Температура кипения этилового спирта при атмосферном давлении — ключевой параметр в химии, фармацевтике и пищевой промышленности. В статье представлена таблица с данными о температуре кипения этилового спирта, что поможет специалистам лучше понять его физические свойства и оптимизировать процессы перегонки. Знание температуры кипения позволяет эффективно использовать этиловый спирт в лабораториях и на производстве, а также применять методы, такие как перегонка под вакуумом, для снижения температуры кипения и повышения эффективности процессов.
Дистилляция (ректификация) спирта, процесс перегонки спирта
2 мл вещества соединяют с 0,5 мл уксусной кислоты и 1 мл серной кислоты, затем нагревают до кипения; в результате появляется аромат этилацетата.
С помощью таблиц устанавливаются зависимости между плотностью водно-спиртового раствора, температурой, спиртовым содержанием и показаниями спиртомеров.
Примечание. В инструкциях термин «объемное содержание спирта» означает процентное содержание спирта в растворе по объему при 20°С.
Пример 1. Определите плотность водно-спиртового раствора с 96% спирта (по массе) при 17°С.
Согласно табл. 1, на пересечении графы с 96% спирта и строки с температурой 17°С, плотность раствора составляет 0,80391 г/мл.
Пример 2. Определите плотность водно-спиртового раствора с 60,53% спирта (по массе) при 26,32°С.
Выписывают четыре значения плотности для ближайших целых градусов температуры и процентов спирта (по массе).
Составляют вспомогательную таблицу: А — плотность раствора (г/мл) при 26,32°С с 61% спирта; В — с 60% спирта; X — искомая плотность (г/мл).
Пример 3. Определите плотность водно-спиртового раствора с 72,8% спирта (по массе) при -15,7°С.
Выписывают четыре значения плотности для ближайших целых градусов температуры и процентов спирта (по массе).
Составляют вспомогательную таблицу: А — плотность раствора (г/мл) при -15,7°С с 73% спирта; В — с 72% спирта; X — искомая плотность (г/мл).
Примечание. Для определения объемного содержания q спирта в процентах по содержанию спирта Р в процентах (по массе) используйте формулу:
где Q — плотность раствора (г/мл) при 20°С с Р процентами спирта; 0,78927 — плотность безводного спирта (г/мл) при 20°С.
Пример 1. Определите плотность водно-спиртового раствора с объемным содержанием спирта 91% при -13°С.
Согласно табл. 2, на пересечении графы с 91% объемного содержания спирта и строки с температурой -13°С, плотность раствора составляет 0,8535 г/мл.
Пример 2. Определите плотность водно-спиртового раствора с объемным содержанием спирта 21,73% при 16,28°С.
Выписывают четыре значения плотности для ближайших целых градусов температуры и процентов объемного содержания спирта.
Составляют вспомогательную таблицу: А — плотность раствора (г/мл) с 22% спирта при 16,28°С; В — с 21% спирта; X — искомая плотность (г/мл).
Пример 3. Определите плотность водно-спиртового раствора с объемным содержанием спирта 40,2% при -7,3°С.
Выписывают четыре значения плотности для ближайших целых градусов температуры и процентов объемного содержания спирта.
Составляют вспомогательную таблицу: А — плотность раствора (г/мл) с 41% спирта при -7,3°С; В — с 40% спирта; X — искомая плотность (г/мл).
Примечание. Для нахождения содержания спирта Р в процентах (по массе) по объемному содержанию q спирта в процентах используйте формулу:
где q — плотность раствора в г/мл при 20°С с объемным содержанием q спирта; 0,78927 — плотность безводного спирта в г/мл при 20°С.
Пример 1. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при 5°С показание спиртомера составляет 83,5%.
Пример 2. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при 25,34°С показание спиртомера равно 44,0%.
По таблице находят, что показанию спиртомера 44,0% при температуре 25°С соответствует объемное содержание спирта 42,04%, а при 26°С — 41,64%. Искомое содержание спирта X определяется из пропорции.
