Вход

Спирт

Реферат по химии
Дата добавления: 20 апреля 2010
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 520 кб (архив zip, 42 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать

Содержание

Глава 2 Получение………………………………………………………………...8

2.1 Брожение…………………………………………………………………8

2.1.1 Промышленное производство спирта из биологического сырья..8

2.1.2 Гидролизное производство…………………………………………9

2.2 Гидратация этилена……………………………………………………...9

2.3 Очистка этанола………………………………………………………...10

2.4 Абсолютный спирт……………………………………………………..10

Глава 3 Свойства…………………………………………………………………11

3.1 Химические свойства…………………………………………………..12

Глава 4 Виды и марки этанола………………………………………………….13























Глава 2 Получение

В зависимости от использования сырья спирт бывает:

  • 1 сорт

  • высшей очистки

  • базис

  • Экстра

  • Люкс

  • Альфа

Для повышения содержания алкоголя в напитке рекомендуется использовать спирт следующих категорий: высшей очистки, базис, Экстра, Люкс, Альфа.

Существует 2 основных способа получения этанола — микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена).

2.1 Брожение

Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника сахар-сырец и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:

C6H12O6 ? 2C2H5OH + 2CO2

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

2.1.1 Промышленное производство спирта из биологического сырья

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

  • Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т.п.

  • Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем — глюкамилаза, амилосубтилин.

  • Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в бражке спирта.

  • Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»).

Отходами бродильного производства являются углекислый газ, барда, эфиро-альдегидная фракция, сивушный спирт и сивушные масла.

Спирт, поступающий из брагоректификационной установки (БРУ) не является безводным, содержание этанола в нем до 96,6 %. В зависимости от содержания в нем посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:

  • 1 сорт

  • высшей очистки

  • базис

  • Экстра

  • Люкс

  • Альфа

Производительность современного спиртового завода около 30000—100000 литров безводного спирта в сутки.

2.1.2 Гидролизное производство

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.

2.2 Гидратация этилена

В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:

        • прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа, в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест: CH2=CH2 + H2O ? C2H5OH

        • гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты, с последующим его гидролизом (при температуре 80—90 °С и давлении 3,5 МПа):

CH2=CH2 + H2SO4 ? CH3-CH2-OSO2OH (этилсерная кислота)

CH3-CH2-OSO2OH + H2O ? C2H5OH + H2SO4

Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.

2.3 Очистка этанола

Этанол, полученный путём гидратации этилена или брожением, представляет собой водно-спиртовую смесь, содержащую примеси. Для его промышленного, пищевого и фармакопейного применения необходима очистка. Фракционная перегонка позволяет получить этанол с концентрацией около 95.6% мас.; эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит 4.4% воды (мас.) и имеет температуру кипения 78,15°C.

Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).

2.4 Абсолютный спирт

Абсолютный спирт — этиловый спирт, практически не содержащий воды. Кипение — при температуре 78,39°C в то время как спирт-ректификат, содержащий не менее 4,43% воды, кипит при температуре 78,15°C. Получают перегонкой водного спирта, содержащего бензол, и другими способами.



Глава 3 Свойства

Этаномл (этимловый спирт, метилкарбиномл, вимнный спирт, гидроксимд пентагидродикарбомния, часто в просторечии просто «спирт» или алкогомль) — C2H5OH   или   CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. Согласно действующему ГОСТ 5964–93, этиловый спирт — легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость с характерным запахом. Согласно устаревшему ГОСТ от 1972 года, этиловый спирт — это легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость с характерным запахом, относится к сильнодействующим наркотикам, вызывающим сначала возбуждение, а затем угнетение активности нервной системы (ГОСТ 18300 — 72 п. 5.1.).

Действующий компонент алкогольных напитков. Растворяется в воде в любых количествах.

Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95,57% спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться, начиная с 3— 4-ой значащей цифры.

Свойства этанола

Молекулярная масса

46,069 а.е.м.

Температура плавления

?114,15°C

Температура кипения

78,15°C

Критическая точка

241°C (при давлении 6,3 МПа)

Растворимость

смешивается с бензолом, водой, глицерином, диэтиловым эфиром, ацетоном, метанолом, уксусной кислотой, хлороформом

Показатель преломления

1,3611

(температурный коэффициент показателя преломления 4,0·10?4, справедлив в интервале температур 10—30°C)

Стандартная энтальпия образования ДH

?234,8 кДж/моль (г) (при 298 К)

Стандартная энтропия образования S

281,38 Дж/моль·K (г) (при 298 К)

Стандартная мольная теплоёмкость Cp

1,197 Дж/моль·K (г) (при 298 К)

Энтальпия плавления ДHпл

4,81 кДж/моль

Энтальпия кипения ДHкип

839,3 кДж/моль



Плотность этанола при разных температурах

Температура, °C

0

10

20

30

40

50

60

с, г/смі

0,8062

0,7979

0,7893

0,7810

0,7722

0,7632

0,7541


Плотность водных растворов этанола при 20 °C

Массовое содержание C2H5OH, %

1

2

4

6

8

10

12

14

16

с, г/смі

0,99636

0,99453

0,99103

0,98780

0,98478

0,98187

0,97910

0,97643

0,97387

Массовое содержание C2H5OH, %

18

20

22

24

26

28

30

35

40

с, г/смі

0,97129

0,96864

0,96592

0,96312

0,96020

0,95710

0,95382

0,94494

0,93518


Показатель преломления водных растворов этанола при 20 °C

Массовое содержание C2H5OH, %

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

nD20

1,3396

1,3470

1,3535

1,3580

1,3612

1,3633

1,3646

1,3649

1,3642

1,3613


Поверхностное натяжение этанола

Температура, °C

0

10

20

30

40

50

60

у, Н/м

2,405·10?2

2,314·10?2

2,203·10?2

2,148·10?2

2,020·10?2

1,980·10?2

1,843·10?2


Температура кипения этанола при давлениях ниже атмосферного

Давление, кПа (мм. рт. ст.)

