu drepturi depline sunt întrerupte.

Proprietăți

Etanolul este un metabolit natural. Aceasta constă în capacitatea sa de a fi sintetizată în corpul uman.

Grupul de proprietăți al alcoolului de vin poate fi împărțit în trei categorii:

1. fizic;
2. chimic;
3. incendiu periculos.

Formula de etanol

Prima categorie include o descriere a aspectului și a altor parametri fizici. În condiții normale, etanolul este volatil și diferă de alte substanțe prin aroma sa unică și gustul înțepător. Greutatea unui litru de lichid este de 790 de grame.

Dizolvă bine diverse substanțe organice. Punctul de fierbere este de 78,39 °C. Etanolul are o densitate mai mică (măsurată cu un hidrometru) decât apa, ceea ce o face mai ușoară.

Alcoolul etilic este inflamabil și se poate aprinde rapid. Când arde, flacăra este de culoare albastră. Datorită acestei proprietăți chimice, etanolul poate fi ușor distins de alcoolul metilic, care este otrăvitor pentru oameni. Acesta din urmă are o flacără verde atunci când este aprins.

Pentru a identifica vodca făcută cu metanol acasă, trebuie să încălziți o sârmă de cupru și să o scufundați în vodcă (o lingură este suficientă). Aroma merelor putrede este un semn de alcool etilic, mirosul de formaldehidă indică prezența metanolului.

Etanolul este un pericol de incendiu deoarece temperatura sa de aprindere este de numai 18°C. Prin urmare, atunci când intră în contact cu substanța, încălzirea acesteia trebuie evitată.

Când se abuzează de etanol, acesta are efecte nocive asupra organismului. Acest lucru se datorează mecanismelor care sunt declanșate de aportul oricărui alcool. Un amestec de apă și alcool provoacă eliberarea hormonului endorfină.

Acest lucru contribuie la un efect sedativ-hipnotic, adică la suprimarea conștiinței. Acesta din urmă se exprimă în predominanța proceselor de inhibiție, care se manifestă prin simptome precum reacția redusă, inhibarea mișcărilor și a vorbirii. O supradoză de etanol se caracterizează la început prin apariția excitației, care este apoi înlocuită de procese de inhibiție.

Poveste scurta

Etanolul a fost folosit încă din epoca neolitică. Dovadă în acest sens sunt urmele de băuturi alcoolice găsite în China pe ceramică veche de aproximativ 9.000 de ani. Etanolul a fost produs pentru prima dată în secolul al XII-lea în Salerno. Era un amestec de apă și alcool.

Produsul pur a fost obținut în 1796 de Johann Tobias Lowitz. Omul de știință a folosit cărbune activ pentru filtrare. Timp de mulți ani, această metodă de producere a alcoolului a fost singura.
Ulterior, formula etanolului a fost calculată de Nicolò-Theodore de Saussure. Substanța a fost descrisă ca un compus de carbon de către Antoine Lavoisier. Secolele al XIX-lea și al XX-lea sunt caracterizate ca o perioadă de studiu atent al etanolului, când proprietățile sale au fost descrise în detaliu. Datorită acestuia din urmă, a devenit utilizat pe scară largă în diverse sectoare ale vieții umane.

Care sunt pericolele etanolului?

Etanolul este una dintre acele substanțe, necunoașterea proprietăților cărora poate duce la consecințe negative. Prin urmare, înainte de a-l folosi, ar trebui să vă familiarizați cu pericolele alcoolului de vin.

Se poate bea?

Utilizarea alcoolului în băuturile alcoolice este permisă cu o singură condiție: bea rar și în doze mici. Când apare abuzul, se dezvoltă dependența fizică și psihică, adică alcoolismul.

Utilizarea necontrolată a băuturilor care conțin alcool (atunci când concentrația de etanol este de 12 grame pe 1 kilogram de greutate corporală) provoacă o intoxicație severă a organismului, care, în absența unui timp în timp util. îngrijire medicală poate provoca moartea.

Nu puteți bea etanol în forma sa pură.

Ce boli provoacă?

