Этанол h2

Эта статья о этиловый спирт. О других значения слова «спирт» см. Спирт (значения). Этанол (другие названия: этиловый спирт, винный спирт, алкоголь; формула: С 2 Н 5 ОН) – наркотик, протоплазматический яд; главная действенная составляющая алкогольных напитков, которые обычно изготавливаются сбраживанием способных к ферментации углеводов. Пиво употребляли еще в древнем Вавилоне, а изготовление вина известно с третьего тысячелетия до Р.Х. Возможно получение свободного этанола дистилляцией впервые было задокументировано арабскими алхимиками примерно в 10-ом столетии.
В зависимости от содержания воды, способа получения и цели использования существует много различных этанолсодержащих продуктов. Наиболее широкого потребления приобрела смесь 95,6 масс% этанола и 4,4 масс% воды, такое содержание этилового спирта максимально возможный при обычной фракционной перегонки, потому что это соотношение образует азеотропную смесь с температурой кипения 78,15 ° C.
r /> Кроме пищевых продуктов этиловый спирт в больших количествах потребляется как топливо, растворитель и как сырье в различных промышленных процессах. Для промышленных нужд этиловый спирт часто производят с нефтяной и газовой сырья каталитической гидратацией этилена.
Физические свойства и строение
Этиловый спирт – бесцветная жидкость со слабым «алкогольным» запахом. Плотность его 0,789 г / см 3. Температура кипения 78,3 ° С. С водой смешивается в любых пропорциях. Этиловый спирт является хорошим растворителем для многих органических, а также неорганических веществ.
Молекулярная формула этилового спирта C 2 H 6 O, или C 2 H 5-OH. Структурная формула:
Этанол
Химические свойства
Гидроксильная группа предоставляет этанола слабые щелочные свойства, хотя он почти нейтральный, как вода. pH 100% этанола 7,33 по сравнению с 7 для воды. Однако этанол реагирует с щелочными металлами, такими как натрий, проявляя свои кислотные свойства:

2CH 3 CH 2 OH + 2Na -> 2CH 3 CH 2 ONa + H 2,

Он также реагирует с сильными щелочами

CH 3 CH 2 OH + NaОH -> CH 3 CH 2 ONa + H2O.

В воде эта реакция не происходит, поскольку вода кислее, поэтому гидроксид образуется быстрее, чем етоксид.
Способы получения
Этиловый спирт добывают тремя способами: спиртовым брожением сахаристых веществ, гидролизом целлюлозы и синтетическим способом.
r /> Брожения сахаристых веществ
Способ брожения сахаристых веществ является старейшим. Исходным веществом для этого способа служат природные продукты, богатые крахмал: картофель, зерна пшеницы, ржи, кукурузы и др., а также целлюлоза.
Для превращения крахмала в сахаристые вещества его сначала подвергают гидролизу. С этой целью растертую картофель или муку заваривают горячей водой, чтобы ускорить набухание крахмала, а затем добавляют солод, т.е. растертые с водой проросшие зерна ячменя. В солоде содержится особый фермент (органическое вещество, играющее роль катализатора), под воздействием которого происходит оцукровування (гидролиз) крахмала, т.е. превращение его в глюкозу. Этот процесс суммарно изображают следующим уравнением:

nC 6 Н 10 О 5 + NH 2 O = nC 6 Н 12 O 6

После окончания процесса гидролиза к смеси добавляют дрожжи, под влиянием которых глюкоза подвергается брожению, т.е. превращается в спирт и диоксид углерода:

C 6 H 12 O 6 = 2C 2 H 5-OH + 2CO 2 ?

