Номер 5, страница 166 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

5. Из древесины можно получить как метанол, так и этанол. Чем различаются процессы образования данных спиртов?

Процессы получения метанола и этанола из древесины принципиально различаются как по химической сути, так и по используемым методам и реагентам.

Получение метанола (древесного спирта)

Метанол получают из древесины методом сухой перегонки, или пиролиза. Этот процесс заключается в нагревании древесины до высоких температур (450–550 °C) без доступа воздуха. При этом вся органическая масса древесины (целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин) разлагается. В результате образуются три основных продукта: древесный уголь (твердый остаток), неконденсируемые газы и жидкий дистиллят (подсмольная вода или жижка). Метанол ($CH_3OH$) является одним из компонентов этого жидкого дистиллята и выделяется из него путем фракционной перегонки (ректификации). Таким образом, это чисто термохимический процесс деструкции сырья.

Получение этанола (гидролизного спирта)

Получение этанола из древесины — это сложный биохимический процесс, который состоит из нескольких стадий и направлен на переработку целлюлозы:

1. Гидролиз. На первом этапе целлюлозу ($ (C_6H_{10}O_5)_n $), которая является полисахаридом, необходимо расщепить (гидролизовать) до моносахарида — глюкозы ($C_6H_{12}O_6$). Для этого измельченную древесину обрабатывают раствором серной кислоты при нагревании и повышенном давлении.
$ (C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H_2SO_4, t, p} nC_6H_{12}O_6 $

2. Нейтрализация и брожение. Полученный раствор глюкозы (гидролизат) сначала нейтрализуют, а затем подвергают спиртовому брожению с помощью специальных рас дрожжей. Дрожжи содержат ферменты, которые превращают глюкозу в этанол ($C_2H_5OH$) и углекислый газ.
$ C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2 \uparrow $

3. Ректификация. Из полученной в результате брожения бражки этанол выделяют и очищают методом ректификации.

Ответ: Процессы получения метанола и этанола из древесины различаются по используемому методу, исходному сырью в рамках древесины и химической природе превращений. Метанол получают методом сухой перегонки (пиролиза) — высокотемпературного разложения всей органической массы древесины без участия реагентов и микроорганизмов. Этанол получают биохимическим путем: сначала целлюлозу гидролизуют до глюкозы с помощью кислоты, а затем полученную глюкозу сбраживают в спирт с помощью дрожжей. Таким образом, получение метанола — это термохимическая деструкция, а получение этанола — последовательность химических и биологических превращений (гидролиз и брожение).