0,133(1)

0,667(5)

1,333(10)

2,666(20)

5,333(40)

Tкип, °C

?31,3

?12,0

?2,3

8,0

19,0

Давление, кПа (мм. рт. ст.)

7,999(60)

13,333(100)

26,66(200)

53,33(400)

101,32(760)

Tкип, °C

26,0

34,9

48,4

63,5

78,4

Смесь 96 % спирта и 4 % воды (95,57 % этанола + 4.43 % воды) является азеотропной — т. е. не разделяется при перегонке.

3.1 Химические свойства

Взаимодействует со щелочными металлами с образованием этилатов (или в общем случае — алкоголятов) и водорода.

Глава 4 Виды и марки этанола

Ректификат (точнее, спирт-ректификат) — это очищенный путем ректификации этиловый спирт, содержит 95,57 %, химическая формула C2H5OH.

Промышленные образцы этилового спирта

В России промышленно производятся три разновидности этилового спирта (ЭС):

  • из пищевого сырья, синтетический и гидролизный. Для производства водок на ликеро-водочных заводах используют ЭС, получаемый путем ректификации спирта-сырца из пищевого сырья нескольких степеней очистки;

  • спирт ректификованный высшей очистки;

  • спирты "Экстра" и "Люкс".

ЭС высшей очистки, широко применяемый и в медицинских целях, обычно вырабатывают из смеси зерна и картофеля, реже - из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы (густая вязкая жидкость, остающаяся после выделения сахара из свеклы или тростника) или только из мелассы. Для получения спиртов "Экстра" и "Люкс" используют только кондиционное зерно.

ЭС синтетический, получаемый методами прямой или сернокислотной гидратации этилена, по степени очистки подразделяется на очищенный и технический. Разработаны технологии производства высокоочищенных сортов этого спирта. Синтетический ЭС в два раза дешевле гидролизного и в шесть раз - спирта из пищевого сырья и поэтому широко используется в народном хозяйстве.

Гидролизный спирт, или ЭС ректификованный технический, производится в небольших количествах на сульфитно-спиртовых заводах целлюлозо-бумажных комбинатов (и только в России). Получают его путем сбраживания сахаров, образующихся после гидролиза целлюлозы. Наиболее распространенные технические сорта гидролизного, и, особенно, синтетического ЭС обладают неприятным и даже отвратительным запахом и вкусом. Высокоочищенные сорта синтетического и гидролизного ЭС по своим химико-техническим и органолептическим показателям не отличаются от спирта из пищевого сырья.

Все ЭС, включая наиболее очищенные, содержат примеси. Методом газовой хроматографии в пищевом ЭС высшей очистки и "Экстра" обнаруживаются: альдегиды и кетоны (уксусный, пропионовый, муравьиный, масляный, кротоновый альдегиды, акролеин, диацетил, ацетон); эфиры (уксуснометиловый, уксусноэтиловый, масляноэтиловый, диэтиловый, пропионометиловый, пропионоэтиловый, изомасляноизобутиловый); спирты (изопропиловый, пропиловый, изобутиловый, бутиловый, амиловый, изоамиловый, вторичный бутилкарбинол, метиловый, гексиловый, гептиловый, вторичный и третичный бутиловый, пентанол-2); кислоты (уксусная, масляная, изомасляная, валериановая, изовалериановая, пропионовая); амины (метиламин, диметиламин, триметиламин, этиламин, диэтиламин, триэтиламин) и ряд других неидентифицированных примесей. Синтетический и гидролизный ЭС, помимо этого, могут содержать сернистые соединения, щелочи, фурфурол и другие примеси. Многие из этих примесей присутствуют в ЭС в количествах, не оказывающих влияния на их органолептические свойства и токсический потенциал. Содержание некоторых из них, наиболее токсичных или сообщающих ЭС неприятный вкус и запах, строго регламентируется. К числу таких нормируемых веществ относятся альдегиды, сивушное масло, эфиры и метиловый спирт.

В соответствии с ГОСТами содержание альдегида в пересчете на уксусный в безводном ЭС высшей очистки и "Экстра", используемых для производства водок, не должно превышать, соответственно, 8 и 3 мг/л, в синтетическом ЭС техническом и очищенном - 7830 и 391 мг/л, в гидролизном ЭС II сорта и высшего сорта - 10 и 4 мг/л, в спирте-сырце из зерна и картофеля - 300 мг/л. В некоторых ректификованных спиртах зарубежного производства, предназначенных для производства алкогольных напитков, уровень альдегида составляет 40 - 160 мг/л.


© Рефератбанк, 2002 - 2017