.

Етиловий спирт: характеристика, технології, використання (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
1774 9587
Скачать документ

Реферат

на тему:

Етиловий спирт: характеристика, технології, використання.

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Етиловий спирт

1. Загальна характеристика етилового спирту.

2. Особливості технології етилового спирту.

3. Асортимент лікеро-горілчаних виробів і їхня характеристика

Висновок

Література

Вступ

Спиртами називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або
кілька функціональних гідроксильних груп, з’єднаних з вуглеводним
радикалом.

Вони можуть розглядатися тому як похідні вуглеводнів, у молекулах яких
один або кілька атомів водню замінені на гідроксильні групи.

У залежності від числа гідроксильних груп спирти підрозділяються на одно
-, дво -, триатомні і т.д. Двохатомні спирти часто називають гликолями
за назвою найпростішого представника цієї групи – етиленгликоля (або
просто гликоля).

Спирти, що містять більшу кількість гідроксильних груп, звичайно
поєднують загальною назвою багатоатомні спирти.

Одноатомні Двоатомні Триатомні

СН3 – ОН

Метанол

СН2 – СН2

I I

ОН ОН

Етандіол – 1, 2 (етиленгліколь) СН2 – СН – СН2

І І І

ОН ОН ОН

Пропантріоль – 1, 2, 3 (гліцерин)

По положенню гідроксильної групи спирти поділяються на:

1) первинні – з гідроксильною групою в кінцевої ланки ланцюга вуглецевих
атомів, у якого, крім того, маються два водневих атоми (R-CH2-OH);

2) вторинні, у яких гідроксил приєднаний до вуглецевого атома,
з’єднаному, крім ОН-групи, з одним водневим атомом [R-СН(ОН)-R1];

3) третинні, у яких гідроксил з’єднаний з вуглецем, що не містить
водневих атомів [(R)С-ОН] (R-радикал: СН3, С2Н5 і т. д.)

У залежності від характеру вуглеводного радикала спирти поділяються на
аліфатичні:

1) аліциклічні;

2) ароматичні.

На відміну від галогенпохідних, в ароматичних спиртів гідроксильна група
не зв’язана безпосередньо з атомом вуглецю ароматичного кільця [3].

Ароматичні

СН3СН2ОН

Етанол

Бензиловий спирт

По замісній номенклатурі назви спиртів складають з назви родоначального
вуглеводню з додатком суфікса -ол. Якщо в молекулі кілька гідроксильних
груп, то використовують умножаючу приставку: ди- (етандіол -1,2), три –
(пропантриол-1,2,3) і т.д.

Нумерацію головного ланцюга починають з того кінця, ближче до якого
знаходиться гідроксильна група. По радикально-функціональній
номенклатурі назву роблять від назви вуглеводного радикала, зв’язаного з
гідроксильною групою, з додатком слова спирт.

Структурна ізомерія спиртів визначається ізомерією вуглецевого кістяка й
ізомерією положення гідроксильної групи.

Розглянемо ізомерію на прикладі бутилових спиртів.

У залежності від будівлі вуглецевого кістяка, ізомерами будуть два
спирти – похідні бутану й ізобутану:

СН3

4 3 2 1
3 2 1

СН3 – СН2 – СН2 –СН2 – ОН СН3 – СН – СН2 –
ОН

Бутанол – 1 2
метилпропанол -1 або ізобутиловий спирт

У залежності від положення гідроксильної групи при тім і іншому
вуглецевому кістяку можливі ще два ізомерних спирти:

СН3

1 2 3 4
1

СН3 – СН – СН2 –СН3 Н3С – С – СН3

ОН
ОН

Бутанол -2 2
метилпропанол 2

Число структурних ізомерів у голомологічному рядові спиртів швидко
зростає. Наприклад, на основі бутану існує 4 ізомери, пентану – 8, а
декана – уже 567 [5].

Розділ 1. Етиловий спирт

1.1. Загальна характеристика етилового спирту

Етиловий спирт (етанол) С2Н5ОН – безкольорова рідина, що легко
випаровується. Спирт, що містить 4-5 % води, називають ректифікатом, а
що містить тільки частки відсотка води – абсолютним спиртом. Такий спирт
одержують хімічною обробкою в присутності водовіднімаючих засобів
(наприклад, свіжопрокаленого СаО).

