Wie stellt man hoch konzentriertes Ethanol her?
Hey gf,
Ich habe schon im Internet gesucht, aber irgendwo hab ich nichts brauchbares gefunden. Ich würde gerne Ethanol in so hoch wie möglicher Konzentration herstellen. Durch Gärung bekommt man ja nur wenige Prozent. Mit Destillation soll's klappen, aber was muss ich destillieren und wie um Ethanol zu erhalten?
Danke schon mal im Voraus
11 Antworten
Alkohol entsteht durch Gärung, das ist die soweit bekannt. Hier gibt es nur zwei Anforderung, dann entsteht auch kein Methanol. Einmal die spezielle Hefe der Weinküfer verwenden und dann keine Blätter und Stiele in der Maische belassen. Diese Gärung führt nur zu einer ca. 18%igen Ethanollösung, mehr verträgt die Hefe nicht. Daher der zweite Schritt.
Eine Destillation mit einer Rektrifizierkolonne. Das ist eine Apparatur, wo der Brüden kondensiert und zurückläuft, dabei wird der aufsteigende Dampf mehrfach gewaschen und als Kondensat läuft das azeotrope Gemisch aus Ethanol und Wasser. Dieses Kondensat hat die Reinheit von 94 V% an Ethanol, mehr geht theoretisch nicht. Daher der dritte Schritt.
Jetzt wird in das Kondensat vorsichtig unter Rühren durch eine Presse Natrium als Draht zugegeben bis die Gasbildung aufhört. Dann ist das Wasser in NaOH und H2 umgewandelt und überschüssiges Natrium reagiert mit Ethanol zum Alkolholat. Das Ganze wird in eine sorgfältig getrocknete Destillierblase gegeben und unter Inertgas destilliert.
Hier stellt sich dann die Frage ob der Kauf von Ethanol p.A. zum Beispiel bei Merck nicht billiger kommt.
Also die einfachste Methode meiner Meinung nach ist der Kauf von vergälltem Alkohol. Der vergällte Alkohol wird dann mit Wasser gemischt. Dabei kommt es zu einer Phasentrennung, das Vergällungsmittel ist nicht wasserlöslich, der Alkohol schon. Eventuell mit etwas Salz der Phasentrennung helfen. Es kommt auf das Vergällungsmittel an, für die chemische Synthese werden andere eingesetzt als z.B. bei dem handelsüblichen Brennspiritus. Eventuell ist die Abtrennung also nicht vollständig. Ggf. durch GC prüfen.
Die wässrige Phase würde ich dann durch Destillation vorreinigen, ein Rotationsverdampfer reicht schon, um recht sauberen 60-80%igen Alkohol (trinkfertig) herzustellen.
Eine höhere Reinheit (bis zum Azeotrop mit Wasser) erhälst du durch Destillation über eine Kolonne. Um das Wasser abzutrennen, würde ich zunächst über Salz trocknen (MgSO4 o.ä.) und dann ggf. über Natrium trocknen und abdestillieren. Da Ethanol ebenfalls mit Natrium reagiert, wird meistens der Ethylester von Phthalsäure zugegeben. Die Esterspaltung mit Hydroxidionen ist nämlich unter diesen Bedingungen irreversibel.
Problem der Methodik: streng genommen ist das eine Straftat. Der so erhaltene Alkohol darf nicht verzehrt werden. Für Laborversuche ist es durchaus möglich, so vorzugehen - allerdings ist die Abtennung des Vergällungsmittels meistens unnötig.
Das wird er nicht verstehen, wenn er solche Fragen stellt. Schade um die kompetente Antwort.
Wie stellt man hoch konzentriertes Ethanol her?
Entweder durch Reaktion von Ethen mit Wasser im stöchiometrischen Verhältnis (nzw. im Ethen-Überschuß) oder durch Konzentrieren von niedrig konzentriertem Ethanol.
Durch Gärung bekommt man ja nur wenige Prozent.
Bis zu 18 bei geeigneter Hefe.
Mit Destillation soll's klappen,
Ja, das ist das Grundverfahren der Wahl für die zweite Möglichkeit.
aber was muss ich destillieren
Den vergorenen Saft oder, besser, die vergorene Zuckerlösung. Bei letzterer hast Du kein Problem mit Methanol.
und wie um Ethanol zu erhalten?
Schnapsbrennereien arbeiten anders, ich beschreibs mal labormäßig: Du dekantierst die vergorene Flüssigkeit von der Hefe ab. Anschließend prügelst Du sie einmal durch eine Destille bis zur Kopftemperatur von 85 °C (dient einem ersten Aufkonzentrieren und - wichtiger - der Trennung von noch vorhandenen Schaumbildnern. Das Destillat destillierst Du ein zweites Mal langsam bis zu einer Kopftemperatur von 80 °C. Dann hast Du je nach Sorgfalt und Apperatur einen Alkoholgehalt von 60 - 80 %. Mit einer dritten Destillation bis zu einer Kopftemperatur von 79 °C kommst Du auf einen Alkoholgehalt von bis zu 90 %. Danach ist im normalen Privatlabor Schluß mit destillieren, man kommt zwar bei Normaldruck auf theoretisch knapp 96 %, der Aufwand steigt aber überproportional an. Wenn Du ein ordentlich ausgestattetes Labor hast kannst Du natürlich bei Unterdruck (unter 93 mbar) destillieren und damit das Azeotrop knacken. Sinnvollerweise wird man aber den 90%igen Alkohol mit chemischen Verfahren entwässern. Einfach recyclebar ist wasserfreies Kupfer(II)-sulfat, davon soviel in den Alkohol bis weißes zurückbleibt, filtern, Alkoholgehalt mind. 99 %. Nicht einfach recyclebar ist Calciumoxid (gebrannter Kalk), kann aber als Gartenkalk weiterverwendet werden. Davon einfach einen Schluck rein, welcher den Wassergehalt bindet, rühren, filtern, Alkoholgehalt rund 99,7 %. Wenns noch reiner sein soll in diesen Alkohol frisch geschabte Magnesiumspäne (Feuerstarter) rein, am Rückflluß kochen und anschließend vorsichtig abdestillieren (über dem Magnesium, Kopftemperatur 78 °C nicht überschreiten). dann hast Du fast wasserfreies Ethanol. Ganz wasserfrei bekommst Du es, indem Du Molsieb 3 Å zusetzt.
Du erzeugst durch Gärung etwas schwach-alkoholisches und Destillierst das dann, bis was stärkeres dabei raus kommt.
Mit Hausmitteln erreichst du im Prinzip nicht viel, dafür brauchst du Fachkenntnisse und die geeigneten Apparaturen, die auch sehr genau regelbar sein müssen. Außerdem entsteht dabei immer auch Methylalkohl , der bekanntlich ziemlich giftig ist (Motto: Der Sprit schmeckt prima, aber wer hat das Licht ausgemacht?), und abgetrennt werden muss. Das Abtrennen gilt auch für andere (höhere) Alkohole, die bei der Vergärung entstehen (Fuselstoffe) und dem "Genießer" erhebliche Probleme bereiten. Die höchste Konzentration von Ethanol erhält man nur durch Trocknungsverfahren, die für den Hausgebrauch beim besten Willen nicht zu empfehlen sind. Zudem unterliegt Ethanol einer Steuerpflicht; das "Schwarzbrennen" ohne Anmeldung ist strafbar.
Wenn du Ethanol in hoher Konzentration und Reinheit brauchst, hol ihn dir in der Apotheke.
Wie entsteht Deines Erachtens beim Konzentrieren einer Ethanollösung Methanol?