Frage von McLink, 34

Herstellung Ethanol?Wie funktioniert das genau?Synthese von Ethen und Wasser im Gegenwart eines Katalysators(Säure)?2. Fragen?

Ich habe eine Frage zum Thema Ethanol und dessen Herstellung. So wie ich weiß gibt es die biologische Herstellung und dann noch die industrielle Herstellung bei Ethen und Wasser synthetisiert wird. Zumindest sind das die zwei wichtigsten. Nur eins verstehe ich nicht. Warum braucht man dafür einen Katalysator. Ich weiß zwar das sie dazu verwendet werden um die Aktivierungsenergie herunterzusetzen nur verstehe ich nicht genau wie sie es machen. Ich weiß auch, dass das mit den Protonen des Katalysators zusammenhängt. Kann mir das vielleicht jemand genauer erklären. Meine zweite Frage wäre. Da die großtechnische Herstellung billiger und schneller geht, warum nutzt man nicht dieses Ethanol zur Getränkherstellung. Wieso ist das in Deutschland verboten? Ich meine das wäre doch viel billiger als die Gärung durch Hefen

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 20

H₂C=CH₂ + H₂O   ⟶   CH₃–CH₂OH

Ein Katalysator arbeitet, indem er einen alternativen Reaktionsweg anbietet. Reines Wasser addiert sich an die Doppelbindung sehr langsam (in der Praxis so gut wie gar nicht).

Die säurekatalysierte Reaktion funktioniert so: Zunächst stellt die Säure ein H⁺ zur Verfügung. Das dockt an Ethen an, und es entsteht ein Car­benium-­Ion CH₃–CH₂⁺. Das positiv ge­lade­ne C-Atom hat nur ein Elektronen-Sextett und ist sau­reaktiv [sic!]. Alles mit einem ein­samen Elektronen­paar kann da sofort ran­gehen, z.B. ein H₂O, und dann entsteht CH₃–CH₂OH₂⁺, ein proto­nierter Al­ko­hol (sub­stituier­tes Oxonium-Ion). Der gibt sein über­schüssi­ges H⁺ wieder ab, und das Produkt ist fertig.

Der schmerzhafte Schritt ist die Bildung des Carbenium-Ions, weil sich die nicht gerne bilden. Aber je saurer es ist, umso mehr Carbenium-Ionen hast Du in der Suppe (Massen­wirkungs­gesetz), und umso schneller läuft die Reaktion.

(Je nach verwendeter Säure ist es auch denkbar, daß nicht H₂O, sondern das Anion der Säure ans Carbenium-Ion ranaddiert. Dabei würde sich ein Ester bilden, und wenn der unter den Re­aktions­bedin­gungen wieder hydro­lysiert [→Alkohol], dann wäre das eine weitere Katalyse, die nichts am Resultat ändert)

Antwort
von Mandrin1000, 10

Hallo, Äthanol wird aus Äthylen und Wasser hergestellt.

CH2=CH2  + H2O ergibt CH3-CH2-OH

Als Katalysator verwendet man Schwefelsäure (H2SO4). Dadurch entstehen zuerst aus Äthylen und Schwefelsäure Schwefelsäureester als Zwischenverbindung. Diese ergeben dann mit Wasser Äthanol. Also der Katalysator, hier in diesem Falle die Schwefelsäre hat eine vermittelnde Wirkung, indem aus ihr und Äthylen zuerst Schwefelsäureester entstehen, die dann mit Wasser Äthanol ergeben.

Kommentar von McLink ,

Danke. Habe meine Prüfung aber schon hinter mir:)

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