Етиловий спирт – багатотоннажний продукт хімічної промисловості.
Одержують його різними способами. Один з них – спиртове шумування
речовин, що містять цукристі речовини, у присутності ферментів
(наприклад, зимази – ферменту дріжджів):

C6H12O6 зимаза C2H6OH + 2CO2

Такий спирт називають харчовим або винним спиртом.

Етиловий спирт можна одержувати з целюлози, що попередньо гідролізують.
Глюкозу, що утвориться при цьому, піддають надалі спиртовому шумуванню.
Отриманий спирт називають гідролізним.

Як відомо, для одержання етилового спирту існують і синтетичні способи,
такі, як сіркокислі або пряма гідратація етілена:

H2C==CH2 + H2 кат. H3C—CH2OH

Собівартість спирту, отриманого таким способом, набагато дешевше, ніж
приготовленого з харчових продуктів.

Етиловий спирт широко використовують у різних областях промисловості і
насамперед у хімічній. З нього одержують синтетичний каучук, оцтову
кислоту, барвники, есенції, фотоплівку, порох, пластмаси. Спирт є гарним
розчинником і антисептиком. Тому він знаходить застосування в медицині,
парфумерії. У великих кількостях етиловий спирт йде для одержання
спирто-горілчаних виробів.

Етиловий спирт – сильний наркотик. Потрапляючи в організм, він швидко
всмоктується в кров і приводить організм у збуджений стан, при якому
людині важко контролювати своє поводження. Уживання спирту часто є
основною причиною важких шляхово-транспортних аварій, нещасних випадків
на виробництві і побутових злочинах. Спирт викликає важкі захворювання
нервової і серцево-судинної систем, а також шлунково-кишкового тракту.
Спирт небезпечний у будь-якій концентрації (горілка, настойки, вино,
пиво і т.д.).

Етиловий спирт, застосовуваний для технічних цілей, спеціально
забруднюють дурно пахнучими речовинами. Такий спирт називають
денатуратом (для цього спирт підфарбовують, щоб відрізнити його від
чистого спирту).

Хімічні властивості спирту.

Як у всіх кисневмісних з’єднань, хімічні властивості етилового спирту
визначаються, у першу чергу, функціональними групами і, певною мірою,
будівлею радикала.

Характерною рисою гідроксильної групи етилового спирту є рухливість
атома водню, що пояснюється електронною будівлею гідроксильної групи.
Звідси здатність етилового спирту до деяких реакцій заміщення,
наприклад, лужними металами. З іншого боку, має значення і характер
зв’язку вуглецю з киснем. Унаслідок великої електровід’ємності кисню в
порівнянні з вуглецем, зв’язок вуглець-кисень також до деякої міри
поляризовано з частковим позитивним зарядом в атома вуглецю і негативним
– у кисню. Однак, ця поляризація не приводить до дисоціації на іони,
спирти не є електролітами, а являють собою нейтральні з’єднання, що не
змінюють фарбування індикаторів, але вони мають визначений електричний
момент диполя [3,4].

Спирти є амфотерними з’єднаннями, тобто можуть виявляти як властивості
кислот, так і властивості основ.

1.2. Особливості технології етилового спирту

До початку 30-х років 20 століття його одержували винятково зародження
харчової водневмісткої сировини, і при обробки зерна (жито, ячмінь,
кукурудза, овес, просо) . У 30-і по 50-і роки було розроблено кілька
способів синтезу етилового спирту з хімічної сировини наприклад:
лідрування аценальдециду і інші. Осі сучасних способів – односейадисна
(пряма) гідраітація. Етілена (CU2=CU2+H2O -C2H5OH), здійснюється на
фосфорно-кислотному каталізаторі при 280-3000С і 7,2-8,3 Мн/м (72-83
кг/см ). Так, у США в 1976 р. було вироблено близько 800 тис. тонн
этонола, у т.ч. 550 тис. тонн прямій гідротацієй (інше збродження
харчової сировини). В інших країнах (Україна, Франція і ін.) етиловий
спирт одержують також двохетапною (сірко кислотною гідратацією етилена
при : 75-800С і 2,48 Мн/м/24,8 нес/м) этилен взаємодіє з концентрованою
сірчаною кислотою з утворенням суміші моно і діентилеульфатів
[С2Н5OSO2ОН і (С2Н5О)2SO2], що потім гідролізують при 1000С і 0,3-0,4
Мн/м дають етиловий спирт і Н2SO4.

