Получение глицерина

     

  Дегидратацией изопропилового спирта получают углеводород пропилеи

      

Действием галоидов (Сl или Вг) на пропилен сначала получают дихлорпропан (или дибромпропан)

           

затем образуется трихлоргидрин глицерина

          

При нагревании трихлоргидрина с водой в результате обмена атомов галоида на гидроксильные группы получают глицерин

 

Глицерин может быть получен и биохимическим методом, например, он может образоваться при спиртовом брожении промышленных отходов сахарного производства. Здесь наряду с этиловым спиртом получается и глицерин, но в значительно меньших количествах. Примерно около 3,5% сахара, подвергшегося брожению, расходуется на образование глицерина. При введении в бродящую смесь соды или сульфита натрия сильно увеличивается выход глицерина — до 35—40% и выше в пересчете на израсходованный сахар. Получение глицерина методом брожения сахара в нашей стране не нашло практического применения. 
 
 

Физические свойства глицерина. 

Чистый глицерин представляет собой сиропообразную бесцветную прозрачную жидкость без запаха, сладкую на вкус. Он гигроскопичен и может поглощать из воздуха до 40% влаги по отношению к своей, массе. Глицерин тяжелее воды и хорошо растворяется в ней в любых соотношениях. При смешивании глицерина с водой происходит сжатие объема смеси при одновременном повышении температуры. Это явление называется контракцией. Наибольшее уменьшение объема происходит при смешивании 57 частей по массе глицерина с 43 частями по массе воды.

Глицерин не смешивается с жирами и жирными кислотами. Это свойство используется в производстве при расщеплении жиров для отделения жирных кислот от водного раствора глицерина. Однако при высоких температурах глицерин растворяет жиры и жирные кислоты. При охлаждении растворов они выделяются из него практически полностью.

Температура вспышки глицерина в открытом тигеле при атмосферном давлении равна 174 °С, а температура воспламенения 187°С. Температура самовозгорания его около 393°С. При температурах ниже 28,75°С упругость пара чистого глицерина можно считать равной нулю, таким образом, при комнатной температуре глицерин улетучиваться не может.

Плотность глицерина имеет большое практическое значение для контроля его производства, так как по этому показателю при помощи специальных таблиц в лабораторной практике определяют процентное содержание глицерина в водных растворах (табл. 10).

Плотность 100%-кого глицерина при 15 °С равна 1265,57 кг/м3, а при 20°С—1261,08 кг/м3.

Если плотность глицерина определяют не при 20°С, то можно привести плотность глицерина к 20° С, пользуясь его коэффициентом температурного расширения. Для глицерина он равен ±6,7 кг/м3 на 1°С.

Показатель преломления глицерина определяют обычно при температуре 20°С. По показателю преломления чистых водных растворов можно быстро и точно определить в них содержание глицерина (табл. 11).

Глицерин смешивается в любых соотношениях с метиловым и этиловым спиртами, хорошо растворяется в ацетоне. Однако в таких растворителях, как бензол, хлороформ, четыреххлористый углерод, петролейный эфир он не растворяется. В диэтиловом эфире растворимость глицерина очень мала — в 1 л эфира 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

растворяется всего 2,5 г глицерина. Глицерин сам является растворителем некоторых органических и неорганических веществ. Например, растворимость сернокислого кальция (CaS04) в глицерине составляет 5,17%, а в воде при той же температуре — только 0,2%.

Из органических соединений в глицерине растворяются бензойная, щавелевая и салициловая кислоты, сахароза,  бензол, 

некоторые простые эфиры и другие вещества. В глицерине растворяются едкое кали и едкий натр.

При длительном стоянии и температуре ниже 0°С чистый глицерин иногда кристаллизуется в виде кристаллов ромбической формы с температурой плавления 17—18°С. Водные растворы глицерина замерзают при температуре ниже нуля. Температура замерзания водных растворов глицерина зависит от его содержания в растворах. Низшей температурой замерзания (минус 46,5°С) отличается раствор, содержащий 66,7% глицерина и 33,3% воды . 
 
 

 

  Температура кипения безводного глицерина при атмосферном давлении равна 290°С. Температура кипения водных растворов глицерина возрастает с увеличением его концентрации.

  При наличии в глицерине даже незначительных количеств растворенных минеральных веществ перегонка его происходит при некотором разложении. Температура кипения и разложения глицерина снижается, если перегонка ведется в вакууме или с перегретым паром. В табл. 14 приведены температуры кипения водных растворов глицерина при нормальном атмосферном давлении.

Глицерин представляет собой очень вязкую жидкость. Благодаря этому свойству он применяется в производстве спиртоглицериновой жидкости для гидравлических устройств самолетов. В лабораторной практике глицерин используется для проверки вискозиметров и установления их констант. При разведении водой вязкость глицерина сильно снижается.

Теплопроводность водных растворов глицерина увеличивается при нагревании и уменьшается при повышении концентрации

Удельная теплоемкость глицерина для температур 14—100°С 2,474 кДж/(кг-К); 16—170°С—2,705; 20—195°С—2,784 кДж/ (кг-К)

Теплота испарения дистиллированного глицерина при остаточном давлении 11,73 кПа равна 934 кДж/кг. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Химические свойства глицерина. 

Химические свойства глицерина вытекают из его строения как трехатомного спирта, имеющего в молекуле две первичные и одну вторичную гидроксильные группы. Реакционная способность гидроксильных групп неодинакова. Крайние гидроксилы α и α 1 более реакционноспособны, чем средний β-гидроксил. Поэтому α-гидроксилы вступают в реакцию первыми, быстрее чем β-гидроксил.

Водород гидроксильных групп глицерина способен замещаться атомами металлов, т. е. глицерин обладает свойствами трехосновной, но весьма слабой кислоты. Соединения глицерина с металлами являются алкоголятами и именуются глицератами. Глицераты щелочных металлов натрия и калия образуются при нагревании глицерина с концентрированными водными растворами едких щелочей или при действии на глицерин металлов:

      

Образование глицератов от взаимодействия глицерина с гидратами окисей и окисями металлов калия и натрия отличает глицерин от одноатомных спиртов. Это, кроме того, указывает на то, что кислотные свойства глицерина выражены значительно сильнее, чем у одноатомных спиртов.