Atunci când consumați etanol, produsele de descompunere a acestuia în organism reprezintă un mare pericol. Una dintre ele este acetaldehida, care aparține substanțelor toxice și mutagene. Proprietățile cancerigene provoacă dezvoltarea patologiilor oncologice.

Consumul excesiv de alcool etilic este periculos:

• tulburări de memorie;
• moartea celulelor creierului;
• perturbarea funcționării tractului digestiv (gastrită, ulcer duodenal);
• dezvoltarea bolilor hepatice (ciroză), rinichilor;
• perturbarea funcționării miocardului și a vaselor de sânge (accident vascular cerebral, infarct);
• degradarea personală;
• procese ireversibile în sistemul nervos central.

Aplicație

Gama largă de caracteristici ale etanolului a asigurat utilizarea acestuia în diverse direcții. Cele mai populare dintre ele sunt următoarele:

1. Ca combustibil pentru mașini. Utilizarea alcoolului etilic ca combustibil pentru motor este asociată cu numele lui Henry Ford. În 1880, a creat prima mașină care funcționa cu etanol. După aceasta, substanța a început să fie folosită pentru a acționa motoare rachete și diferite dispozitive de încălzire.
2. Industria chimica. Etanolul este folosit pentru a produce alte substanțe, cum ar fi etilena. Fiind un solvent excelent, alcoolul etilic este folosit în producția de lacuri, vopsele și produse chimice de uz casnic.
3. Industria farmacologică. Etanolul este utilizat în diferite moduri în acest domeniu. Proprietățile dezinfectante ale alcoolului medical îi permit să fie utilizat pentru tratarea câmpului chirurgical și a mâinilor chirurgului. Se folosește pentru reducerea manifestărilor febrei, ca bază pentru comprese și tincturi. Etanolul este un antidot care ajută la intoxicația cu metanol și etilenglicol. A găsit utilizare ca agent antispumant la administrarea oxigenului sau ventilației mecanice.
4. Industria cosmeticelor. Producătorii de cosmetice și parfumuri includ etanol în diferite colonii, apă de toaletă, aerosoli, șampoane și alte produse de îngrijire a pielii și a corpului.
5. Industria alimentară. Alcoolul etilic este utilizat ca componentă principală a băuturilor alcoolice. Se găsește în produsele care au fost obținute prin procese de fermentație. Este folosit ca solvent pentru diferite arome și conservant în producția de pâine, chifle și produse de cofetărie. Alcoolul etilic este un aditiv alimentar E1510.
6. Alte direcții. Alcoolul de vin este utilizat atunci când se lucrează cu preparate biologice.

Interacțiunea cu alte substanțe

Conform instrucțiunilor de utilizare, etanolul, atunci când este utilizat simultan, poate îmbunătăți efectul medicamentelor care deprimă sistemul nervos central, procesele circulatorii și centrul respirator.
Interacțiunile cu unele substanțe sunt indicate în tabel.

Etanolul, în funcție de utilizarea sa, poate fi fie benefic, fie dăunător. Odată cu consumul regulat de alcool care conține alcool etilic, apare dependența. Prin urmare, utilizarea băuturilor tari ca antidepresive nu ar trebui să devină un obicei.

carbohidrați Berea era consumată în Babilonul antic, iar producția de vin este cunoscută încă din mileniul V î.Hr. e. Posibila producție de etanol liber prin distilare a fost documentată pentru prima dată de alchimiștii arabi în jurul secolului al X-lea [ ].

În funcție de conținutul de apă, metoda de producție și utilizarea prevăzută, există multe produse diferite de etanol. Amestecul cel mai consumat a fost 95,6 gr. % etanol și 4,4 gr. % Apă, acest conținut de alcool etilic este maxim posibil în timpul distilării fracționale convenționale, deoarece acest raport formează un amestec azeotrop cu un punct de fierbere de 78,15 C.

Pe lângă produsele alimentare, alcoolul etilic este consumat în cantități mari ca combustibil, solvent și ca materie primă în diferite procese industriale. În scopuri industriale, alcoolul etilic este adesea produs din materii prime de petrol și gaze prin hidratarea catalitică a etilenei.