У ряді країн етиловий спирт (ЕС) одержують також збродженням продуктів
гідролізу рослинних матеріалів. Очищення технічних ЕС проводять різними
способами. Харчовий спирт-сирець, звичайно звільняють від домішок
(сивушні олії й ін.) рекитифікацією.

Слінтентичний ЕС очищають від етилового ефіру, ацетальдегіду й ін.
рекитифікацією у присутності лугу і гідруванням у паровій фазі на
нікелевих каталізаторів при 1050С і 0,52 Мн/м (5,2 кгс/см)

Спирт – ректифікат являє собою азеотропну суміш ЕС з водою (95,57%
спирту t кипіння 78,150С). Для багатьох цілей потрібно обезводнений,
Т.Н. абсолютний, ЕС. Останній у промисловості готують, воду у виді
стрункої азеотропної суміші вода-спірит-бензол (спеціальна добавка), а в
лабораторних умов-хімічному зв’язуванням води різними реагентами, окисом
кальцію, металевим кальцієм або магнієм ЕС, призначений для технічних і
побутових цілей, іноді денантурірують.

У природі спирти зустрічаються рідко, частіше – у виді похідних (складні
ефіри й ін.), з яких вони можуть бути отримані. Для одержання спиртів
важливу роль грає органічний синтез. Приведемо деякі способи синтезу
спиртів.

1. Гідратація (приєднання води до алкенам). Реакція проводиться в
присутності каталізаторів. При використанні як каталізатор сірчаної
кислоти (сіркокисла гідратація) реакція йде в двох стадій:

H2C==CH2 + HO—SO2—OH ? H3C—CH2—OSO2—OH

                                                         етил сірчана
кислота

H3C—CH2—OSO2—OH + H2O ? H3C—CH2—OH + H2SO4

                                                           етиловий
спирт

Якщо реакцію гідратації проводити при високій температурі (300 – 350°С)
і тиску в присутності каталізатора (суміші фосфорної до вольфрамового
кислот), то реакція йде в одну стадію. Це метод прямої гідратації. При
одержанні етилового спирту цей метод витиснув сіркокислу гідратацію.
Гідратація алкенів має важливе промислове значення. Цей спосіб дозволяє
одержувати спирти з доступної і дешевої сировини – газів крекінгу. Так,
з 1 т етилену можна одержати 1,4 т спирти. Вперше в нашій країні
етиловий спирт почали одержувати гідратацією етилену з 1952 р. (м.
Сумгаіт).

2. Гідроліз моногалогенопохідних. Реакцію проводять, нагріваючи
галогеналкіли з водою або водним розчином лугів:

C2H6Cl + H2O ? C2H6OH + HC

3. Одержання метанолу із синтезу-газу. Процес йде при 220-300°С і
порівняно невисокому тиску з використанням каталізатора з оксидів міді і
цинку:

кат.

CO + 2H2 ? CH3OH

Із синтезу-газу можна одержувати й інші спирти.

4. Відновлення альдегідів і кетонів. При відновленні альдегідів
утворяться первинні, а при відновленні кетонів – вторинні:

O

            //   2H

H3C — C   ?   H3C — CH2OH

       \ H

оцтовий етиловий

альдегід спирт

2H

H3C — CO — CH3 ? H3C — CH — CH3

                                  |

                                  OH

ацетон ізоппропіловий спирт

5. Спиртове шумування (розщеплення) моносахарідів C6H12O6 під впливом
ферментів:

зимаза

C6H12O6     ?     C2H6OH + 2CO2

Для одержання етилового спирту здавна користуються різними цукристими
речовинами, наприклад, виноградним цукром, або глюкозою, що шляхом
“шумування”, викликуваного дією ферментів (энзимів), вироблюваних
дріжджовими грибками, перетворюється в етиловий спирт.