По окончании брожения жидкость подвергают перегонке и получают спирт-сырец, содержащий около 90% этилового спирта и различные побочные продукты – пропиловый спирт C 3 H 7-OH, изобутиловый C 4 H 9-OH и изоамиловый C 5 H 11-OH (так называемые сивушные масла), которые предоставляют сырца неприятного запаха и делают его ядовитым.
Спирт-сырец ректификують (очищают) разгонки на специальных ректификационных колонках и получают спирт ректификат (очищенный), содержащий около 96% этилового спирта и 4% воды.
и таком соотношении спирт и вода образуют нераздельно кипящую смесь (азеотроп). Поэтому методом перегонки нельзя получить 100%-ного спирта. Безводный, или так называемый абсолютный, спирт получают лишь для специальных целей обработкой спирта безводным сульфатом меди CuSO 4, поглощающей остатки воды и превращается в медный купорос CuSO 4 • 5H 2 O, который затем отделяют. В наше время используют более современные методы. Найпростийший – это осушка над активированными молекулярными ситами (3 или 4 Анстрем). Лучший – сначала обработка металлическим натрием (преимущественно с ним реагирует вода с образованием NaOH и водорода), затем ректификация. Окончательно сохраняют над молекулярными ситами.
Гидролиз целлюлозы
Картофель и зерно, на переработке которых основывается производство этилового спирта по предварительному способом – весьма ценные пищевые продукты. Поэтому их пытаются заменить непищевого сырья. В связи с этим теперь уже нашел широкое применение способ получения спирта из целлюлозы, которая по своему химическому составу близка к крахмала.
Этот способ основывается на способности целлюлозы (клетчатки) подвергаться гидролизу под воздействием кислот с образованием глюкозы, которую затем сбраживают на спирт с помощью дрожжей. С этой целью отходы дерева (опилки, стружку и т.д.) нагревают в автоклавах с 0,3-0,5%-ной серной кислотой под давлением 7-10 атм. Целлюлоза при этом, подобно крахмала, гидролизует:


(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6

По окончании процесса кислоту нейтрализуют мелом:

H 2 SO 4 + CaCO 3 = CaSO 4 ? + CO 2 ?

Малорастворимых сульфат кальция отфильтровывают, а раствор подвергают брожению, добавив дрожжи. Затем раствор направляют на ректификационные колонки для отгонки спирта.
Полученный таким способом этиловый спирт называют гидролизным. Его применяют только для технических целей, поскольку в нем содержится целый ряд вредных примесей, в частности метиловый спирт, ацетон и т.п.
С одной тонны древесины можно получить до 200 дм 3 спирта. Это означает, что 1 т древесины может заменить 1 т картофеля или 300 кг зерна.
Добыча синтетического спирта
Этот способ основывается на способности этилена при определенных условиях к реакции гидратации, т.е. присоединение воды с образованием этилового спирта. Процесс проводят в специальном контактном аппарате под давлением более 50 атм и температуре 280-300 ° С в присутствии фосфорной кислоты как катализатора.
Этанол

Посмотрите что такое домашние наливки на po-nemnogy.ru.

Похожие статьи:


Этанол h2

Умеренное употребление алкоголя

Умеренное употребление алкоголя — теория «псевдовыборах» или «искусственного ограничения выбора», которая утверждает, что доза, эквивалентная 15-25 г …



Этанол h2

Блинчики горящие

250 г муки, 1,5 стакана молока, 2 яиц, 50 г сахара, на конец ножа соли, 1 / 2 стакана коньяка или спирта, 500 г варенья из земляники или клубники. …


Этанол h2

Acetobacteraceae

Роды Ссылки Acetobacteraceae или уксуснокислые бактерии – семья бактерий, характеризуются возможностью получения энергии за счет окисления этанола до …


Этанол h2

Антисептические средства

Антисептические средства (антисептики) – вещества, вызывающие гибель микроорганизмов и грибков или задерживают их развитие. Механизм действия …



Этанол h2

Спирты

Общая формула одноатомных спиртов Спирты – производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными …


Этанол h2

Ферментация

Ферментация (также брожения или квашения) – окисление молекул для получения энергии при отсутствии кислорода. Эти процессы требуют наличия другого …

mir-prekrasen.net

Спирты — производные углеводородов, в молекулах которых есть одна или несколько гидроксильных групп OH.

Все спирты делятся на одноатомные и многоатомные

Одноатомные спирты

Одноатомные спирты — спирты, у которых имеется одна гидроксильная группа.
Бывают первичные, вторичные и третичные спирты:

— у первичных спиртов гидроксильная группа находится у первого атома углерода, у вторичных — у второго, и т.д.


Спирты

Свойства спиртов, которые являются изомерными, во многом похожи, но в некоторых реакциях они ведут себя по-разному.

Спирт этиловый
Спирт этиловый

Сравнивая относительную молекулярную массу спиртов (Mr) c относительными атомными массами углеводородов, можно заметить, что спирты имеют более высокую температуру кипения. Это объясняется наличием водородной связи между атомом H в группе ОН одной молекулы и атомом O в группе -ОН другой молекулы.

При растворении спирта в воде образуются водородные связи между молекулами спирта и воды. Этим объясняется уменьшение объёма раствора (он всегда будет меньше, чем сумма объёмов воды и спирта по отдельности).

Наиболее ярким представителем химических соединений этого класса является этиловый спирт. Его химическая формула C2H5-OH. Концентрированный этиловый спирт (он же — винный спирт или этанол) получают из разбавленных его растворов путём перегонки; действует опьяняюще, а в больших доза — это сильный яд, который разрушает живые ткани печени и клетки мозга.


Метиловый спирт
Муравьиный спирт (метиловый)

При этом нужно отметить, что этиловый спирт полезен в качестве растворителя, консерванта, средства понижающего температуру замерзания какого-либо препарата. Ещё один не менее известный представитель этого класса — метиловый спирт (его ещё называют — древесный или метанол). В отличии от этанола метанол смертельно опасен даже в самых малых дозах! Сначала он вызывает слепоту, затем просто «убивает»!

Многоатомные спирты

Многоатомные спирты — спирты, имеющие несколько гидроксильных групп OH.
Двухатомными спиртами называются спирты,содержащие две гидроксильные группы (группа ОН); спирты содержащие три гидроксильные группы — трёхатомные спирты. В их молекулах две или три гидроксильные группы никогда не оказываются присоединёнными к одному и тому же атому углерода.

Глицерин
Многоатомный спирт — глицерин

Двухатомные спирты ещё называют гликолями, так как они обладают сладким вкусом, — это характерно для всех многоатомных спиртов


Многоатомные спирты с небольшим числом атомов углерода — это вязкие жидкости, высшие спирты — твёрдые вещества. Многоатомные спирты можно получать теми же синтетическими методами, что и предельные многоатомные спирты.

Получение спиртов

1. Получение этилового спирта (или винный спирт) путём брожения углеводов:

C2H12O6 => C2H5-OH + CO2

Суть брожения заключается в том, что один из простейших сахаров — глюкоза, получаемый в технике из крахмала, под влиянием дрожжевых грибков распадается на этиловый спирт и углекислый газ. Установлено, что процесс брожения вызывают не сами микроорганизмы, а выделяемые ими вещества — зимазы. Для получения этилового спирта обычно используют растительное сырьё, богатое крахмалом: клубни картофеля, хлебные зёрна, зёрна риса и т.д.

2. Гидратация этилена в присутствии серной или фосфорной кислоты

CH2=CH2 + KOH => C2H5-OH

3. При реакции галогеналканов со щёлочью:

Реакция спиртов

4. При реакции окисления алкенов


Реакция спиртов

5. Гидролиз жиров: в этой реакции получается всем известный спирт — глицеринРеакция спиртов

Кстати, глицерин входит в состав многих косметических средств как консервант и как средство, предотвращающее замерзание и высыхание!

Свойства спиртов

1) Горение: Как и большинство органических веществ спирты горят с образованием углекислого газа и воды:

C2H5-OH + 3O2 —>2CO2 + 3H2O

При их горении выделяется много теплоты, которую часто используют в лабораториях (лабораторные горелки). Низшие спирты горят почти бесцветным пламенем, а у высших спиртов пламя имеет желтоватый цвет из-за неполного сгорания углерода.

2) Реакция со щелочными металлами

C2H5-OH + 2Na —> 2C2H5-ONa + H2

При этой реакции выделяется водород и образуется алкоголят натрия. Алкоголяты похожи на соли очень слабой кислоты, а также они легко гидролизуются. Алкоголяты крайне неустойчивы и при действии воды — разлагаются на спирт и щелочь. Отсюда следует вывод, что одноатомные спирты не реагируют со щелочами!

3) Реакция с галогеноводородом
C2H5-OH + HBr —> CH3-CH2-Br + H2O
В этой реакции образуется галогеноалкан (бромэтан и вода). Такая химическая реакция спиртов обусловлена не только атомом водорода в гидроксильной группе, но и всей гидроксильной группой! Но эта реакция обратима: для её протекания нужно использовать водоотнимающее средство, например серную кислоту.

4) Внутримолекулярная дегидратация (в присутствии катализатора H2SO4)

дегидратация спиртов

В этой реакции при действии концентрированной серной кислоты и при нагревании происходит дегидратация спиртов. В процессе реакции образуется непредельный углеводород и вода.
Отщепление атома водорода от спирта может происходить в его же молекуле (то есть происходит перераспределение атомов в молекуле). Эта реакция является межмолекулярной реакцией дегидратации. Например, так:

реакция дегидратации

В процессе реакции происходит образование простого эфира и воды.