Пример 3. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при температуре 18°С показание спиртомера составляет 94,4%.
Пример 4. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при температуре 17,64°С показание спиртомера равно 93,75%.
Выписывают четыре значения содержания спирта для ближайших целых градусов температуры и показаний спиртомера.
Пример 5. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при температуре -10,7°С показание спиртомера составляет 54,3%.
Пример 1. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при температуре -15,5°С показание спиртомера составляет 87,2%.
Пример 2. Определите объемное содержание спирта в растворе, если при температуре 18,2°С показание спиртомера составляет 92,44%.
Для вычисления объема безводного спирта при 20°С в данном объеме водно-спиртового раствора умножьте объем раствора на соответствующий множитель из таблицы.
Пример 1. Определите множитель для нахождения объема этилового спирта при 20°С в водно-спиртовом растворе, если раствор находится при 31°С и объемное содержание спирта составляет 67%.
Пример 2. Определите множитель для нахождения объема безводного спирта при 20°С в водно-спиртовом растворе, если раствор находится при 17,8°С и объемное содержание спирта равно 85,98%.
При составлении таблицы учитывается поправка на вес воздуха, вытесненного раствором и гирями. Поэтому при использовании таблицы поправки на «вес воздуха» не требуются.
Читайте также:
Пример. Определите объем безводного спирта при 20°С в 1 кг водно-спиртового раствора с объемным содержанием спирта 55,9%.
Согласно табл. 6, на пересечении графы 9 и строки 55, объем безводного спирта при 20°С в 1 кг раствора составляет 0,6096 л.
Таблица I. Плотность водно-спиртового раствора в зависимости от температуры и относительного содержания спирта (по массе)
Эксперты в области химии и физики отмечают, что температура кипения этилового спирта при атмосферном давлении составляет 78,37°C. Эта характеристика делает спирт важным компонентом в различных отраслях, включая пищевую, фармацевтическую и косметическую. Важно учитывать, что температура кипения может изменяться в зависимости от примесей и условий окружающей среды. Например, в присутствии других веществ, таких как вода, температура кипения может значительно варьироваться. Специалисты подчеркивают, что знание точной температуры кипения этилового спирта позволяет оптимизировать процессы дистилляции и улучшить качество конечного продукта. Кроме того, это знание имеет значение для обеспечения безопасности при работе с веществом, так как высокие температуры могут привести к образованию паров, способных вызвать воспламенение.
Перегонка при пониженном давлении (в вакууме)
Таким образом, из сахарной, ягодной, зерновой, плодовой и любой другой браги получают дистиллят спирта.
Для ориентировочных расчетов можно пользоваться также эмпирическим правилом: при снижении давления в два раза температура кипения веществ уменьшается примерно на 15 °С.
В принципе как простая, так и фракционная перегонка под вакуумом проводится аналогично перегонке при атмосферном давлении, однако имеются и существенные отличия, на которые следует обратить особое внимание.
Рис. 77. Прибор для перегонки под вакуумом: 1 — перегонная колба; 2—насадка Кляйзена; 3 —капилляр; 4 — зажим для регулирования подсоса воздуха и капилляр; 5 — отрезок резинового шланга; 6 —отвод к ловушке вакуумной системы; 7 — алонж; 8 — приемный сосуд.
После подключения вакуума нельзя вносить какие-либо изменения в установку—подвинчивать зажимы лапок, поднимать или опускать установку и т. д.
3. Как перегонная колба, так и приемный сосуд обязательно должны быть круглодонными. Применение плоскодонных колб в вакуумных установках запрещается.
Давление внутри перегонной колбы при этом оказывается на несколько миллиметров ртутного столба выше, чем давление по манометру.
6. Если в случае перегонки при атмосферном давлении смена приемников для отбора различных фракций конденсата не представляет каких-либо затруднений, при вакуум-перегонке такую необходимость следует предусмотреть заранее.
При необходимости отбора 3—4 фракции используют так называемые «пауки» (рис. 78). Направить конденсат в тот или другой приемник можно осторожным поворотом «паука» вокруг осн.
После сборки установки ее обязательно проверяют на герметичность, для чего включают вакуум и следят за показаниями манометра. Хорошо собранная установка после отсоединения насоса держит вакуум по крайней мере несколько минут.
- Качественный самогон хорошо горит, пламя ровное, отличается сними цветом. Когда смоченная в алкоголе бумага или салфетка плохо горит или тухнет, стоит прекратить сбор самогонки.
- Когда температура достигает 83 градусов, выход дистиллята не просто снижается, а падает до нулевой отметки, то есть полностью прекращается.
- Многим самогонщикам известно, что как только крепость в струе падает ниже 40 градусов или находится примерно в этом диапазоне, то сбор основной фракции прекращают и начинают отбирать «хвосты».
- Можно воспользоваться и другим способом — просто понюхать самогонку. Как «головы», так и «хвосты» имеют довольно резкий запах, чего нельзя сказать об основной части.
| Давление (атм) | Температура кипения этилового спирта (°C) | Состояние вещества |
|---|---|---|
| 1 | 78.37 | Жидкость кипит |
| 0.5 | ~64 | Жидкость кипит |
| 2 | ~90 | Жидкость кипит |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о температуре кипения этилового спирта:
-
Температура кипения: Этиловый спирт (или этанол) кипит при температуре около 78,37 °C при нормальном атмосферном давлении (101,3 кПа). Это значительно ниже, чем у воды, которая кипит при 100 °C, что делает спирт более летучим веществом.
-
Влияние давления: Температура кипения этилового спирта изменяется в зависимости от атмосферного давления. Например, на высоте, где давление ниже, температура кипения спирта будет ниже, что может влиять на процессы дистилляции и приготовления напитков.
-
Смеси с водой: При смешивании этилового спирта с водой температура кипения смеси может изменяться. Например, при смешивании в определенных пропорциях образуется azeotrope (азеотропная смесь), которая имеет фиксированную температуру кипения и состав, отличающийся от чистого спирта и воды. Это явление важно учитывать в процессе дистилляции.
Пожарная характеристика спиртов, эфиров и ароматических углеводородов II
Ацетальдегид — альдегид этилового спирта, обладает высокой пожарной опасностью и низкой температурой кипения (21 градус). Поэтому его часто хранят на складах в водном растворе с концентрацией не более 70%.
Перегонка браги: процесс и поддержание режима
Процесс испарения подразделяется на несколько этапов. Вода испаряется при одной температуре, спирт — при другой, а сивушные масла начинают кипеть при третьей температуре.
Чтобы получить продукт высокого качества, отделить спирт от сивухи и получить неплохой самогон, поможет контроль за показателями.
В среде винокуров первак называют «головами», их отсекают и не используют, употреблять их нельзя. От общего объёма в процентном соотношении количество первака составляет около 8–10%.
Когда показатель достигнет 78 градусов, начнется выделение так называемого «тела», которое можно использовать для употребления вовнутрь.
Фракция под названием «хвосты» обладает невысокой крепостью и резким запахом. Такой самогон будет мутным, что тоже свидетельствует о его сомнительном качестве.
Дистиллятор выдает «хвосты» до тех пор, пока крепость в струе не упадет до 20 градусов. Тогда сбор этой фракции прекращают и дистилляцию заканчивают. На этом процесс самогоноварения можно считать завершенным.
Существует и альтернатива перегонке — это вымораживание. Процесс трудоемкий, но довольно интересный. Все дело в том, что вода замерзает при одной температуре, а спирт — при другой. Эффекта от вымораживания мало, но ради интереса можно попробовать.