С6Н12О6 ( 2С2Н5ОН + 2СО2

Глюкоза у вільному виді утримується, наприклад, у виноградному соку, при
шумуванні якого виходить виноградне вино зі змістом спирту від 8 до 16%.

Вихідним продуктом для одержання спирту може служити полісахариди
крохмалю, що утримується, наприклад, у бульбах картоплі, зернах жита,
пшениці, кукурудзи. Для перетворення в цукристі речовини (глюкозу)
крохмаль попередньо піддають гідролізові. Для цього борошно або
здрібнену картоплю заварюють гарячою водою і по охолодженні додають
солод – пророслі, а потім підсушені і розтерті з водою зерна ячменя. У
солоді утримується діастаз (складна суміш ферментів), що діє на процес
оцукрювання крохмалю каталітично. По закінчуванні оцукрювання до
отриманої рідини додають дріжджі, під дією ферменту яких утвориться
спирт. Його відганяють, а потім очищають повторною перегонкою.

В даний час оцукрюванню піддають також інший полісахариди – целюлозу
(клітковину), що утворить головну масу деревини. Для цього целюлозу
піддають гідролізові в присутності кислот (наприклад, деревні
обпилювання при 150 -1700С обробляють 0,1 – 5% сірчаною кислотою під
тиском 0,7 – 1,5 МПа). Отриманий у такий спосіб продукт також містить
глюкозу і зброджується на спирт за допомогою дріжджів. З 5500 т сухих
обпилювань (відходи лісопильного заводу середньої продуктивності за рік)
можна одержати 790 т спирту (вважаючи на 100%-ний). Це дає можливість
заощадити близько 3000 т зерна або 10000 т картоплі [1].

1.3. Асортимент лікеро-горілчаних виробів і їхня характеристика

Напої, що містять етиловий спирт, називають алкогольні. До них
відносяться спирт, горілка, лікеро-горілчані вироби, ром, скроні,
коньяки, виноградні і плодово-ягідні вина.

Промисловість виробляє спирт-сирець, спирт-ректифікат, питний спирт і
спирт денатурат (технічний).

Спирт для харчової промисловості і медицини виробляють із зерна,
картоплі, патоки (технічний – з деревини, соломи, нафтопродуктів).

Технологія:

1) одержання солоду;

2) приготовлений і зброджування солодкого затору;

3) перегонка зрілої бражки;

4) ректифікація зрілого спирту.

У залежності від вихідної сировини і ступеня очищення спирт-ректифікат
поділяють на люкс, екстра, вищого очищення і 1 сорту.

Питний спирт 95% – це суміш спирту-ректифікату вищого очищення,
зм’якшеної води, профільтрована і витримана.

Спирт-ректифікат служить сировиною для виробництва горілок, вин,
лікеро-горілчаних виробів.

Горілка – міцний алкогольний напій, що містить 40-56% спирту. Одержують
зі спирту-ректифікату, зм’якшеної води, фільтрують через активоване
вугілля. Додають: сахарин-пісок, питну соду, оцет, лимонну кислоту, мед,
сіль.

Асортимент горілчаних виробів: 1) Столична 40% – спирт-ректифікат вищого
очищення + цукор; 2) Російська 40% – спирт екстра, вода посиленого
очищення; 3) Городня 40% – спирт-ректифікат, сахарин-пісок, лимонна
кислота; 4) Старий замок 40% – спирт-ректифікат, цукор, хлористий калій;
5) Салют 40% – спирт люкс, аскорбінова кислота; 6) Білі роси 40% –
спирт-ректифікат, цукровий сироп, лимонна киці-лота, сода гашена оцтом;
7) Кристал-100 – на кремнієвій воді; 8) Українська горілка 45% – спирт
вищого очищення + мед.

Вимоги до якості: спирт і горілка повинні бути безбарвні, прозорі, без
домішок, з характерним смаком і запахом без сторонніх.

Розливають у скляні полімерні пляшки, міцність ± 0,2%. Зберігають 1 рік.

