16.1.6. Ідентифікація спиртів

Хімічні методи. Для спиртів не існує якісної реакції, яка б пере­конливо і однозначно вказувала на наявність у молекулі гідро­ксильної групи. Спирти можна розрізнити за їх реакцією окис­нення хром (VI) оксидом Сг0₃ у водному розчині Н₂80₄. Приблизно протягом двох секунд прозорий оранжевий розчин перетворюєть­ся на каламутний блакитнувато-зелений. Проте цієї реакції не да­ють третинні спирти. Ця реакція характерна також для альдегідів, але їх можна відрізнити від спиртів іншими специфічними реакція­ми. Для ідентифікації спиртів придатна і реакція утворення естерів К—СО—ОК.', які зазвичай мають характерний приємний запах.

Для визначення того, є спирт первинним, вторинним чи тре­тинним, роблять пробу Лукаса. Вона ґрунтується на різній швид­кості взаємодії первинних, вторинних і третинних спиртів з роз­чином цинк хлориду в концентрованій хлоридній кислоті (реактив Лукаса). Так утворюється галогенопохідне вуглеводню, яке виді­ляється у вигляді дрібнодисперсного осаду. Взаємодіючи з реакти­вом Лукаса, третинні спирти виявляються майже одразу, вторин­ні — приблизно за п'ять хвилин, а первинні спирти при кімнатній температурі практично не реагують.

Спирти, що мають у молекулі фрагмент —СН(ОН)СН₃, дають позитивну йодоформну пробу. Вона полягає в обробці спирту йодом та натрій гідроксидом або натрій гіпойодитом №01. Унаслідок реакції утворюється жовтий осад йодоформу (СНІ₃), який має ха­рактерний запах.

_?

&—С—СН₃ + №01 К—С—СН₃ + №1 + Н₂0 (окиснення)

он о

К—С—СН₃ + 3№ОІ К—С—СІ₃ + 3№ОН (заміщення)

о о

8*

к—с-

II

о

-СІ₃ + КаОН

(розщеплення)

Глава Щ

228

- СНІзі + К—СОО~№⁺

йодоформ (жовтий осад)

Йодоформна проба не є суто специфічною реакцією на спир­ти. Позитивну йодоформну пробу також дають інші сполуки, що¹ містять у своїх молекулах фрагмент

_X

сн,

16.1.7. Окремі представники

Метанол СН₃ОН. Безбарвна горюча рідина із запахом, що на гадує запах етилового спирту, змішується з водою в будь-яких спі] відношеннях (т. кип. 64,7 °С). Отруйний, смертельна доза при вжи­ванні — 25 г, менші кількості призводять до сліпоти. При окисне* в організмі метанол перетворюється на формальдегід і мураш* кислоту. Має значення як вихідна сполука для синтезу органіч речовин, використовується в ролі розчинника. До 1925 року мета­нол здобували сухою перегонкою деревини. Зараз його добував каталітичним гідруванням карбон (II) оксиду.

Вихідною сировиною є синтез-газ — суміш карбон (II) окс* з воднем (1:2) при наявності каталізаторів (хром (III) оксиду і: оксиду).

Синтез-газ при температурі 380—420 °С і тиску 25 МПа пе{ творюється каталітично в метанол:

СО + 2Н₂ ^^ СН₃ОН + 0

Реакція утворення метанолу оборотна, тому для зміщення рів­новаги вправо застосовують принцип Ле-Шательє.

Особливості технологічного процесу: при проходженні газової суміші крізь шар каталізатора утворюється 10—15 % метанолу, який конденсують, а суміш, яка не прореагувала, змішують із свіжою порцією синтез-газу і після нагрівання знов направляють у шар каталізатора (циркуляція). При цьому загальний вихід метанолу складає 85 %.

Зважаючи на те, що синтез метанолу при середньому тиску схожий із синтезом амоніаку з природного газу, часто їх виробни­цтво поєднують (азотно-тукові заводи).

Як ми вже знаємо, у процесі взаємодії метану (природного газу) з водяною парою при високій температурі утворюється син­тез-газ:

СН₄ + Н₂0 -=- СО + ЗН₂

З'ясуємо умови, які будуть оптимальними для промислового здійснення синтезу метанолу.

Реакція відбувається зі зменшенням об'єму суміші, тому змі­щенню рівноваги в бік утворення потрібного продукту сприятиме підвищення тиску. Для того, щоб реакція проходила з достатньою швидкістю, необхідні каталізатор і підвищення температури. Але в данному випадку реакція екзотермічна, тому сильне нагрівання призведе до прискорення реакції, що відбувається з поглинанням тепла, тобто до розкладення спирту, який утворюється.

З'ясувавши наукове підґрунтя процесу, можемо тепер розгля­нути його технологію (рис. 16.1). Синтез-газ стискують компресо­ром, змішують з газом, який не прореагував, і спрямовують у теп­лообмінник, де газова суміш нагрівається до потрібної температури газами, що відходять. Далі суміш газів надходить у колону синте­зу, де здійснюється основний процес. Продукти реакції, які вихо­дять з колони синтезу, надходять у теплообмінник, де вони нагрі­вають газову суміш, що йде на синтез, потім проходять через холодильник-конденсатор і надходять у сепаратор. Тут метанол відокремлюється від газів, які не прореагували і циркуляційним компресором повернуті в технологічний процес.

Рис. 16.1. Схема промислового добування метанолу: ' ~— турбокомпресор; 2 — теплообмінник; 3 — колона синтезу; 4 — холодильник-конденсатор; 5 — сепаратор; 6 — збірник метанолу