Bagaimana untuk menyediakan asid asetik daripada etanol
Bagaimana untuk menyediakan asid asetik dengan etanol? Analisis dan langkah terperinci
Dalam industri kimia, penyediaan etanol dan asid asetik adalah subjek klasik dan penting. Etanol dapat diubah menjadi asid asetik melalui serangkaian tindak balas kimia. Proses ini banyak digunakan dalam industri kimia, industri makanan dan bidang perubatan. Bagaimana menyediakan asid asetik dengan etanol? Artikel ini akan melakukan analisis terperinci mengenai prinsip, keadaan tindak balas dan aplikasi.
1. Prinsip tindak balas asas penukaran etanol kepada asid asetik
Untuk memahami cara menyediakan asid asetik dari etanol, anda perlu menguasai prinsip tindak balasnya. Tindak balas utama untuk penukaran etanol (Cesium H ₅ OH) kepada asid asetik (CH, COOH) dicapai melalui tindak balas pengoksidaan. Secara khusus, etanol akan mengalami reaksi pengoksidaan di bawah tindakan oksigen, pertama menghasilkan asetaldehid (CH-CHO), dan kemudian asetaldehid terus dioksidakan menjadi asid asetik. Persamaan kimia untuk tindak balas ini ialah:
[ C2H5OH O2 \ xrightharrow {pengoksidaan} CH3CHO H2O ] [ CH3CHO O2 \ xrightharrow {pengoksidaan} CH3COOH ]
Oleh itu, proses penukaran etanol kepada asid asetik sebenarnya merupakan tindak balas pengoksidaan yang berterusan.
2. Kaedah tindak balas industri untuk menukar etanol menjadi asid asetik
Dalam pengeluaran perindustrian, terdapat dua kaedah utama untuk menyediakan asid asetik dengan etanol: satu adalah melalui pengoksidaan pemangkin, dan yang lain adalah melalui penapaian.
2.1 Kaedah pengoksidaan pemangkin
Kaedah pengoksidaan pemangkin adalah kaedah perindustrian yang paling biasa dan sangat sesuai untuk pengeluaran besar-besaran. Dalam kaedah ini, etanol, dalam keadaan di mana pemangkin, seperti platinum atau rhodium, dioksidakan oleh oksigen atau udara untuk menghasilkan asid asetik. Reaksi biasanya memerlukan suhu dan tekanan yang lebih tinggi untuk meningkatkan kadar tindak balas. Kelebihan kaedah pengoksidaan pemangkin adalah kadar pengeluaran yang tinggi, kawalan keadaan tindak balas yang mudah, dan pengeluaran berterusan.
2.2 Kaedah penapaian
Kaedah penapaian adalah kaedah yang lebih tradisional yang digunakan terutamanya dalam pengeluaran produk berskala kecil atau semula jadi. Tindak balas penapaian di bawah tindakan etanol melalui mikroorganisma tertentu (seperti bakteria asid asetik) menghasilkan asid asetik. Kelebihan kaedah ini adalah kos yang agak rendah, tetapi kelajuan tindak balas yang lebih perlahan dan keperluan yang lebih tinggi untuk persekitaran operasi.
3. Keadaan tindak balas untuk penukaran etanol kepada asid asetik
Dalam proses menukar etanol menjadi asid asetik, kawalan keadaan tindak balas adalah penting. Keadaan tindak balas yang berbeza secara langsung memberi kesan kepada hasil dan kesucian produk. Berikut adalah beberapa keadaan tindak balas utama:
3.1 Suhu dan tekanan
Untuk kaedah pengoksidaan pemangkin, suhu dan tekanan yang sesuai membantu meningkatkan kadar tindak balas. Biasanya, suhu tindak balas adalah antara 150-300 ° C dan tekanan antara tekanan biasa dan 3MPa. Suhu yang terlalu rendah akan menjadikan kadar tindak balas lebih perlahan, sementara suhu yang terlalu tinggi boleh menyebabkan kesan sampingan dan mempengaruhi kemurnian asid asetik.
3.2 Pemilihan pemangkin
Pemilihan pemangkin memainkan peranan penting dalam kecekapan dan pemilihan tindak balas. Pemangkin yang biasa digunakan merangkumi pemangkin logam berharga seperti platinum, rhodium dan tembaga. Mereka dapat meningkatkan kadar tindak balas pengoksidaan etanol dengan ketara dan mengurangkan pengeluaran produk sampingan.
4. Bidang aplikasi etanol untuk menyediakan asid asetik
Aplikasi industri penukaran etanol menjadi asid asetik sangat luas, terutamanya dalam bidang berikut:
4.1 Industri Makanan
Asid asetik digunakan secara meluas sebagai agen perasa makanan, terutamanya untuk pengeluaran cuka. Dalam proses penukaran menjadi asid asetik melalui fermentasi etanol, asid asetik yang dihasilkan akhirnya digunakan untuk perasa makanan dan antiseptik.
4.2 Industri Kimia
Asid asetik adalah bahan mentah asas bagi banyak bahan kimia, seperti vinil asetat dan selulosa asetat. Dalam industri kimia, permintaan untuk asid asetik sangat besar, jadi teknik menukar etanol menjadi asid asetik sangat penting.
4.3 Bidang perubatan
Asid asetik juga banyak digunakan dalam bidang perubatan, terutama dalam pengeluaran disinfektan. Setelah etanol ditukar menjadi asid asetik, beberapa perantaraan ubat penting dapat disintesis lebih jauh.
5. Ringkasan
Proses bagaimana untuk menyediakan asid asetik dengan etanol melibatkan tindak balas pengoksidaan dan boleh dilakukan dengan kaedah pengoksidaan pemangkin atau kaedah penapaian. Dalam pengeluaran perindustrian, kaedah pengoksidaan pemangkin digunakan secara meluas kerana kecekapan dan kawalannya yang kuat. Memahami prinsip tindak balas dan keadaan tindak balas penukaran etanol menjadi asid asetik adalah penting untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran dan kemurnian asid asetik. Penerapan asid asetik dalam bidang makanan, kimia dan perubatan juga menjadikan proses ini menempati kedudukan penting dalam industri moden.
Melalui analisis di atas, kita dapat memahami dengan jelas proses khusus penukaran etanol menjadi asid asetik dan menguasai teknologi utama untuk pengeluaran perindustriannya.