Chemiczne oczyszczanie surowego destylatu.

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Chemiczne oczyszczanie surowego destylatu.

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 15:58

Mamy tu taką historię :

,, Chemiczne oczyszczanie spirytusu surowego ma na celu zmniejszenie ilości kwasów i estrów w surówce oraz utlenienie niektórych znajdujących się w niej związków wywierających ujemny wpływ na właściwości degustacyjne spirytusu. Zmniejszenie ilości kwasów i estrów osiąga się przez dodanie do spirytusu roztworu ługu sodowego. Wolne kwasy zawarte w spirytusie surowym tworzą wtedy sole, które nie są lotne, a więc łatwo je usunąć w procesie rektyfikacji zgodnie z równaniem

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Estry pod wpływem ługów ulegają zmydleniu. Powstają wówczas sole kwasów i uwalnia się alkohol. Reakcję chemiczną zachodzącą przy zmydlaniu estrów przedstawimy na przykładzie octanu etylu, który w spirytusie surowym występuje w największej ilości

CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH

W celu Utlenienia niektórych związków chemicznych zawartych w spirytusie surowym dodaje się roztworu nadmanganianu potasowego. Związek ten jest silnym utleniaczem, szczególnie w środowisku kwaśnym. Aby osłabić to działanie i nie dopuścić do utleniania również alkoholu etylowego, reakcję przeprowadza się w środowisku słabo alkalicznym. Utlenianie aldehydu octowego za pomocą nadmanganianu potasowego przebiega według równania

2KMnO4 + 3CH3CHO + NaOH = 2CH3COOK + CH3COONa + 2MnO2 + 2H2O

Ług i nadmanganian potasowy dodane do spirytusu w nadmiarze mogą wywołać ujemne skutki. Należy zatem ściśle wyliczać ilość potrzebnych chemikaliów. Ilość ługu oblicza się na podstawie analizy spirytusu na zawartość kwasów i estrów, a ilość KMnO4 na podstawie próby, w której określoną ilość roztworu nadmanganianu (1 cm3 zawierający 0,0002 g KMnO4) miareczkuje się badanym spirytusem do momentu uzyskania określonego zabarwienia. ''

I teraz powiedzmy,że wiemy ile czego mamy do usunięcia (kwasy,estry itd).Może jest ktoś,kto będzie wiedział,jak to przeliczyć na konieczne do zastosowania ilości NaOH i KMnO4 na dajmy na to 1 litr surowego destylatu rozcieńczonego do 60 % (jakoś stechiometrycznie,chemicy to umieją przecież ;-) ).No i jakie roztwory przygotować obu substancji,czy stosować je jednocześnie czy w określonej kolejności ? (wiem,że ciężki to temat,no ale...może ktoś...coś).Pozdrawiam wszystkich.

Awatar użytkownika
Chemik student
101%
101%
Posty: 355
Rejestracja: 2006-05-26, 11:35
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: Chemik student » 2006-06-06, 16:28

Jeśli chodzi o miareczkowanie w warunkach domowych to moim zdaniem gra niewarta świeczki (chyba że ktoś już ma cały sprzęt) biureta kosztuje majątek a już nie wspomnę o wagach laboratoryjnych :|

Najtańszy i najprostszy sposób na pozbycie się niechcianych dodatków "smakowo - zapachowych" to potraktowanie surowego spirytusu wodnym roztworem węglanu sodu(otrzymamy go rozpuszczając sodę oczyszczoną w gorącej wodzie) na korzyść przemawia także cena operacji paczka sody oczyszczonej ok 60g to u mnie w sklepie 35gr.
Kolejna zaleta nie trzeba niczego miareczkować jak dodamy za dużo to nic się nie stanie, i jeszcze jedna korzyść jak dolejemy węglanu sodu to ilość pęcherzyków CO2 będzie świadczyła o ilości kwasów w surowym spirytusie (brak bąbelków oznacza że jest mało kwasów).

Używanie samego NaOH nawet w nadmiarze też raczej nie powinno zaszkodzić (używałem było ok)

Jeśli chodzi o KMnO4 ja dodałem niewielkie ilości bez miareczkowania bo te ilości etanolu które się wtedy utlenią są niewielkie i można sobie je podarować, jednak nie ma wtedy pewności ile aldechydów ulegnie utlenieniu i stąd potrzebne byłoby miareczkowanie aby otrzymać optymalne pH (nie pamiętam ile dokładnie aby nie utlenić etanolu ale chyba coś koło 9) i wtedy utlenią się wszystkie aldehydy i 0 etanolu.

