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乙醇的多种用途和工业制法


化学家 / 2018-05-07

    乙醇的用途乙醇在医药和工业上有广泛的应用,其中最基本的有:

    1.燃料由于乙醇具有可燃性,燃烧时能放出大量的热,所以常用作燃料.我们做化学实验时用的酒精灯和喷灯便是用乙醇作燃料的,它还可以代替汽油作为内燃机的燃料的一部分.

    2.溶剂多种物质能够溶解在乙醇里,所以乙醇也是种常用的有机溶剂.医药中的“酊”剂,如碘酊和樟脑酊便是碘和樟脑的酒精溶液.

    3.消毒防腐剂乙醇能使蛋白质凝固,可以使生物细胞因蛋白质凝固而死亡,因此常用乙醇来杀死细菌,达到消毒和防腐的目的.

    4.有机合成原料乙醇在有机合成工业上是个重要的原料,象合成橡胶、合成纤维、塑料、油漆、染料、农药、香精等

等的制造,都少不了它.尤其在合成橡胶工业上,乙醇的用途更大.

乙醇

    乙醇的工业制法  乙醇的主要制法有二:

    1.发酵法这是在工业上普遍用的方法.在前面(11)学习制取沼气时,曾经介绍过发酵法.

     分析沼气的形成过程,可以知道,所谓发酵是较复杂的有机化合物(如粪便、垃圾和杂草中所含的纤维素),由于细菌的作用,分解为简单化合物(如C)的过程.经过研究证明,细菌在这里起的是催化作用,催化剂是含在这种微生物细胞的细胞液里的一种有机物质,叫做酶或酵素.

    乙醇的制取,同样可以采用发酵法.但原料和酶都跟制取沼气的不同.乙醇制取的原理如下:

    将葡萄之类的水果,放在杯子里捣碎,露置在空气中,让空气中的酵母菌落到杯子里的液汁里面去.经过一些时候,液汁中所含的葡萄糖和果糖,由于酵母菌细胞液里的酒化酶的催化作用,使糖发酵,经过一系列的化学变化,转变成乙醇,结果就可以制得葡萄酒或别的水果酒.这一系列的反应便是发酵法制乙醇的化学原理,可以概括地用下面的化学方程式表示:

C6H12O6=酒化酶=2C2H5OH+2CO2↑

    利用糖类发酵制取乙醇的方法,可以实验如下:

    装置如图2-8.取食用白糖使溶解于水成为糖溶液,每100毫升的水约溶入20克的糖.把糖溶液注入烧瓶里。

    取3~4克酒曲(酒药),放在研钵里和水磨细成浆状,加入糖溶液中。

    用带有导管的塞子塞紧瓶子,导管和U形管相连,U形管里盛放澄清的石灰水,所盛量以略高于管弯为度U形管的另一端和装有碱石灰的干燥管相连.

    把烧瓶放在水浴上加热②,约达30~85"C时烧瓶里就有反应发生,同时放出气体,使U形管里的石灰水逐渐变为浑浊,证明放出的是二氧化碳.U形管上装接碱石灰管的目的,便是为了证明石灰水之所以变为浑浊是由于发酵时有二氧化碳放出,而不是由于空气中的二氧化碳进入之故,因为空气在进入U形管中的石灰水时,它所含有的二氧化碳早已被碱石灰所吸收掉了。

    把全部装置放在温暖的地方静置数日后,二氧化碳不再发生,发酵已经完毕.把烧瓶卸下,换接上冷凝器器,加热蒸馏,收集75~85C的馏出液,馏出液具有酒香,证明馏液中有酒精存在。

    工业上制取酒精,是采用含有多量淀粉的糯米、高粱、玉蜀黍和山芓等作为原料,先使淀粉转化为葡萄糖,再由葡萄糖发酵成为乙醇.酿造的程序是先把原料处理干净,经过蒸煮,使淀粉成为糊状,然后加入酒曲.酒曲里含有使淀粉转化为成为糊状,然后加入酒曲.葡萄糖的淀粉酶(从麦芽中取得的菌类的细胞液)和使发酵成乙醇的酒化酶(酵母菌的细胞液).这些菌类在适当的温度和湿度下迅速繁殖,淀粉酶和酒化酶不断增加,就促使原料中的淀粉发酵成乙醇.

    这样所得的乙醇是含有杂质的混和液体,必须经过一再蒸馏,才能得到95%的工业酒精.如果要制得99%的无水乙醇(也叫做绝对酒精),还需用新煅烧的生石灰处理,再加热蒸馏.因为生石灰具有吸水性而又不跟乙醇起反应,所以能把最后一部分的水,几乎全都除去。


①目的在于增加酵母在糖溶液中的接触,使发酵得更快和更完全.

②在较大的烧杯中盛清水,把烧瓶放在水里,然后加热烧杯中的水水这叫间接加热:叫做在水浴上加热。


    含有淀粉的物质多数是我们用作主食品的粮食,于是人们考虑用其他物质来作为制取乙醇的原料.经过研究,发现废木材、木屑和稻草、麦杆等农副产品,它们所含的纤维素,组成上跟淀粉一样,因此也可以变成糖,再发酵为乙醇.还有些野生植物,如葛根也含有大量淀粉,同样可以用来制取乙醇.怎样更好地利用自然物质,为社会创造财富,从而提高人民生活,正是化学科学的主要任务。

   2.合成法随着近代有机合成工业的发展,利用石油加工工业的炼油气中所含的大量乙烯烯,在催化剂硫酸作用下跟水加成为乙醇:

        CH2=CH2+HOH=H2SO4=CH3-CH2OH

这就是合成法制乙醇的原理.

 


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