Bạn có muốn biết etanol là gì?

CÙNG DUNG MÔI HÓA CHẤT THIÊN PHƯỚC TÌM HIỂU DUNG MÔI ETHANOL LÀ GÌ ?

1. Etanol là gì ?

Dung môi Etanol còn được xem như là rượu êtylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn. Etanol là một hợp chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng đẳng của rượu metylic, dễ cháy, không màu. Trong cách nói dân dã, thông thường nó được nhắc đến một cách đơn giản là rượu.

Etanol là một ancol mạch thẳng, công thức hóa học của nó là C₂H₆O hay C₂H₅OH. Một công thức thay thế khác là CH₃-CH₂-OH thể hiện carbon ở nhóm metyl (CH₃–) liên kết với carbon ở nhóm metylen (–CH₂–), nhóm này lại liên kết với oxy của nhóm hydroxyl (–OH). Nó là đồng phân hoá học của đimetyl ête. Etanol thường được viết tắt là EtOH, sử dụng cách ký hiệu hoá học thường dùng đại diện cho nhóm êtyl (C₂H₅) là Et.

Bây giờ bạn đã biết etanol la gi chưa?

2.Cách điều chế etanol là gì?

Cồn Etanol được sản xuất bằng công nghiệp hóa dầu, thông qua công nghệ hydrat hóa ethylene và phương pháp sinh học, bằng cách lên men đường hay ngũ cốc với men rượu.

a. Hydrat hóa ethylene

- Ethanol được sử dụng như là nguyên liệu công nghiệp và thông thường nó được sản xuất từ các nguyên liệu dầu mỏ, chủ yếu là thông qua phương pháp hydrat hóa ethylene bằng xúc tác acid. Cho ethylene hợp nước ở 300 độC, áp suất 70-80 atm với chất xúc tác là acid wolframic hoặc acidphosphoric:

H2C=CH2+ H2O→CH3CH2OH

- Chất xúc tác thông thường là acid phosphoric, được hút bám trong các chất có độ xốp cao chẳng hạn như điatamit (đất chứa tảo cát) hay than củi; chất xúc tác này đã lần đầu tiên được công ty dầu mỏ Shell sử dụng để sản xuất ethanol ở mức độ công nghiệp năm1947. Các chất xúc tác rắn, chủ yếu là các loại oxit kim loại khác nhau, cũng được đề cập tới trong các sách vở hóa học.

-Trong công nghệ cũ, lần đầu tiên được tiến hành ở mức độ công nghiệp vào năm 1930 bởi Union Carbide, nhưng ngày nay gần như đã bị loại bỏ thì ethylen đầu tiên được hyđrat hóa gián tiếp bằng phản ứng của nó với acid sulfric đậm đặc để tạo ra ethyl sulfat, sau đó chất này được thủy phân để tạo thành etanol và tái tạo axít sulfuric:

H2C=CH2+ H2SO4→ CH3CH2OSO3H

CH3CH2OSO3H + H2O→CH3CH2OH + H2SO4

- Cồn Ethanol để sử dụng công nghiệp thông thường là không phù hợp với mục đích làm đồ uống cho con người do nó có chứa một lượng nhỏ các chất có thể là độc hại (chẳng hạn methanol) hay khó chịu (chẳng hạn denatonium- C21H29N2O•C7H5O2-là một chất rất đắng, gây tê).

Công nghệ sản xuất etanol bằng phương pháp Hydrat hóa ethylene

b. Lên men

- Cồn Etanol để sử dụng trong đồ uống chứa cồn cũng như phần lớn Etanol sử dụng làm nhiên liệu, được sản xuất bằng cách lên men: khi một số loài men rượu nhất định chuyển hóa đường trong điều kiện không có oxy (gọi là yếm khí), chúng sản xuất ra ethanol và cacbon dioxit CO2. Phản ứng hóa học tổng quát có thể viết như sau:

C6H12O6→ 2 CH3CH2OH+ 2 CO2

- Quá trình nuôi cấy men rượu theo các điều kiện để sản xuất rượu được gọi là ủ rượu. Men rượu có thể phát triển trong sự hiện diện của khoảng 20% rượu, nhưng nồng độ của rượu trong các sản phẩm cuối cùng có thể tăng lên nhờ chưng cất.

- Để sản xuất dung môi Etanol từ các nguyên liệu chứa tinh bột như hạt ngũ cốc thì tinh bột đầu tiên phải được chuyển hóa thành đường. Trong việc ủ men bia, theo truyền thống nó được tạo ra bằng cách cho hạt nảy mầm hay ủ mạch nha. Trong quá trình nảy mầm, hạt tạo ra các enzym có chức năng phá vỡ tinh bột để tạo ra đường. Để sản xuất ethanol làm nhiên liệu, quá trình thủy phân này của tinh bột thành glucoza được thực hiện nhanh chóng hơn bằng cách xử lý hạt với acid sulfuric loãng, enzym nấm amylas, hay là tổ hợp của cả hai phương pháp.

- Về tiềm năng, glucoza để lên men thành Ethanol có thể thu được từ cenluloza.Việc thực hiện công nghệ này có thể giúp chuyển hóa một loại các phế thải và phụ phẩm nông nghiệp chứa nhiều xenluloza, chẳng hạn lõi ngô, rơm rạ hay mùn cưa thành các nguồn năng lượng tái sinh.Cho đến gần đây thì giá thành của các enzym cellulas có thể thủy phân cenluloza là rất cao. Hãng Iogen ở Canada đã đưa vào vận hành xí nghiệp sản xuất ethanol trên cơ sở cenluloza đầu tiên vào năm 2004.

+ Phản ứng thủy phân cellulose gồm các bước:

Bước 1, thủy phân xenluloza thànhmantoza dưới tácdụng của men amylaza.

(C6H10O5)n-> C12H22O11

Bước 2, thủy phân tiếp mantoza thành glucoza hoặc fructoza dưới tác dụng của menmantaza.

C12H22O11 -> C6H12O6

Bước 3, phản ứng lên men rượu có xúc tác là men zima.

C6H12O6 -> 2 C2H5OH+2 CO2

- Với giá dầu mỏ tương tự như các mức giá của những năm thập niên 1990 thì công nghệ hyđrat hóa êtylen là kinh tế một cách đáng kể hơn so với công nghệ lên men để sản xuất ethanol tinh khiết. Sự tăng cao của giá dầu mỏ trong thời gian gần đây, cùng với sự không ổn định trong giá cả nông phẩm theo từng năm đã làm cho việc dự báo giá thành sản xuất tương đối của công nghệ lên men và công nghệ hóa dầu là rất khó.

Công nghệ sản xuất etanol bằng phương pháp lên men

c. Làm tinh khiết

- Đối với hỗn hợp Etanol và nước, điểm sôi hỗn hợp (azeotrope) cực đại ở nồng độ 96% ethanol và 4% nước. Vì lý do này, chưng cất phân đoạn hỗn hợp ethanol-nước (chứa ít hơn 96% ethanol) không thể tạo ra ethanol tinh khiết hơn 96%. Vì vậy, 95% etanol trong nước là dung môi phổ biến nhất.