Napisz czym miareczkowałeś i jak to powiem jak to przeliczyć.
A jak nie miareczkowałeś to jak zamierzasz to robić.
Mogę też opisać technike miareczkowania w laboratorium ale nie wiem czym dysponujesz.

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 18:23

Więc tak :

- miareczkowanie próbowałem wykonać przy pomocy pipety o obj. 10 cm3, sporządziłem sobie roztwór KMnO4 (odważyłem w szkole 0,2 g KMnO4 i rozpuściłem w 1000cm3 wody destyl.) po czym przystąpiłem do miareczkowania spirytusem surowym (bardzo się starałem hah). Niestety jak w powyższym tekście napisano należałoby dysponować skalą wzorców :( , ja założyłem sobie, że powinien mi się odbarwić roztwór (może jakiś pomysł na wskaźnik...? ). Wypuściłem z biurety dokładnie 394 cm3 spirytusu surowego (co kosztowało niemało cierpliwości hah) i oczywiście bez specjalnych rezultatów - roztwór nieco się rozjaśnił tylko. Ach, zapomniałem dodać, że spirytus ów potraktowałem wcześniej roztworem NaOH wedle sposobu piętro niżej...

- jeśli chodzi o użycie NaOH to wyliczyłem sobie (zapewne źle hah), że na litr spirytusu surowego powinienem użyć 0,1 cm3 roztworu NaOH (2,15 g w 1000cm3)

W swoich radosnych rozmyślaniach :? hah, kierowałem się następującymi wytycznymi (znalezionymi nie pamiętam już w której książce), które odpowiadają podobno średniej zawartości omawianych zanieczyszczeń w destylatach domowych (zacier na bazie cukru) :

Kwasy organiczne - 0,152 %
Estry - 0,071 %
Aldehydy - 0,015 %
Furfurol - 0,00019 %
Alkohole wyższe łącznie - 0,412 %

Dodam jeszcze, że po tych ambitnych eksperymentach stosowałem oba środki odzielnie (czyli jak NaOH to juz nie KMno4, bo kiedyś tak zrobiłem i syf wyszedł straszny, smród znaczy się) z dobrym rezultatem, ale już na oko. Cała frajda, żeby wykonać to prawidłowo eszsz... byłoby wspaniale.

greg
60%
60%
Posty: 221
Rejestracja: 2006-05-17, 23:21

Post autor: greg » 2006-06-06, 18:27

Chemik student pisze:Jeśli chodzi o miareczkowanie w warunkach domowych to moim zdaniem gra niewarta świeczki (chyba że ktoś już ma cały sprzęt) biureta kosztuje majątek a już nie wspomnę o wagach laboratoryjnych :|
Chemiku, nie strasz ludzisk... ;)

Do określenia ilości NaOH potrzebnej do uzyskania pH powyżej 7 (środowisko lekko zasadowe), potrzebujemy:
1. naważkę analityczną NaOH cz.d.a. do sporządzenia 1 litra roztworu 0,1-molowego,
2. 1 litr wody destylowanej,
3. wskaźnik błękit bromotymolowy (najlepiej roztwór w spirytusie),
4. pipetę wielomiarową 25 cm3 (na przykład),
5. jakaś przeźroczysta zlewka, może być słoik 450 cm3.

Aby nie bawić się w obliczenia, czyli dla uproszczenia sobie życia proponuję zrobić tak. Pipetą pobieramy 25 cm3 destylatu, wpuszczamy go do słoika. Wkrapiamy 1 kroplę roztworu błękitu bromotymolowego. Roztwór przybiera barwę pomarańczowo-czerwoną. Pipetę płuczemy w wodzie destylowanej. Pobieramy pipetą wielomiarową 25 cm3 0,1-molowego roztworu NaOH. W lewą rękę bierzemy zlewkę (słoik) z destylatem i powoli nim kręcimy mieszając zawartość, a prawą wkraplamy powolutku 0,1-molowy NaOH. Obserwujemy zmianę barwy roztworu w soiku. Przejdzie ona z pomarańczowo-czerwonego, poprzez zielony, jasnoniebieski, do niebiesko-fioletowego. Kończymy wkraplanie NaOH gdy kolejna kropla nie powoduje już dalszej zmiany koloru.