1. Proprietăți fizice și structură

Alcoolul etilic este un lichid incolor cu un miros slab „alcoolic”. Densitatea sa este de 0,789 g/cm3 Punctul de fierbere 78,3 C. Poate fi amestecat cu apă în orice proporție. Alcoolul etilic este un solvent bun pentru multe substanțe organice și anorganice.

Formula moleculară a alcoolului etilic este C2H6O sau C2H5-OH. Formula structurala:

2. Metode industriale de extracție

La scară industrială, alcoolul etilic se produce în trei moduri: fermentarea alcoolică a substanțelor zaharoase, hidroliza celulozei și sintetic.

2.1. Fermentarea substanțelor zaharoase

Metoda de fermentare a substanțelor zaharoase este cea mai veche. Materialul de plecare pentru această metodă sunt produsele naturale bogate în amidon: cartofi, boabe de grâu, secară, porumb etc., precum și celuloză.

Pentru a transforma amidonul în substanțe zaharoase, acesta este mai întâi supus hidrolizei. În acest scop, piureul de cartofi sau făina sunt preparate cu apă fierbinte pentru a grăbi umflarea amidonului, apoi se adaugă malț, adică. boabe de orz încolțit măcinate cu apă. Malțul conține o enzimă specială (o substanță organică care joacă rolul de catalizator), sub influența căreia amidonul este purificat (hidrolizat), adică. transformându-l în glucoză. Acest proces este rezumat prin următoarea ecuație:

• nC 6 H 10 O 5 + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6

După finalizarea procesului de hidroliză, la amestec se adaugă drojdie, sub influența căreia glucoza suferă fermentație, adică se transformă în alcool și dioxid de carbon:

• C6H12O6 = 2C2H5-OH + 2CO2

La sfârșitul fermentației, lichidul este distilat și se obține alcool brut, care conține aproximativ 90% alcool etilic și diferite produse secundare - alcool propilic C 3 H 7-OH, alcool izobutilic C 4 H 9-OH și alcool izoamil C 5 H 11-OH (așa-numitele uleiuri de fusel), care conferă materiei prime un miros neplăcut și o fac otrăvitoare.

Alcoolul brut se rectifica (purifica) prin distilare pe coloane speciale de distilare si se obtine alcool rectificat (purificat), care contine 96% alcool etilic si 4% apa. În acest raport, alcoolul și apa formează un amestec care fierbe inseparabil (azeotrop). Prin urmare, prin distilare se poate obține alcool 100%. Alcoolul anhidru, sau așa-numitul absolut, se obține numai în scopuri speciale prin tratarea alcoolului cu sulfat de cupru anhidru CuSO 4, care absoarbe apa rămasă și se transformă în sulfat de cupru CuSO 4 5H 2 O, care este apoi separat. În prezent, se folosesc metode mai moderne. Cel mai simplu este uscarea peste site moleculare activate (3 sau 4 Anstrom). Cel mai bun este mai întâi tratarea cu sodiu metalic (în principal apa reacționează cu acesta pentru a forma NaOH și hidrogen), apoi rectificarea. În cele din urmă depozitat peste site moleculare.

2.2. Hidroliza celulozei

Cartofii și cerealele, pe a căror prelucrare se bazează producția de alcool etilic prin metoda anterioară, sunt produse alimentare destul de valoroase. Prin urmare, încearcă să le înlocuiască cu materii prime nealimentare. În acest sens, metoda de producere a alcoolului din celuloză, care în compoziția sa chimică este apropiată de amidon, și-a găsit acum o utilizare pe scară largă.

Această metodă se bazează pe capacitatea celulozei (fibrelor) de a suferi hidroliză sub influența acizilor pentru a forma glucoză, care este apoi fermentată în alcool folosind drojdie. În acest scop, deșeurile de lemn (rumeguș, așchii) sunt încălzite în autoclave cu acid sulfuric 0,3-0,5% la o presiune de 7-10 atm. Celuloza, precum amidonul, hidrolizează:

• (C6H10O5) n + nH2O = nC6H12O6

La sfârșitul procesului, acidul este neutralizat cu cretă:

• H2SO4 + CaCO3 = CaSO4↓ + CO2

Sulfatul de calciu ușor solubil este filtrat și soluția este fermentată prin adăugarea de drojdie. Apoi soluția este trimisă în coloanele de distilare pentru a distila alcoolul.

