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
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

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