Załóżmy, że zużyliśmy 6,5 cm3 NaOH 0,1-mol.
1 cm3 roztworu NaOH 0,1-mol zawiera 0,004 g NaOH,
oznacza to, że na 25 cm3 (0,025 dm3) destylatu potrzeba 6,5 x 0,004 = 0,026 g czystego NaOH,
co daje 0,026 g / 0,025 = 1,04 g NaOH na 1 lirt bimbru.

Nie jest to aż tak skomplikowane. Wszelkie odczynniki są do nabycia w POCh.

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 18:41

Hmm... piękny przepis, bardzo poetycki rzekłbym i brzmi przekonująco :D . Czyli możemy uznać, że pierwszy etap (NaOH) mamy załatwiony, uzyskaliśmy właściwe pH, coś się zmydliło przy okazji, bimberek już nie śmierdzi i się cieszymy. Zastanówmy się jak zastosować KMnO4 w dalszej kolejności...hmmm.... 8)

Awatar użytkownika
Chemik student
101%
101%
Posty: 355
Rejestracja: 2006-05-26, 11:35
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: Chemik student » 2006-06-06, 18:45

@greg
Nie wiem kiedy robiłeś zakupy w POCh ale na pewno nie sprzedają klientą indywidualnym bo byłem ostatnio i wołali odemnie czy mam działalność :evil:
Więc zakupów tam już nie robie mam swój sprawdzony sklep w necie gdzie można wszystko dostać (nawet oznaczone jako niebezpieczne lub toksyczne).
A zmiareczkować NaOH to jeszcze nie wszystko zapomniałeś o nadmanganianie
A pipetą już raz miareczkowałem i trochę się trzeba namęczyć biureta jest dużo wygodniejsza bo ma kranik :D .
A szkło jeszcze w POCh kupić można taka pipeta wielomiarowa to też nie taka tania coś koło 20zł

greg
60%
60%
Posty: 221
Rejestracja: 2006-05-17, 23:21

Post autor: greg » 2006-06-06, 19:01

@Chemik

OK, nie trzeba kupować w POCh, wystarczy pierwszy z brzegu sklep chemiczny :)
Co do miareczkowania pipetą wielomiarową, jest to na prawdę proste. 3-4 podejścia i już każdy nabierze wprawy, na początku też wydawało mi się to trudne do opanowania, ale wszystko jest dla ludzi. Co do kosztów pipety, dla oszczędnych: proponuję wizytę w pobliskiej aptece i zakup strzykawek 20, 5 i 2 cm3, koszt - kilkadziesiąt groszy, dokładność pomiaru gwarantowana :)

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 19:04

Przypomniało mi się właśnie co się stało gdy chciałem zastosować oba środki, więc po zastosowaniu NaOH (w ilości zgodnej z moimi wcześniejszymi ,,obliczeniami '') potraktowałem roztworem KMnO4 (w ilości na oko hah, gdzieś tak dwa czubki noża na litr).
I oto co się wydarzyło : normalnie powinien wytrącić się osad po nadmanganianie po jakichś paru dniach, a tutaj osad się nie wytrącił wcale, uzyskałem ciecz w kolorze rdzawo-brązowym. Chcąc ratować co się da przpuściłem ponownie ową ciecz przez sprzęt... i wyszedł z tego taki smród, że nadawał się tylko do WC, a na dnie boilera został też jakiś syf okrutny :( .

Awatar użytkownika
Chemik student
101%
101%
Posty: 355
Rejestracja: 2006-05-26, 11:35
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: Chemik student » 2006-06-06, 20:38

Jeśli nadmanganian nie przereagował do końca (chociaż kolor wskazuje że raczej przereagował) to zawsze można dodać nadmiaru NaOH na koniec to reszta przeraguje sobie z etanolem i powstanie jeszcze trochę soli octanowych. Skąd zapach nie wiem??
Ja jak użyłem nadmanganianu to wszystko potem przepuściłem przez filtr do kawy potem dodałem węgla w pyle i do gara (z tym węglem). Efekt brak zapachu smak jak rektyfikat polmosu (no tylko trochę słabsze bo na moim starym sprzęcie to wychodzi ok. 90-92% po drugiej destylacji)