Alcoolul etilic obtinut in acest mod se numeste hidrolitic. Este utilizat numai în scopuri tehnice, deoarece conține o serie de impurități nocive, în special alcool metilic, acetonă etc.

Dintr-o tona de lemn se pot obtine pana la 200 dm 3 de alcool. Aceasta înseamnă că 1 tonă de lemn poate înlocui 1 tonă de cartofi sau 300 kg de cereale.

2.3. Extracția alcoolului sintetic

Această metodă se bazează pe capacitatea etilenei, în anumite condiții, de a suferi o reacție de hidratare, adică. adăugarea de apă pentru a forma alcool etilic. Procesul se desfășoară într-un aparat de contact special sub o presiune mai mare de 50 atm și o temperatură de 280-300 C în prezența acidului fosforic ca catalizator.

3. Metode de laborator pentru producerea etanolului

Există, de asemenea, destul de multe metode de laborator pentru producerea etanolului.

3.1. Hidroliza hidrocarburilor halogenate

Etanolul se formează prin hidroliza etanului halogenat. Deoarece reacția poate avea loc în ambele direcții, se realizează în prezența alcalinelor sau carbonaților pentru a deplasa echilibrul la dreapta.

3.2. Hidratarea cu etilenă

Reacția se desfășoară în mod similar cu metoda industrială de producere a etanolului sintetic.

3.3. Reducerea compușilor carbonilici

Reducerea unei grupări carbonil într-o grupare hidroxil este o metodă de laborator destul de comună pentru obținere

Alcoolul etilic („etanol” conform clasificării chimice internaționale) este utilizat pe scară largă în medicină, ca dezinfectant și, de asemenea, în unele domenii ale industriei, ca solvent, combustibil și componentă antigel. În plus, etanolul este principala componentă activă a băuturilor alcoolice.

De ce formula structurală a etanolului nu este suficient de precisă?

Formula oricărei substanțe chimice trebuie să conțină informații despre ce atomi sunt conținuti în ea. Alcoolul etilic este format din trei elemente: carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O). Mai mult, fiecare moleculă de etanol include 2 atomi de carbon, 6 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen. Prin urmare, empiric (cel mai simplu) al acestui compus chimic este astfel: C2H6O. S-ar părea că acest lucru este destul.

Cu toate acestea, utilizarea unei singure formule empirice va duce la erori. Faptul este că exact aceeași formulă este C2H6O pentru o altă substanță - dimetil eter, care este în stare gazoasă în condiții normale și nu într-un lichid precum etanolul. Și, desigur, proprietățile chimice ale acestei substanțe diferă și de proprietățile alcoolului etilic.

Prin urmare, este imposibil să folosiți o singură formulă empirică pentru a descrie alcoolul etilic.

Care este formula structurală a etanolului

În astfel de cazuri, formulele structurale mai precise vin în ajutor, care conțin informații nu numai despre numărul și tipul de atomi ai elementelor din moleculă, ci și despre locația lor și conexiunile reciproce. Formula structurală a etanolului este: C2H5OH sau chiar mai precis - CH3-CH2-OH. Această formulă indică faptul că molecula de etanol constă din două părți principale: radicalul etil C2H5 și radicalul hidroxil (numit grup hidroxil) OH.

Folosind formula structurală, se poate trage o concluzie despre proprietățile chimice ale unei substanțe datorită prezenței în compoziția sa a unui hidroxil- foarte activ, spre care densitatea electronică a moleculei este deplasată datorită atomului de oxigen, al doilea cel mai mult. element electronegativ (după fluor).

Pentru comparație, formula structurală a eterului dimetil menționat este CH3-O-CH3. Adică este o moleculă simetrică.

Formula C2H5OH este foarte simplă și este de obicei foarte ușor de reținut; se citește ca „Tse two ash five o ash”.