ساختار و تولید اتانول

ساختار و تولید اتانول:
روش تولید اتانول به نوع ماده اولیه مصرفی بستگی دارد. این فرآیند برای مواد غذایی نشاسته ای یا پایه شکر کوتاهتر از مواد اولیه سلولزی است. تولید اتانول مبتنی بر نشاسته و قند است.

اتانول یک سوخت جایگزین تولید داخل است که معمولاً از ذرت، گندم یا چغندر ساخته می شود. این ماده همچنین از مواد اولیه سلولزی مانند بقایای محصول و چوب نیز ساخته می شود. اگرچه این مورد معمول نیست.

آسیاب خشک فرآیندی است که ذرت را به آرد خرد کرده و با محصولات مشترک از غلات مقطر و دی اکسید کربن، آن را به اتانول تخمیر می کند.

تولید اتانول از مواد خوراکی سلولزی: مانند علف، چوب و بقایای محصولات یک فرآیند درگیرتر از استفاده از محصولات پایه نشاسته ای است. دو مسیر اصلی برای تولید اتانول سلولزی وجود دارد: بیوشیمیایی و ترموشیمیایی. روند بیوشیمیایی شامل یک پیش تصفیه برای آزاد سازی قندهای هم سلولز و به دنبال آن هیدرولیز برای تجزیه سلولز به قندها است.

قندها به اتانول تخمیر می شوند و لیگنین بازیابی می شود و برای تولید انرژی برای تولید فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند تبدیل ترموشیمیایی شامل افزودن گرما و مواد شیمیایی به یک ماده اولیه زیست توده برای تولید سینگاس است که مخلوطی از مونوکسیدکربن و هیدروژن است. سینگاس با کاتالیزور مخلوط شده و به اتانول و سایر محصولات مایع تبدیل می شود.

اتانول هم به صورت پتروشیمی، هم از طریق هیدراتاسیون اتیلن و هم از طریق فرآیندهای بیولوژیکی، با تخمیر قندها با مخمر تولید می شود. اینکه کدام فرآیند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است، به قیمت های غنی از ذخایر خوراک نفت و غلات بستگی دارد.

ساختار اتانول:
در اتانول دو نوع پیوند وجود دارد. پیوندهای CH کووالانسی غیر قطبی هستند، زیرا این اتم ها از نظر الکترونگاتیوی مشابه هستند (توانایی یک اتم در جذب الکترون به خود هنگامی که به یک اتم دیگر در یک ترکیب متصل شود.) پیوندهای CO و OH کووالانسی قطبی هستند، زیرا O به طور قابل توجهی بیشتر است منفی الکتریکی از C یا H. از این رو یک بار + کمی (d +) در C و H متصل به O و یک بار کم (d-) در O وجود دارد.

بار رسمی هر اتم در اتانول صفر است. این با اختصاص الکترون به هر اتم در اتانول و مقایسه عدد اختصاص داده شده به هر اتم با تعداد یافت شده در پوسته خارجی اتم منفصل نشده محاسبه می شود. جفت های تنها به اتمی که در ساختار لوئیس قرار گرفته اند، اختصاص داده شده اند. الکترون های پیوندی به طور مساوی بین دو اتم پیوند تقسیم می شوند.

اگر به اتم موجود در یک مولکول تعداد الکترون هایی بیشتر از اتم های تنها در پوسته خارجی خود اختصاص داده شود، بار منفی آن برابر با تعداد اضافی الکترون خواهد بود. بارهای مثبت وقتی کمتر به آن ها اختصاص می یابد، رشد می کنند.

با داشتن 8 الکترون (4 جفت) C و O اتانول، هندسه ابرهای الکترون در اطراف C و O چهار ضلعی است و زاویه پیوند آنها تقریباً 109 درجه است. در این آرایش، ابرهای الکترون که یکدیگر را دفع می کنند، تا حد ممکن از هم دور هستند. از آنجا که 4 اتم به هر کربن متصل است، هندسه اتم های اطراف C نیز چهار وجهی است.

با این حال، فقط دو اتم (C و H) به O متصل هستند، بنابراین هندسه اتم های اطراف O خم یا زاویه دار است. این هندسه نشان می دهد که آن ها جدایی از مرکز مثبت و کمی منفی در مولکول هستند، که این قطب را قطبی می کند.

اتانول یک ترکیب یونی است یا مولکولی؟
محلول های آبی نوعی محلول است که در آن حلال، آب می باشد. معمولاً بعد از ترکیب به عنوان (aq) برچسب گذاری می شود. به عنوان مثال (NaCl)aq این همچنین به معنای حل شدن املاح در آب است. انواع محلول های آبی وجود دارد: یونی و مولکولی.

محلول آبی یونی وقتی است که املاح یک ترکیب یونی باشد یا در داخل محلول به یون ها تقسیم شود. از طرف دیگر مولکولی در یون ها در محلول جدا نمی شود. اتانول یا C2H6O وقتی در محلول است، یون تشکیل نمی دهد. بنابراین ترکیب مولکولی است.