Лікеро-горілчані вироби. Ці вироби містять барвні, ароматичні і смакові
речовини, а багато з них і значна кількість цукру. По використовуваній
сировині, змістові спирту і цукру їх підрозділяють на наступні види:
настойки (гіркі і бальзами, гіркі зниженою міцністю, солодкі і
напівсолодкою, напівсолодкі зниженою міцністю), наливки, пунші,
аперитиви, напої десертні, лікери (міцні, десертні, креми).

Для готування лікеро-горілчаних виробів використовують етиловий
спирт-ректифікат різного ступеня очищення, воду зм’якшену, свіжі і
сушені плоди і ягоди, технічне сировина (ароматні трави, листи, бруньки,
квіти, пряності й ін.), цукор, потокові, ефірні олії, есенції, харчові
кислоти і барвники.

Виробництво лікеро-горілчаних виробів складається з наступних процесів:
одержання напівфабрикатів, купажировання (змішування), відстоювання,
фільтрації і розливу. Лікери витримують від 6 місяців до 2 років.

Напівфабрикати виробляють наступні: спиртовані морси, настої і соки,
сиропи й ароматні спирти.

Спиртовані морси і настої одержують дворазовим настоюванням
водно-спиртової рідини міцністю 30-50% на свіжих або сушених плодах,
ягодах, травах, коріннях і т. п.

Спиртовані соки виготовляють зі свіжих плодово-ягідних соків і
спирту-ректифікату вищого очищення (25%).

Ароматні спирти одержують перегонкою спиртованих морсів або настоїв.
Відрізняються вони більш високою міцністю, тонкими смаком і ароматом.
Готують ароматні спирти окремо для кожного виробу.

Сиропи – соки, консервовані цукром. Зміст цукру не менш 67%.

Випускають більш 200 найменувань лікеро-горілчаних виробів.

Горькі настойки готують купажируванням спиртованих настоїв або ароматних
спиртів, спирту-ректифікату, харчових барвників і води.

До гірких настойок відносяться Бальзам ризький чорний, Гірський дубняк,
Зубрівка, Звіробій і ін.. Особливими горілками називають Мисливську,
Петровську, Ювілейну особливу, Старку.

Мисливська горілка має міцність 45%. Виробляють її на ароматному спирті,
настояному на одинадцятьох видах сировини (гвоздиці, імбирі, чорному і
червоному перці, кава і т.д.). Додають 20% білого портвейну і колер.
Колір горілки темно-коричневий, смак і аромат – пряні, округлені
(складні).

Старку готують зі спиртованого настою листів яблунь і груш. Додають
коньяк, білий портвейн, ванілін, колер і цукор. Колір ясно-коричневий,
смак злегка пекучий, аромат складний, переважає коньячний, спирту – 43%.

Петровскую горілку міцністю 40% готують на настої житніх сухарів,
додають коньяк і колер. Вона має колір ясно-коричневий, смак злегка
пекучий, запах житніх сухарів.

Ювілейна особлива горілка містить 40% спирту. У неї додають коньяк, мед
і колер. Колір ясно-коричневий, смак злегка пекучий, запах округлений, з
відтінком меду.

Горькі настойки зі зниженою міцністю відрізняються більш м’яким смаком і
приємним ароматом. До них відносяться Ароматна, Апельсинова, Смарагдова,
Осіння, Прозора, Золотава, Волзька.

Лікери відрізняються від інших виробів більш грузлою консистенцією. Їх
витримують у дубових бочках від 6 місяців до 2 років, при цьому смак і
аромат лікерів стають більш м’якими і ніжними. По змісту спирту і цукру
лікери підрозділяють на міцні, десертні і креми.

Міцні лікери одержують купажируванням спиртованих настоїв і ароматних
спиртів, приготовлених на технічній сировині (травах, коріннях,
пряностях і ін.), ефірних олій, спирту-ректифікату вищого очищення,
цукрового сиропу, харчових кислот, барвників і води.

До міцних лікерів відносяться Шартрц, Бенедиктин, Ганусовий, М’ятний,
Південний, Апельсиновий і ін.

Десертні лікери найбільш поширені. Вони містять спирту менше, ніж міцні
лікери.

До десертних лікерів відносяться Ванільний, Дружній, Мандариновий,
Мигдальний, Новорічний і ін.

