Суха перегонка деревини - хімія вуглецю - практична хімія

Краща деревна смола виходить з якомога більш сухий букової деревини. З інших листяних порід утворюються більш-менш подібні продукти, тоді як деревина хвойних порід з-за високого вмісту в ній природної смоли дає при перегонці смолу дещо іншого складу.

Найкраще нам вдасться відтворити перегонку букової деревини в промисловості, якщо ми візьмемо ретельно висушені шматки дерева зі старих меблів. Спробуємо, наприклад, використовувати для цієї мети залишки старого прабабусиного комода, який батько щойно розламав і викинув. Шматок дерева подрібнити - розколемо і розпиляємо його на кубики з довжиною ребра близько 1 см або тріски розміром 1,5-2 см - і заповнимо ними свій перегінний куб.

Тепер зберемо установку і включимо нагрівання та охолодження. Уже через досить короткий проміжок часу, обережно вдихаючи пари, ми відчуємо на виході з трубки для відведення газу специфічний запах паленої деревини. Цей запах, мабуть, не можна назвати неприємним.

Незабаром в приймальнику з'являються перші краплі дистиляту. З відвідної трубки виходять тільки гази [в основному, діоксид вуглецю (вуглекислий газ) і метан]. Якщо піднести до отвору цієї трубки запалений сірник, їх можна підпалити. Надалі коксові гази будуть весь час горіти самі світиться полум'ям. Оскільки вони мають сильний запах і містять діоксид вуглецю, приміщення необхідно весь час добре провітрювати.

Перегонка займає не менше години. В кінці досліду потрібно нагрівати дуже сильно, щоб деревина обвуглилася повністю. В цей час відганяється, в основному, деревна смола, утворює в приймальнику білий дим. Дистилят розшаровується на коричневу водну рідину в смолу. Коли перегонка припиниться, закінчимо досвід. Перегінний куб відкриємо тільки після охолодження, тому що сильно нагрітий деревне вугілля при зіткненні з повітрям легко самозаймається.

З 100 г деревини виходить близько 35 г деревного вугілля і 45 мл дистиляту, а інша частина деревини перетворюється в гази.

Розітремо деревне вугілля в порошок і насиплемо в склянку. Він ще стане в нагоді нам для знебарвлення розчинів. Саме так його використовують і в промисловості, перш за все в виробництві цукру.

З дистиляту виділимо деревну смолу (дьоготь). Для цього після відстоювання обережно відділимо і Отфильтруем водний шар. При випробуванні лакмусовим папірцем він виявляє сильнокислую реакцію. Це пояснюється присутністю в ньому 10-12% оцтової кислоти. Саме тому отримане речовина називають деревним оцтом. Крім того, в ньому містяться метанол - від 2 до 4%, мала кількість ацетону (пропанона) та інші речовини. Склад деревної смоли дуже складний. Вона знаходить різноманітне застосування, наприклад, нею смолять човни і просочують деревину (залізничні шпали, дерев'яні бруски для покриття проїжджої частини мостів і т. Д.) З метою захисту від гниття. Перегонкою можна розділити деревну смолу на рідке креозотове масло і деревне пек, які теж використовуються в народному господарстві. Наприклад, ковбаси при обробці парами креозоту «коптять» і тим самим охороняються від псування.

Березовий дьоготь, який виробляється, головним чином, в Росії, служить для просочення натуральної шкіри і надає їй своєрідний запах.

Для подальшої переробки наллємо деревний оцет в колбу і з'єднаємо її з дефлегматором. У верхній отвір дефлегматора вставимо термометр для вимірювання температури пари, а відвідну трубку з'єднаємо з холодильником, необхідним для конденсації пари. Можна взяти холодильник Лібіха або знову скляну трубку із зовнішнім свинцевим змійовиком. Обережно нагріємо колбу на водяній бані. Приймачем спочатку може служити маленька пробірка. При 80-85 ° С повільно відганяється кілька крапель прозорої рідини. Вона складається переважно з отруйного метанолу, який кипить вже при 64,7 ° С, малої кількості ацетону і інших речовин. Щільно закриємо пробірку пробкою - отриманий «деревне спирт» нам ще знадобиться.

Коли при 85 ° С нічого вже більше не відганяється, приберемо водяну баню і залишок в колбі на асбестірованной сітці нагріємо пальником Бунзена до кипіння. Через деякий час відганяється вода і оцтова кислота, а розчинені в деревному оцті складові частини смоли (феноли, креозот) залишаються. Коли відганяючи приблизно три чверті рідини, закінчимо перегонку. До дистиляту будемо потроху додавати вапно до тих пір, поки він не перестане фарбувати лакмусовий папірець в червоний колір. При цьому вапно реагує з оцтовою кислотою з утворенням добре розчинної етаната (ацетату) кальцію, тобто кальцієвої солі оцтової кислоти.

Розчин профільтруем і обережно паримо до отримання згаданої солі у вигляді сірого порошку. Занадто сильно нагрівати не можна, тому що інакше етанат кальцію передчасно розкладеться. У техніці цю сіль називають сірим древесноуксусним порошком. Збережемо етанат кальцію і пізніше використовуємо його для отримання оцтової кислоти і ацетону. Хто не хоче попередньо переганяти деревний оцет, може відразу нейтралізувати його вапном і упарити. В цьому випадку отриманий порошок буде досить сильно забруднений фенолами.

У промисловості оцтову кислоту зараз вже не виділяють обхідним шляхом через її кальцієву сіль, а безпосередньо витягають органічними розчинниками, що не змішуються з водою. При струшуванні з таким розчинником оцтова кислота з водного розчину переходить в шар доданого розчинника.

Джерело: Е.Гроссе, Х.Вайсмантель, «Хімія для допитливих»

Схожі статті