Alkoholio dehidracija

Terminas "dehidracija" vartojamas medicinoje.(tai yra kūno dehidracija), aviacijoje (tai yra vandens praradimas lėktuvu skrydžio metu), chemijoje (reakcija, dėl kurios vanduo išsiskiria iš organinės medžiagos molekulės). Alkoholių dehidratacija yra būdinga junginiams, anksčiau vadinamiems alkoholiais. Šis procesas vyksta kaitinant, esant vandeniui ardančioms medžiagoms, kurios yra sieros rūgštis, cinko chloridas, aliuminio oksidas arba fosforo rūgštis. Atsižvelgiant į reakcijos sąlygas, gali susidaryti nesotieji angliavandeniliai arba eteriai, ir atitinkamai jie suskaidomi į intramolekulinę ir tarpmolekulinę dehidrataciją.

Eteriai susidaro, kai reakcijaatliekama žemesnėje temperatūroje ir alkoholio perteklius. Pirmajame etape gaunamas sieros rūgšties esteris: C2H5OH + HO - SO2OH ↔ C2H5O - SO2OH + H2O. Jei reakcijos mišinys yra iš naujo šildomas, susidariusi etilo sulfato rūgštis reaguoja su alkoholio pertekliumi: C2H5O-SO2OH + C2H5OH → C2H5-O-C2H5 + H2SO4. Rezultatas yra dietolis (arba sieros rūgštis) eteris. Pagal šią schemą srautai tarpdurbiami alkoholiais. Dėl to dėl dviejų vandenilio atomų ir vieno deguonies atomo atskyrimo iš dviejų alkoholio molekulių (jie sudaro vieną vandens molekulę), susidaro eteriai. Pramonėje dietilo eteris gaminamas perduodant alkoholio garus virš aliuminio oksido 250 ° C temperatūroje. Reakcijos schema yra tokia: 2C2H5-OH → C2H5-O-C2H5 + H2O.

Alkoholių intramolekulinė dehidracija gali būtisrautas tik esant aukštesnei temperatūrai. Tokiu atveju vandens molekulė yra atskirta nuo vienos alkoholio molekulės (o ne nuo dviejų, kaip ir ankstesniame pavyzdyje), o tarp dviejų anglies atomų sudaryta viena dviguba jungtis. Šis metodas naudojamas gauti nesočiųjų angliavandenilių. Šiems tikslams naudojami tik monohidriniai alkoholiai. Pavyzdžiui, vandens pašalinimas iš etilo alkoholio vyksta 500 ° C temperatūroje per nusausintą katalizatorių, pavyzdžiui, aliuminio oksidą Al2O3 arba cinko chloridą ZnCl2.

Alkoholių dehidratacija yra paprastas būdas.laboratorijoje gauti dujinius alkenus. Jis naudojamas etileno gamybai iš etanolio: CH3-CH2-OH → CH2 = CH2 + H2O. Dehidratacija gali įvykti esant katalizatoriui, kuris yra aliuminio oksidas. Etilo alkoholio garai patenka per šildomą aliuminio oksido miltelius. Atskiriamas vanduo garų pavidalu ir išleidžiamas grynas etilenas. Koncentruotos rūgštys, pavyzdžiui, sieros arba fosforo, gali būti naudojamos kaip šio proceso katalizatorius. Jie, kaip ir aliuminio oksidas, turi vandenį išskiriančių savybių. Tačiau kadangi sieros rūgštis taip pat yra stiprus oksidatorius, susidaro daug šalutinių medžiagų (pavyzdžiui, alkoholis oksiduojamas į anglies dioksidą, o rūgštis sumažinama iki sieros dioksido), todėl susidariusioms dujoms reikia papildomo valymo.

Ciklinių alkoholių dehidracija,pavyzdžiui, esant fosforo rūgščiai, cikloheksanolis gali dehidratuoti. Dažnai pirmenybė teikiama sierai, nes ji, pasižyminti geromis drenažo savybėmis, mažiau skatina šalutinių produktų susidarymą ir yra saugesnė. Dėl šios reakcijos susidaro cikloheksenas. Tai, kad anglies atomai yra sujungti žiede, nekeičia reakcijos chemijos: C6H11 - OH → C6H10 + H2O. Cikloheksanolis kaitinamas koncentruota fosforo (V) rūgštimi. Gautas ciklinis angliavandenilis su viena dviguba jungtimi žiede yra skysta medžiaga, todėl distiliuojamas pašalinti priemaišas.

Alkoholių, kurių sudėtyje yramolekulė turi keletą hidroksilo grupių. Kaip pavyzdį, kalbant apie daugiarūšius alkoholius, galime laikyti reakciją, kurios metu iš dviejų etilenglikolio molekulių pašalinamos dvi vandens molekulės, tokiu būdu susidarant cikliniam eterio dioksanui: 2OH - CH2 - CH2 - OH → (C2H4O) 2. Dehidratacija vyksta distiliuojant etilenglikolį, kuriame yra sieros rūgšties. Tai yra viena iš pramoninių dioksano gamybos technologijų.

Taigi, galime pasakyti, kad dehidracijaalkoholiai naudojami tiek pramonėje, tiek laboratorijose. Dėl to susidaro cheminiai junginiai, kurie naudojami tyrimams, taip pat žaliavos ar pagalbiniai reagentai cheminei gamybai.