Як отримати спирт?

Є багато способів отримання харчових та технічних спиртів. Ці способи умовно можна розділити на дві групи - хімічні та біохімічні. При цьому за допомогою перших виробляються синтетичні спирти (технічні), а за допомогою других - біоспірти (харчові).

Як отримати спирт методом бродіння

Винний або етиловий спирт можна отримати різними хімічними і біохімічними способами. Найстарішим і поширеним методом є алкогольне бродіння з наступною дегідратацією (видаленням води).

Досить складним є отримання етилового спирту шляхом бродіння, в якому беруть участь дріжджі. Встановлено, що бродіння провокують не власними дріжджі, а виділяються ними специфічні речовини - зимази. В процесі бродіння глюкоза З₆Н₁₂Про₆перетвориться в спирт і вуглекислоту за наступним рівнянням:

З₆Н₁₂Про₆- 2СО₂ + 2С₂Н₅ВІН + енергія

де СО₂- вуглекислий газ, а З₂Н₅ВІН - етиловий спирт.

Спиртовому бродінню може піддаватися не тільки глюкоза, а й інших цукристих речовин, що містяться в природі в якості рослинних компонентів (наприклад, в соку). З чого отримують спирт в цьому випадку? З картоплі, буряка, зерна пшениці, вівса, рису і т. П.

Якщо при отриманні спирту використовується сировина, багате крохмалем, то воно спочатку має піддатися оцукрюванню - перетворенню крохмалю в цукор під дією певних ферментів. При цьому відбувається реакція за такою формулою:

(З₆Н₁₀Про₅)_n + NН₂Про + ФЕРМЕНТ - nС₆Н₁₂Про₆

де (С₆Н₁₀Про₅)_n - крохмаль.

Після перетворення крохмалю в цукор далі отримати етиловий спирт з глюкози вже набагато легше. Якщо при отриманні спирту використовується цукровмісних сировину, то процес зводиться до зброджування підверненого обробці сахаристого соку.

Перебродило сировину переганяють завдяки процесу ректифікації. Для цього алкогольної рідини нагрівають (доводять до кипіння). При кипінні спирт випаровується і потрапляє в колону ректифікації, а потім в дефлегматор. У дефлегматоре пари стикаються з охолодженої поверхнею, конденсуються, стікаючи в ємність, і утворюють рідкий спирт.

гідратація етилену

Спирт може бути отриманий з етилену (газу) в присутності концентрованої сильної кислоти (фосфорної, сірчаної). Процес проводять в автоклаві. Сіркокислі гідратація відбувається за такою схемою:

З₂Н₄ + H₂SO₄ - З₂Н₅Про₂-SO₂
Н₃З-СН₂-О SO₂ВІН + Н-О-Н - Н₃З-СН₂-ВІН + Н₂SO₄

Сумарне рівняння таке:

Н₂С = СН₂ + Н₂Про - Н₃З-СН₂-ВІН (в присутності сірчаної кислоти H₂SO₄)

Інші способи отримання спиртів

Як отримати спирт з алкана (його галоген-похідного)? Тут необхідна реакція, яка відбувається за типом гідролізу. В результаті утворюється етиловий спирт і сіль - хлорид натрію:

З₂Н₅СІ + NaOH - З₂Н₅OH + NaСl

Щоб отримати спирт з кетонів або альдегідів, потрібно провести реакцію етінілірованія цих сполук (інша назва - реакція Фаворського). При цьому в реакцію вступають кетони, Алкіни і альдегіди (частіше це формальдегід) в основному середовищі (наприклад, в КОН). Реакція відбувається за такою схемою:

RCequiv-CH + CH₂O - RCequiv-C-CH₂OH
HCequiv-CH + 2CR₂O - HOCR₂-Cequiv-C-CR₂OH

де R - радикал С_nН_{2n + 1}

Як отримати спирт з ефіру шляхом гідролізу? Варто знати, що сам по собі гідроліз - це хімічний процес, при якому під впливом води відбувається розпад (розкладання) вихідних речовин з утворенням нових з`єднань. Гідроліз ефірів з утворенням спиртів відбувається згідно з наступним рівнянням:

RO-OR + NaOH - RO-ONa + HO-R

де:

R - радикал С_nН_{2n + 1}
R - радикал С_nН_{n + 2}
RO-OR - ефір
NaOH - гідроксид натрію
RO-ONa - карбоксилат натрію
HO-R - спирт

З оцтової кислоти отримати спирт можна декількома способами.

Гідрування кислоти: СН₃СООН + 2Н₂- Н₂Про + З₂Н₅ВІН (процес відбувається в присутності нікелю або платини)
Відновлення похідних оцтової кислоти (або інших карбонових кислот): СН₃СООН + С₂Н₅ВІН - CH₃-CO-O-C₂H₅ + Н₂О (в присутності сірчаної кислоти утворюється складний ефір - етилацетат). CH₃-CO-O-C₂H₅+ Na [C₂H₅OH] - З₂Н₅ВІН + С₂Н₅ОNa
Безпосереднє відновлення оцтової або інших кислот до отримання спирту можливо при реакції з алюмогідрідом літію. Ось остаточне рівняння процесу: 4CH₃-COOH + LiAlH₄ - 4CH₃-CH₂-OH + Al (OH)₃ + LiOH

Описаними методами (з алканів, кислот, кетонів, альдегідів та інших вихідних речовин) отримують технічний спирт. Харчовий спирт з різного сировини отримують лише методом бродіння.