Получение уксусной кислоты

Question

Получение уксусной кислоты

Pes3570 17.04.2026 20:26

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Уксусная кислота (этановая кислота, $C H_{3} C O O H cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H$ ) является одной из наиболее значимых органических кислот. Её получение осуществляется как биологическими, так и химическими методами. 1. Промышленные химические методы В современной промышленности преобладают синтетические методы, обеспечивающие высокую чистоту продукта и большие объемы производства. Каталитическое карбонилирование метанола Это основной мировой метод (процессы Монсанто и Cativa). Реакция заключается во взаимодействии метанола с оксидом углерода (II) в присутствии гомогенных катализаторов на основе родия или иридия. $C H_{3} O H + C O K a t C H_{3} C O O H cap C cap H sub 3 cap O cap H plus cap C cap O cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H$

Процесс Монсанто: Использует родиевый катализатор и иодид-ионы в качестве промотора. Требует высокого давления.
Процесс Cativa: Использует иридиевый катализатор. Он более эффективен, экологичен и позволяет проводить реакцию при меньшем содержании воды.

Окисление ацетальдегида Метод основан на окислении ацетальдегида кислородом воздуха в присутствии солей марганца или кобальта при температуре 50–60°C. $2 C H_{3} C H O + O_{2} M n^{2 +} 2 C H_{3} C O O H 2 cap C cap H sub 3 cap C cap H cap O plus cap O sub 2 2 cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H$ Процесс протекает через стадию образования промежуточного соединения — перуксусной кислоты. Окисление н-бутана и легких фракций нефти Жидкофазное окисление бутана проводится при температуре 150–200°C и давлении 50 атм в присутствии кобальтового катализатора. $2 C_{4} H_{10} + 5 O_{2} 4 C H_{3} C O O H + 2 H_{2} O 2 cap C sub 4 cap H sub 10 plus 5 cap O sub 2 right arrow 4 cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H plus 2 cap H sub 2 cap O$ В качестве побочных продуктов образуются муравьиная и пропионовая кислоты, которые требуют последующей ректификации. 2. Биохимический метод (Уксуснокислое брожение) Этот метод является исторически первым и до сих пор используется для производства пищевого уксуса. В основе лежит окисление этилового спирта микроорганизмами (бактериями рода Acetobacter). $C H_{3} C H_{2} O H + O_{2} ф е р м е н т ы C H_{3} C O O H + H_{2} O cap C cap H sub 3 cap C cap H sub 2 cap O cap H plus cap O sub 2 cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H plus cap H sub 2 cap O$ Условия процесса:

Наличие субстрата (разбавленный раствор этанола: вино, сидр, пивное сусло).
Свободный доступ кислорода (аэрация).
Температурный режим в пределах 25–35°C.

3. Лабораторные способы получения В лабораторных условиях уксусную кислоту получают при необходимости небольших количеств или в учебных целях. Окисление этанола или ацетальдегида Используются сильные окислители, такие как дихромат калия ( $K_{2} C r_{2} O_{7} cap K sub 2 cap C r sub 2 cap O sub 7$ ) или перманганат калия ( $K M n O_{4} cap K cap M n cap O sub 4$ ) в кислой среде. $3 C H_{3} C H_{2} O H + 2 K_{2} C r_{2} O_{7} + 8 H_{2} S O_{4} 3 C H_{3} C O O H + 2 C r_{2} (S O_{4})_{3} + 2 K_{2} S O_{4} + 11 H_{2} O 3 cap C cap H sub 3 cap C cap H sub 2 cap O cap H plus 2 cap K sub 2 cap C r sub 2 cap O sub 7 plus 8 cap H sub 2 cap S cap O sub 4 right arrow 3 cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H plus 2 cap C r sub 2 open paren cap S cap O sub 4 close paren sub 3 plus 2 cap K sub 2 cap S cap O sub 4 plus 11 cap H sub 2 cap O$ Вытеснение из солей (ацетатов) Взаимодействие сухих ацетатов (например, ацетата натрия) с концентрированной серной кислотой при нагревании. $C H_{3} C O O N a + H_{2} S O_{4} (c o n c .) C H_{3} C O O H + N a H S O_{4} cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap N a plus cap H sub 2 cap S cap O sub 4 open paren c o n c point close paren right arrow cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H up arrow positive cap N a cap H cap S cap O sub 4$ Образующиеся пары уксусной кислоты конденсируют в приемнике. Сводная таблица методов

Метод	Сырье	Катализатор / Реагент	Применение
Карбонилирование	Метанол, $C O cap C cap O$	Rh или Ir	Основной промышленный
Окисление бутана	н-Бутан	Соли Co	Крупнотоннажный синтез
Брожение	Этанол	Бактерии Acetobacter	Пищевая промышленность
Вытеснение	Ацетат натрия	$H_{2} S O_{4} cap H sub 2 cap S cap O sub 4$	Лабораторная практика

Я могу подготовить для вас расчет материального баланса для одного из этих процессов или составить схему лабораторной установки.

Получение уксусной кислоты

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов