Methylmethanoaat
De ester methylmethanoaat kan bereid worden door middel van een reactie van (vloeibare) methanol met (gasvormig) koolstofmonooxide. Deze reactie is een evenwichtsreactie:
Deze reactie verloopt onder invloed van een katalysator. Deze katalysator is methanolaat (CH30-) dat in de vorm van natriummethanolaat (CH30-Na+), opgelost in het methanol, wordt toegevoegd.
Men stelt zich voor dat reactie 1 onder invloed van de katalysator in twee stappen (beide evenwichtsreacties) verloopt. De vergelijking van de eerste stap is als volgt:
Methylmethanoaat kan door hydrolyse worden omgezet in mierenzuur (methaanzuur) en methanol:
De evenwichtsvoorwaarde van deze evenwichtsreactie is:
[mierenzuur]-[methanol] / [methylmethanoaatHwater] = K
De waarde van de evenwichtsconstante Kis 0,14 (298 K).
De reacties 1 en 2 zijn de reacties volgens welke in de industrie mierenzuur bereid wordt.
Deze bereiding vindt plaats in een fabriek volgens een continu proces via twee reactoren en een aantal scheidingsruimten (zie blokschema op de volgende bladzijde). In reactor 1 vindt onder invloed van natriummethanolaat, opgelost in methanol, (evenwichts)reactie 1 plaats. In de scheidingsruimte tussen de reactoren 1 en 2 worden alle stoffen die uit reactor 1 komen, onder andere de katalysator, van elkaar gescheiden. In reactor 2 treedt (evenwichts)reactie 2 op. Om de opbrengst aan mierenzuur te verhogen wordt in reactor 2 een overmaat water ingeleid. In het stelsel van scheidingsruimten (zie blokschema) worden alle stoffen die uit reactor 2 komen, van elkaar gescheiden.
Aangenomen mag worden dat in de fabriek geen andere reacties dan de (evenwichts)reacties 1 en 2 plaatsvinden.
Het continue proces ter bereiding van mierenzuur is hieronder schematisch in een (nog niet compleet) blokschema weergegeven.
blokschema
In deze fabriek wordt zo efficiënt mogelijk met alle stoffen omgegaan. Het bovenstaande blokschema is niet compleet: niet alle lijnen die de stofstromen weergeven, staan erin.