الكحولات

 

يمكن تحويل الهيدروكربونات ذات السلاسل الطويلة

 الى هيدروكربونات ذات سلاسل قصيرة 

عن طريق التكسير الحراري

رابط تحميل الفيديو

الايثانول

احد أكثر المركبات العضوية الشائعة ، 

وهو ينتمي الى عائلة من المركبات تسمى الكحولات

الكحول : سلسلة من المركبات العضوية

 التي تحتوي على المجموعة الوظيفية  OH- 

المجموعة الذرية : ذرة أو مجموعة من الذرات

 تميز الصيغة البنائية لمجموعة من المركبات التي تحتويها 

و تحدد خصائصها الفيزيائية و الكيميائية.

انتاج الايثانول

-          هناك طريقتين لإنتاج:
    1- تميه الإيثين                             2- التخمر

1- تميه الإيثين     

تتضمن هذه الطريقة تفاعل إضافة حيث يضاف الإيثين

 وبخار الماء حتى  60atm ، ويتم تمريرهما فوق عامل حفاز

 هو حمض الفوسفوريك H3PO4 عند درجة حرارة 300C ، 

لينتج بخار الإيثانول كما في المعادلة.

ايثانول ------60atm - 300C- حمض الفوسفوريك------ بخار الماء + ايثين

C2H4(g) + H2O(g)------- C2H5OH(g)

مميزات طريقة تميه الإيثين لإنتاج الإيثانول

1- بسبب درجة الحرارة والضغط المرتفعين 

يكون معدل سرعة التفاعل كبير جداً 

ويتم إنتاج الإيثانول على الفور وبكميات وفيرة.
2- عملية انتاج الإيثانول متواصلة
3- يتم تدوير الكميات التي لم تتفاعل 

من الإيثين وبخار الماء بإعادتها 

إلى مدخل أنبوبة التفاعل.
4- يكون الإيثانول الناتج ذا نقاوة عالية

 لعدم وجود نواتج أخرى.

2-التخمر

- يوضع محلول سكر الجلوكوز والخميرة داخل الوعاء.
يغلق الوعاء بحاجز يمنع دخول الهواء(الأكسجين) ،
لكنه يسمح لغاز ثاني أكسيد الكربون الناتج
بالخروج منه ، الأمر الذي يقلل من الضغط الناشئ.
- تحدث عملية تنفس لا هوائي فتخمر الخميرة السكر

 لتوفير الطاقة فيتكون الإيثانول وثاني أكسيد الكربون 

.وينتج من عملية التنفس الهوائي الماء وثاني أكسيد الكربون.
- يحدث تفاعل التخمر كما في المعادلة:

ثاني اكسيد الكربون + إيثانول -------انزيم الخميرة - 36C ------- جلوكوز

تحتوي الخميرة على إنزيمات وهي عوامل حفازة حيوية (بيولوجية)

 تسرع تفكيك السكر وتقوم بعملها بشكل أفضل 

عند درجة حرارة منخفضة نسبياً 36C  وتستغرق عدة اسابيع. 

عيوب طريقة التخمر لإنتاج الإيثانول

1- كمية الإيثانول الناتجة تكون منخفضة إلى حد ما.
2- الإيثانول المتكون غير نقي . لأنه 

يدخل ضمن مخلوط من الماء ومواد أخرى

 موجودة ومتكونة في وعاء التفاعل.
3- المخلوط الناتج من هذه الطريقة يجب 

أن يخضع لعملية إضافية هي التقطير التجزيئي

 لزيادة تركيز الإيثانول.
4- تستغرق عملية التخمر 

وقت طويل يصل الى عدة اسابيع.

مصطلحات

التخمر : تفكك مركب عضوي باستخدام 

كائنات حيه دقيقة مثل الخميرة في ظروف لاهوائية.
التنفس اللاهوائي : مجموعة من التفاعلات الكيميائية

 يتم خلالها تفكيك جزيئات المواد الغذائية من أجل 

تحرير الطاقة المختزنة فيها دون استخدام الأكسجين.

تذكر

 يعد التخمر عملية تنفس لاهوائية ، وهويحدث في
 غياب الهواء أو الاكسجين . لذلك لا يظهر الاكسجين O2 
 في معادلة التفاعل، ويكون غاز ثاني اكسيد الكربون 
هو الغاز الناتج من التفاعل.

استخدامات الايثانول

1- وقود
2- مذيب
المذيب : مادة تذيب مادة اخرى.
الوقود الحيوي : وقود من مصدر حيوي ( نباتي أو حيواني ) 

يمكن استخدامه في وسائل النقل المختلفة.

1- وظيفتة كمذيب

لديه القدرة على إذابة المركبات العضوية 

بفاعلية أكبر من الماء، لكونه مركباً عضوياً
بما تفسر : يصعب إزالة الكتابة من على اللوح الأبيض في

 قاعة التدريس بالماء و تتم إزالته بسهولة عند إضافة القليل من الإيثانول
بسبب أن المادة التي صنع منها حبر مادة القلم مركب

 عضوي والإيثانول يذيب المركبات العضوية ، أما الماء فلا يذيبها.

- تحتوي الكثير من منتجات التنظيف على الإيثانول الذي 

يذيب الأوساخ والمواد العضوية الأخرى 

 ويزيلها وتوفير بيئة معقمة تقتل البكتيريا
- يمتزج الإيثانول بالماء بشكل جيد لذا 

يمكن تحضير محلول قادر على 

إذابة مواد عضوية ومواد غير عضوية.
- يستخدم الإيثانول كمذيب رئيسي في حبر طابعات

 الحواسيب وفي منتجات أخرى كالعطور

 ومزيلات الروائح الكريهة والأصماغ والدهانات.

2-استخدام الايثانول كوقود

على نطاق محدد ، يتم استخدام الايثانول 
كوقود كحولي محول (ايثانول مخلوط مع الميثانول) 
في المصابيح والمواقد الكحولية ، ويعد الايثانول
 وقودا مفيداً إلى درجة أن بعض الدول طورتة 
لاستخدامه كوقود للسيارات.

مميزات الإيثانول الناتج عن عملية التخمر من الناتج عن الوقود الأحفوري

الإيثانول الناتج من عملية التخمر يأتي من مصدر

 متجدد مثل المحاصيل الزراعية كقصب السكر والذرة

 التي تنتج الجلوكوز حيث يمكن إعادة زراعتها وإنتاجها

 في غضون أشهر بعكس الوقود الأحفوري الذي يعد

 من المصادر غير المتجددة ويستغرق تكوينه ملايين السنين
ينتج من احتراق الإيثانول غاز ثاني اكسيد الكربون 

الذي يسبب  ظاهر الدفيئة (الاحتباس الحراري )
- لا يزيد احتراق الإيثانول الناتج من عملية التخمر نسبة ثاني اكسيد الكربون 

في الغلاف الجوي حيث يستخدمه النباتات التي تتم زراعتها للتخمر

 في عملية التمثيل الضوئي بينما احتراق الإيثانول  في الوقود الأحفوري

 يضيف ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لأن الوقود الأحفوري

 لا ينتج بالتمثيل الضوئي حيث تكوينه مرة اخرى يستغرق ملايين السنين.

تذكر

يطلب منك في اسئلة الاختبارعادة موازنة 

معادلات تفاعلات احتراق الهيدروكربونات أو الكحولات.
تأكد من موازنة ذرات الاكسجين O في المعادلة . 

وأن جزيء الكحول في الكحولات يحتوي على ذرة أكسجين.