5) реакция с карбоновыми кислотами:

реакция с карбоновыми кислотами

Если добавить к спирту карбоновую кислоту, например уксусную, то произойдёт образование простого эфира. Но сложные эфиры менее устойчивы, чем простые эфиры. Если реакция образования простого эфира почти необратима, то образование сложного эфира — обратимый процесс. Сложные эфиры легко подвергаются гидролизу, распадаясь на спирт и карбоновую кислоту.

6) Окисление спиртов.

Кислородом воздуха при обычной температуре спирты не окисляются, но при нагревании в присутствии катализаторов идёт окисление. Примером может служить оксид меди (CuO), марганцовка (KMnO4), хромовая смесь. При действии окислителей получаются различные продукты и зависят от строения исходного спирта. Так, первичные спирты превращаются в альдегиды (реакция А), вторичные — в кетоны (реакция Б), а третичные спирты устойчивы к действию окислителей.

  • — a) для первичных спиртов
    окисление первичных спиртов
  • — б) для вторичных спиртов
    окисление вторичных спиртов
  • — в) третичные спирты оксидом меди не окисляются!

Что касается многоатомных спиртов, то они имеют сладковатый вкус, но некоторые из них ядовиты. Свойства многоатомных спиртов похожи на одноатомные спирты, при этом различие в том, что реакция идёт не по одной к гидроксильной группе, а по нескольким сразу.
Одно из основных отличий — многоатомные спирты легко вступают в реакцию гидроксидом меди. При этом получается прозрачный раствор ярко сине-фиолетового цвета. Именно этой реакцией можно выявлять наличие многоатомного спирта в каком-либо растворе.

Взаимодействуют с азотной кислотой:

Реакция спиртов

С точки зрения практического применения наибольший интерес представляет реакция с азотной кислотой. Образующийся нитроглицерин и динитроэтиленгликоль используют в качестве взрывчатых веществ, а тринитроглицерин — ещё и в медицине, как сосудорасширяющее средство.

Этиленгликоль

Этиленгликоль — типичный представитель многоатомных спиртов. Его химическая формула CH2OH — CH2OH. — двухатомный спирт. Это сладкая жидкость, которая способно отлично растворяться в воде в любых пропорциях. В химических реакциях может участвовать как одна гидроксильная группа (-OH), так и две одновременно.

этиленгликоль
этиленгликоль

Этиленгликоль — его растворы — широко применяются как антиобледенительное средство (антифризы). Раствор этиленгликоля замерзает при температуре -340C, что в холодное время года может заменить воду, например для охлаждения автомобилей.

При всей пользе этиленгликоля нужно учитывать, это это очень сильный яд!

Глицерин

Все мы видели глицерин. Он продаётся в аптеках в тёмных пузырьках и представляет собой вязкую бесцветную жидкость, сладковатую на вкус. Глицерин — это трёхатомный спирт. Он очень хорошо растворим в воде, кипит при температуре 220 0C.

Химические свойства глицерина во многом сходны со свойствами одноатомных спиртов, но глицерин может реагировать с гидроксидами металлов (например, гидроксидом меди Cu(OH)2), при этом образуются глицераты металлов — химические соединения, подобные солям.

Реакция с гидроксидом меди — типовая для глицерина. В процессе химической реакции образуетс ярко-синий раствор глицерата меди

Глицерат меди

Эмульгаторы

Эмульгаторы — это высшие спирты, эфиры и другие сложные химические вещества, которые при смешивании с другими веществами, например жирами, образуют стойкие эмульсии. Кстати, все косметические средства также являются эмульсиями! В качестве эмульгаторов часто используют вещества, представляющие собой искусственный воск (пентол, сорбитанолеат), а также триэтаноламин, лицетин.

Растворители

Растворители — это вещества, используемые в основном для приготовления лаков для волос и ногтей. Они представлены в небольшой номенклатуре, так как большинство таких веществ легко воспламенимо и вредно для организма человека. Наиболее распространённым представителем растворителей является ацетон, а также амилацетат, бутилацетат, изобутилат.

Есть также вещества, называемые разбавители. Они, в основном применяются вместе с растворителями для приготовления различных лаков.

www.kristallikov.net


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *