Как из сахарозы получить этанол?

Химия 9 класс Ферментация углеводов сахароза получение этанола химия 9 класс ферментация брожение углеводы биохимия спирты процессы превращения органическая химия Новый

Получение этанола из сахарозы представляет собой процесс, который включает в себя несколько ключевых этапов: гидролиз сахарозы, ферментацию и дистилляцию. Рассмотрим каждый из этих этапов подробнее.

1. Гидролиз сахарозы

Сахароза является дисахаридом, состоящим из глюкозы и фруктозы. Для начала необходимо разложить сахарозу на её составляющие моносахариды. Это можно сделать с помощью реакции гидролиза, которая происходит в присутствии воды и кислоты или ферментов.

• При использовании кислотного гидролиза: сахароза нагревается с разбавленной кислотой (например, соляной или серной) при температуре около 60-70°C. В результате реакции сахароза распадается на глюкозу и фруктозу.
• При использовании ферментативного гидролиза: применяются специальные ферменты, такие как инвертаза, которые катализируют процесс разложения сахарозы на глюкозу и фруктозу при более низких температурах.

2. Ферментация

После гидролиза полученные моносахариды (глюкоза и фруктоза) подлежат ферментации. Этот процесс осуществляется с помощью дрожжей, обычно Saccharomyces cerevisiae. Дрожжи используют сахара в качестве источника энергии, в процессе чего происходит превращение сахаров в этанол и углекислый газ.

• Реакция ферментации можно описать следующим образом: глюкоза (или фруктоза) превращается в этанол и углекислый газ.
• Ферментация происходит при анаэробных условиях (без доступа кислорода) и обычно при температуре 25-30°C. Время ферментации может варьироваться от нескольких дней до нескольких недель, в зависимости от условий и концентрации сахара.

3. Дистилляция

После завершения ферментации получается суспензия, содержащая этанол, воду и другие побочные продукты. Для выделения этанола из этой смеси применяется процесс дистилляции.

• Дистилляция основана на различиях в температурах кипения компонентов. Этанол имеет более низкую температуру кипения (78.37°C), чем вода (100°C).
• Смесь нагревается, и при достижении температуры кипения этанол испаряется, затем конденсируется и собирается в отдельной ёмкости.

Таким образом, процесс получения этанола из сахарозы включает в себя три основных этапа: гидролиз, ферментацию и дистилляцию. В результате этих процессов получается этанол, который может быть использован в различных областях, включая производство алкогольных напитков и в качестве топлива.