Дехидратация на алкохоли

Терминът "дехидратация" се използва в медицината (т.е. дехидратация на тялото), в авиацията (това е загуба на вода от самолета по време на полета), в химията (реакцията, в резултат на която водата се отделя от молекулата на органичната материя). Реакцията на дехидратация на алкохоли е характерна за съединенията, наричани по-рано алкохол. Процесът протича при загряване в присъствието на средства за отстраняване на вода, които са сярна киселина, цинк хлорид, алуминий оксид или фосфорна киселина. В зависимост от реакционните условия могат да се образуват ненаситени въглеводороди или етери и се подразделят съответно на интрамолекулна и междумолекулна дехидратация.

етери се образуват, когато реакцията протича при по-ниска температура и излишък от алкохол. В първия етап се получава естер на сярна киселина: C2H5OH + HO-SO2OH harr-C2H50-S02H + H20. Ако реакционната смес се загрява след това, след това формира етилсярна киселина взаимодейства с излишък от алкохол: C2H5O-SO2OH + C2H5OH → C2H5O-С2Н5 + H2SO4. В резултат се получава диетилов (или сяра) етер. Съгласно тази схема се извършва междумолекулна дехидратация на алкохоли. В резултат на това, поради разделянето на две молекули алкохол, два водородни атома и един кислороден атом (те образуват една молекула вода), се образува етер. В промишлеността се получава диетилов етер чрез преминаване на двойки алкохол над алуминиев оксид при температура 250 ° С. Реакционната схема е, както следва: 2C2H5-OH → C2H5-O-C2H5 + H2O.

Интрамолекулярната дехидратация на алкохолите може да продължи само при по-високи температури. В този случай от една молекула алкохол (а не от две, както в предишния случай), водната молекула се отделя и между двата въглеродни атома се образува една двойна връзка. Този метод се използва за производство на ненаситени въглеводороди. За тази цел се използват само монохидратни алкохоли. Например, отцепването на вода към етанол се провежда при температура от 500 ° С в продължение на дехидратиращ катализатор, например, Al2O3 алуминиев или цинков хлорид ZnCl2.

Дехидратацията на алкохолите е лесен начин за получаване на газообразни алкени в лабораторни условия. Използва се за за производството на етилен от етанол: СН3-СН2-ОН- СН2 = СН2 + Н20. Дехидратацията може да се осъществи в присъствието на катализатор, който е алуминиев оксид. Парата на етиловия алкохол се прекарва през нагрятия прах от алуминиев оксид. Отделената вода под формата на пара се абсорбира, докато се освобождава чистият етилен. Като катализатор на този процес могат да се използват концентрирани киселини, например сярна или фосфорна. Те, подобно на алуминиевия оксид, имат свойства за отстраняване на водата. Въпреки това, тъй като сярната киселина е също силен окислител, той произвежда много странични продукти (например, алкохол се окислява до въглероден диоксид, и киселината намалени до серен диоксид), така че произвежда газ изисква допълнително пречистване.

Дехидратацията на циклични алкохоли, например обезводняване на циклохексанол, може да се осъществи в присъствието на фосфорна киселина. Често се предпочита да е сярна, тъй като тя, притежаваща добри свойства за отстраняване на водата, е по-малко благоприятна за образуването на странични продукти и също така е по-безопасна. В резултат на тази реакция се образува циклохексен. Фактът, че въглеродните атоми са комбинирани в пръстен, не променя реакционната химия: C6H11-OH - C6H10 + H2O. Циклохексанолът се нагрява с концентрирана фосфорна (V) киселина. Полученият цикличен въглеводород с една двойна връзка в пръстена е течно вещество, така че се дестилира, за да се отстранят примесите.

Също така е възможно да се дехидратират алкохоли, съдържащи няколко хидроксилни групи в молекулата. Като пример за многовалентни алкохоли може да помисли резултати реакционни в премахването на две молекули вода от две молекули на етилен гликол, при което се образува цикличен етер, диоксан: 2ОН-СН2-СН2-ОН → (С2Н4О) 2. Дехидратацията възниква по време на дестилацията на етиленгликол в присъствието на сярна киселина. Това е една от промишлените технологии за производство на диоксан.

По този начин може да се каже, че дехидратацията на алкохолите има промишлени и лабораторни приложения. В резултат на това се образуват химически съединения, които се използват за изследване, а също и като суровини или спомагателни химикали за химическо производство.