Ps. osad strącił mi się już po 3h ale zastosowałem nadmiar NaOH

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 21:57

Hmm... czegoś jednak nie rozumiem (a bardzo bym chciał). W tekście od którego zaczęliśmy się zastanawiać nad problemem mamy napisane, że KMnO4 jest szczególnie silnym utleniaczem (tere fere, silny to jest dwuchromian potasu dopiero, ale co tam hah...) w środowisku kwaśnym i w związku z tym podnosimy pH do lekko obojętnego przy pomocy roztworu NaOH, aby uniknąć utlenienia etanolu (i przy okazji pozbyć się paru innych niechcianych związków z destylatu), a utlenić same zanieczyszczenia (które rozumiem, nie wymagają tak ostrych warunków utleniania, znaczy się lekko zasadowe pH nie jest przeszkodą w ich usunięciu przy pomocy KMnO4). Mówisz, że aby pomóc nadmanganianowi przereagować do końca, można zastosować na koniec nadmiar NaOH, tym samym podnosząc odczyn, czyli osłabiając działanie utleniające KMnO4, czyli nie pomagamy mu raczej się zużyć na utlenianie... nie jestem chemikiem (może są jakieś jeszcze reakcje uboczne o których nie mam pojęcia), ale staram się rozumować logicznie (w miarę skromnych mozliwości :oops: ). Wybaczcie upierdliwość :D .

Awatar użytkownika
Chemik student
101%
101%
Posty: 355
Rejestracja: 2006-05-26, 11:35
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: Chemik student » 2006-06-06, 23:22

To nie całkiem o to chodzi że im wyższe pH (bardziej zasadowe) tym mniej reaktywny jest nadmanganian, może napisze po kolei:
silnie kwaśne pH - nadmanganian jest bardzo reaktywny i utlenia jak leci
lekko kwaśne pH - nadmanganian jest dość mocno reaktywny
obojętne pH - prawie zero reakcji a jak występują to są powolne
lekko zasadowe pH - to o które nam chodzi
silnie zasadowe pH - nadmanganian jest dość mocno reaktywny (pare minut i w 100% przereaguje z etanolem)
Jest to tylko orientacyjne zestawienie(np. z niektórymi odczynnikami będzie on reagował tylko w kwaśnym środowisku a z innymi dokładnie odwrotnie)

Oczywiście nadmanganian nie jest tutaj katalizatorem a reagentem dlatego jego ilość musi być ściśle dobrana do ilości zanieczyszczeń do utlenienia.

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-06, 23:49

Hah,wiedziałem,że czegoś nie wiedziałem :D .Teraz zastanawiam się nad jedną ostatnią kwestią - czy pozostałości po naszej obróbce (w sensie te wytrącone/usunięte związki) nie będą stanowić problemu (śmierdzieć,rozkładać się niekorzystnie czy coś) gdyby chcieć jeszcze raz taką ciecz przedestylować ? Czy może lepiej dać sobie spokój i po prostu zastosować końcową obróbkę (węgiel aktywny + filtrowanie) ? Jak myślicie ? :roll:

Awatar użytkownika
Chemik student
101%
101%
Posty: 355
Rejestracja: 2006-05-26, 11:35
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: Chemik student » 2006-06-07, 12:14

Pod warunkiem, że użyłeś czystych związków to nie ma szans że coś będzie śmierdzieć. :D
Sprawdziłem to również doświadczalnie wlałem do probówki trochę spirytusu, i dolałem wodnego roztworu węglanu sodu z nadmanganianem (ilości jakieś 10 razy większe niż być powinny) jak nadmanganian przereagował do końca z alkoholem to zagotowałem próbę nad palnikiem i jedyny zapach jaki wydobywał się z próbówki to był czysty spirytus. :D :D :D

Cucta
10%
10%
Posty: 16
Rejestracja: 2006-06-06, 15:40

Post autor: Cucta » 2006-06-07, 13:18

Nic dodać, nic ująć. Możemy chyba uznać temat za wyczerpany. Dziekuję Panom za treściwą dyskusję :D .

Bimbromir
0%
0%
Posty: 3
Rejestracja: 2006-05-22, 09:17

Post autor: Bimbromir » 2006-07-12, 23:24

Pytanie dio Grega
Przy jakim pH kolor roztworu przestaje się zmieniać i czy mając phametr mogę po prostu dodawać NaOH do surówki do momentu uzyskania właściwego pH i na tym poprzestać ?

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 0 gości