Этанол

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.
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:

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.
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. При 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.

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