ЭлБиб

ÕÐÀÍÅÍÈÅ È ÏÅÐÅÐÀÁÎÒКÀ ÑÅËÜÕÎÇÑÛÐÜß, ¹ 2, 2015

Изучение механизма гидратации этанола

в водно-этанольных бинарных смесях методом

ЯМР-спектроскопии

Êлþчевые слова

вода, гидротация, смесь, спектр, этанол, ЯМР-элект-

роскопия.

Реôерат

Для количественной оценки влияния способа смеши-

вания этанола и воды на степень гидратации этанола

были проведены исследования ßМÐ-спектров бинар-

ных смесей. Èзучены ßМÐ-спектры двух серий раст-

воров по десять образцов смесей в каждой с различ-

ными объемными соотношениями «спирт:вода». Ñерии

отличались способом смешивания ингредиентов: в

первой серии смеси готовили путем вливания спирта в

воду, а во второй серии — путем вливания воды в

спирт при интенсивном перемешивании. Методом ßМÐ-

спектроскопии подтвержден ранее выявленный феномен

различия гидратации этилового спирта в зависимости

от способа смешивания ингредиентов. Впервые раз-

личными способами смешивания получены ßМÐ-

спектры смесей различных соотношений спирта и воды.

Выявлена аномальная гидратация спирта при его

концентрациях от 30 до 70 об.%. Установлено, что при

введении спирта в воду гидратация спирта более

благоприятна, чем при введении воды в спирт в силу

сформулированных особенностей кинетики процесса

гидратации. Ïутем использования тяжелой воды

показано, что эффективность гидратации связана с

интенсивностью протонного обмена между мо-

лекулами воды и гидроксилами спирта. Ïоэтому сме-

шивание должно осуществляться таким образом, что-

бы стимулировать интенсивность такого обмена. Ðаз-

работана гипотеза влияния концентрации воды и спо-

соба смешивания ее со спиртом на гидратацию пос-

леднего. Высказано предположение о наличии «клас-

терного механизма» гидратации этанола, который мо-

жет быть количественно описан при помощи теории

скейлинга.

Àвторы

Сидоренко Юрий Ильич, д-р техн. наук

Токарева Татьяна Юрьевна

Московский государственный университет

пищевых производств

125080, Москва, Волоколамское шоссе, 80

e-mail:

sidorenko@mgupp.ru

Сидоренко Алексей Юрьевич, канд. техн. наук

ÀÎ «ÒД «Áиоснабсбыт»

142279, Московская обл., п. Îболенск

e-mail:

SIDORENKO198@yandex.ru

Привалов Виктор Иванович, канд. физ.-мат. наук

Èнститут общей и неорганической химии

имени Í.Ñ.Курнакова

119991, г. Москва, ГÑÏ-1, Ëенинский пр-т, д. 31

e-mail:

privalov@igic.ras.ru

Study of the Mechanism of Ethanol in the Hydration

Water-Ethanol Mixtures Binary NMR Spectroscopy

Keywords

water, hydration, the mixture spectrum, ethanol, NMR

electroscope.

Abstract

For quantifying the effect of the mixing of water and

ethanol on the degree of hydration of ethanol were studi-

ed NMR spectrs of binary mixtures. NMR spectrs were stu-

died in two series of ten samples of the solutions in each of

the mixtures with various volume ratios of alcohol: water.

Series distinguished by manner of mixing the ingredients:

the first series of mixtures were prepared by injecting the

alcohol into the water, while the second series — by pour-

ing water into ethanol with vigorous stirring. By NMR spec-

troscopy confirmed the phenomenon of previously identi-

fied differences ethanol hydration depending on the

method of mixing the ingredients. First obtained NMR

spectra of mixtures of various ratios of alcohol and water,

obtained by different methods of blending. Alcohol hydra-

tion detected abnormal when concentrations of 30 to

70 vol.%. Found that the introduction of the alcohol in the

alcohol hydration water is more favorable than for the

introduction of water into the alcohol by virtue of features

set forth hydration kinetics. By using heavy water is shown

that the efficiency of the Hydration associated with the

intensity of the proton exchange between the water mole-

cules and the hydroxyl alcohol. Therefore, mixing should

be done in such a way as to promote the intensity of this

exchange. Developed the hypothesis the effect of concen-

tration of water and the mixing process it with the alcohol

hydration latter. It is suggested that there is a «cluster

mechanism» hydration of ethanol, which can be described

quantitatively by means of the scaling theory.

Authors

Sidorenko Yuriy Ilyich, Doctor of Technical Science

Tokareva Tatyana Yuryevna

Moscow State University of Food Production

11, Volokolamskoye Shosswe, Moscow, 125080

e-mail:

sidorenko@mgupp.ru

Sidorenko Aleksey Yuryevich, Candidate of Technical

Science

JSC «TH» Biosnabsbyt»

Obolensk, Moscow Region, 142279

e-mail:

SIDORENKO198@yandex.ru

Privalov Viktor Ivanovich, Candidate of Physical

and Mathematical Sciences

Institute of General and Inorganic Chemistry

named after N.S.Kurnakov

31, Leninsky Prospekt, GSP-1, Moscow, 119991

e-mail:

privalov@igic.ras.ru

11.

воловенко, Ю.М.

Спектроскопия ядерного магнит-

ного резонанса для химиков / Ю.М.Воловенко, В.Г.Кар-

цев, И.В.Комаров, А.В.Туров В.П.Хиля. — М.: ICSPF,

2011. — 693 с.

10. Sil'verstein R., Vebster F., Kiml D.

Spektrometri-

cheskaya identifikatsiya organicheskikh soedinenii

[Spectro-

metric identification of organic compounds]. Moscow,

BINOM Publ., 2012. 557 p.

11. Volovenko Yu.M., Kartsev V.G., Komarov I.V., Tu-

rov A.V., Khilya V.P.

Spektroskopiya yadernogo magnitnogo

rezonansa dlya khimikov

[Nuclear magnetic resonance

spectroscopy for chemists]. Moscow, ICSPF Publ., 2011.

693 p.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека