Домашние задания: Химия

Выберите все вещества, из которых можно получить этанол путём действия восстановителя.

Ацетальдегид, уксусная кислота, этилацетат
Денис Анисимов
Денис Анисимов
1 578
Лучший ответ
водочный король?

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

Брожение
См. также: Биоэтанол § 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 результат можно выразить уравнением:

C6 H 12 O 6 ⟶ 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2
{\displaystyle {\ce {C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2}}}.
Раствор, получаемый в результате брожения, содержит не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи нежизнеспособны. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путём дистилляции.

Для получения этанола данным способом наиболее часто используют различные штаммы дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae, в качестве питательной среды предварительно обработанные древесные опилки и/или раствор, полученный из них.

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

Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы, яблок и т. п.
Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путём — глюкамилаза, амилосубтилин.
Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в браге спирта.
Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах.
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 нём не более 95,6 %. В зависимости от содержания в нём посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:

Альфа;
Люкс;
Экстра;
базис;
высшей очистки;
1-й сорт.
Производительность современного спиртового завода составляет около 30 000—100 000 литров спирта в сутки.

Гидролизное производство
Основная статья: Гидролизный спирт
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.

Гидратация этилена
В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию проводят 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:
CH 2 = CH 2 + H 2 O ⟶ C 2 H 5 OH
{\displaystyle {\ce {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):
CH 2 = CH 2 + H 2 SO 4 ⟶ CH 3 CH 2 OSO 2 OH
{\displaystyle {\ce {CH2=CH2 + H2SO4 -> CH3CH2OSO2OH}}},
CH 3 CH 2 OSO 2 OH + H 2 O ⟶ CH 3 CH 2 OH + H 2 SO 4
{\displaystyle {\ce {CH3CH2OSO2OH + H2O -> CH3CH2OH + H2SO4}}}.
Эта реакция сопровождается параллельной нежелательной реакцией образования диэтилового эфира.
Где пиво