Кавовий лікер міцністю 30% виготовляють з настою й ароматного спирту
кава, мигдальної есенції і ваніліну. Колір темно-коричневий, смак
солодкий, з гіркотою кави, аромат кава.

Висновок

У висновку хотілося б сказати що в даний час знаходиться широке
застосування спиртів. На багатьох виробництвах спирти застосовуються як
розчинники. У хімічній промисловості вони використовуються для різних
синтезів. Метиловий спирт у великих кількостях йде на одержання
формальдегіду, використовуваного у виробництві пластмас оцтової кислоти
й інших органічних речовин. В даний час розробляється багато нових
технологічних процесів на основі використання метилового спирту як
вихідного продукту, тому значення його в промисловому виробництві
потрібних народному господарству, речовин і матеріалів буде усе більш
зростати.

Перспективним вважається використання метилового спирту як моторне
паливо, тому що добавка його до бензину підвищує октанове число пальної
суміші і знижує утворення шкідливих речовин у вихлопних газах.

Етиловий спирт у великих кількостях йде на виробництво синтетичного
каучуку. Окислюванням спирту одержують харчову оцтову кислоту. Шляхом
його дігідрації готують діетиловий (медичний) ефір, із взаємодією з
хлорводню одержують хлоретан, для місцевої анестозії. Спирт
застосовується при виготовленні багатьох лік. У парфумерії він йде на
виготовлення парфумів і одеколону.

Але також спирти можуть впливати на організм. Особливо отрутний
метиловий спирт: 5 -10 мл спирту викликають сліпоту і сильне отруєння
організму, а 30 мл можуть привести до смертельного результату.

Етиловий спирт – наркотик. При прийомі усередину він унаслідок високої
розчинності швидко всмоктується в кров і збуджуючи діє на організм. Під
впливом спиртного в людини слабшає увага, загальмовується реакція,
порушується координація, з’являється розв’язність, брутальність у
поводженні і т.д. Усе це робить його неприємним і неприйнятним для
суспільства. Але наслідку вживання алкоголю можуть бути і більш
глибокими. При частому споживанні з’являється звикання, пагубна
пристрасть до нього і зрештою важке захворювання – алкоголізм.

Спиртом уражаються слизуваті оболонки шлунково-кишкового тракту, що може
вести до виникнення гастриту, виразкової хвороби шлунка, дванадцятипалої
кишки. Печінка, де повинна відбуватися руйнування спирту, не
справляючись з навантаженням, починає перероджуватися, у результаті
виникає цироз. Проникаючи в головний мозок, спирт отруючи діє на нервові
клітки, що виявляється в порушенні свідомості, мови, розумових
здібностей, у появі психічних розладів і веде до деградації особистості.

Особливо небезпечний алкоголь для молодих людей, тому що в зростаючому
організмі інтенсивно протікають процеси обміну речовин, а вони особливо
чуттєві до токсичного впливу. Тому в молоді швидше, ніж у дорослих, може
з’явитися алкоголізм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виноградов Н.А., Качаев А.К. Алкоголизм, проблема, борьба. – М.,
Знание, 1971, вып. 1, с 3-13

2. Лившиц С.М., Яворский А.А. Социальные и клинические проблемы
алкоголизма. Киев: Здоров’я, 1975. – с. 12-31

3. Последствия алкогольной интоксикации для потомства /М.: Наука, 1989.
– 3-10

4. Алкоголизм (руководство для врачей)/Под ред. Г.В. Морозова, В.Е.
Рожнова, Э.А. Бабаяна. – М., Медицина, 1983, стр. 3-10

5. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1978. – 720 с.

6. Джатдоева М.Р. Теоретические основы прогрессивных технологий.
Химический раздел. – Ессентуки: ЕГИЭиМ, 1998. – 78 с.

7. Зурабян С.Э., Колесник Ю.А., Кост А.А. Органическая химия: Учебник. –
М.: Медицина, 1989. – 432 с.

8. Метлин Ю.Г., Третьяков Ю.Д. Основы общей химии. – М.: Просвещение,
1980. – 157 с.

9. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. – М.:
Химия, 1974. – 624 с

PAGE

ОН

СН2ОН

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020