Сравнение температуры кипения этилового спирта с другими спиртами и жидкостями
Температура кипения этилового спирта (или этанола) составляет 78,37 °C при атмосферном давлении (101,3 кПа). Это значение делает этиловый спирт одним из наиболее распространенных и изученных спиртов. Однако для более глубокого понимания его свойств и применения важно сравнить температуру кипения этилового спирта с другими спиртами и жидкостями.
Сравним температуру кипения этилового спирта с другими спиртами:
- Метиловый спирт (метанол)
- Пропиловый спирт (пропанол): Температура кипения пропанола варьируется в зависимости от изомера. Например, 1-пропанол кипит при 97,2 °C, а 2-пропанол (изопропанол) — при 82,6 °C. Это показывает, что пропанол имеет более высокую температуру кипения, чем этанол.
- Бутиловый спирт (бутанол): Температура кипения н-бутанола составляет 117,7 °C, что значительно выше, чем у этанола. Это связано с более длинной углеродной цепью и большей молекулярной массой.
Теперь рассмотрим сравнение этилового спирта с другими распространенными жидкостями:
- Вода: Температура кипения воды составляет 100 °C при стандартных условиях. Этанол кипит при более низкой температуре, что делает его более летучим и удобным для использования в различных процессах, таких как дистилляция.
- Углеводороды: Например, температура кипения бензина (смешанный углеводород) колеблется в диапазоне от 30 до 200 °C в зависимости от состава. Этанол, как более полярное соединение, имеет значительно более низкую температуру кипения, что также влияет на его растворимость в воде.
Сравнение температур кипения различных спиртов и жидкостей показывает, что этиловый спирт занимает промежуточное положение между более легкими спиртами, такими как метанол, и более тяжелыми, такими как бутанол. Это делает его уникальным в контексте его применения в медицине, пищевой промышленности и производстве.
Таким образом, знание температуры кипения этилового спирта и его сравнение с другими веществами позволяет лучше понять его физические свойства и поведение в различных условиях, что является важным аспектом для химиков и инженеров в их профессиональной деятельности.
Вопрос-ответ
Какая температура кипения этилового спирта?
Этиловый спирт, не содержащий посторонних примесей, кипит при температуре 78,4°С (при условии, что атмосферное давление будет не выше 760 мм).
Какова температура кипения этанола при атмосферном давлении?
При атмосферном давлении смеси этанола и воды образуют азеотропную смесь при концентрации этанола около 89,4 мол. % (95,6% этанола по массе, 97% спирта по объему) с температурой кипения 351,3 К (78,1 °C).
Как зависит температура кипения от атмосферного давления?
Чем выше давление, тем выше температура кипения. При атмосферном давлении вода кипит при 100°С, эфир при 35°С, железо при 2750°С, а вольфрам при 5900°С. Если давление понизится до половины атмосферного, то вода закипит при температуре чуть выше 80°С.
В каком порядке располагаются температуры кипения спирта?
Правильный порядок температур кипения изомерных спиртов: первичный > вторичный > третичный.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите таблицу температур кипения этилового спирта при различных атмосферных давлениях. Это поможет вам лучше понять, как изменения давления влияют на процесс кипения и какие параметры учитывать в своих экспериментах или производственных процессах.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на то, что температура кипения этилового спирта может изменяться в зависимости от примесей. Если вы работаете с неочищенным спиртом, учитывайте, что его температура кипения может отличаться от стандартных значений.
СОВЕТ №3
При проведении экспериментов с этиловым спиртом всегда следите за безопасностью. Используйте защитные очки и перчатки, а также работайте в хорошо проветриваемом помещении, чтобы избежать вдыхания паров спирта.
СОВЕТ №4
Если вы планируете использовать этиловый спирт в кулинарии или для домашних настоек, ознакомьтесь с температурой кипения, чтобы избежать потери аромата и вкуса при перегреве. Правильный контроль температуры поможет сохранить все полезные свойства ингредиентов.
