No Image

Этиловый спирт замерзает при температуре

СОДЕРЖАНИЕ
2 просмотров
21 января 2020

Свойства спиртных напитков всегда интересовали человека, ведь из-за особого состава они непохожи на все остальные жидкости, предназначенные для питья. Для того чтобы понять это, даже не нужно было знать формулы веществ. Как пример, историки знают об особенно холодных зимах в Европе по сохранившимся документам, где указано, что в погребах даже замерзало вино. Какова температура замерзания спирта и содержащих его напитков, тогда не было известно. В наши дни наука продвинулась вперёд и этот вопрос можно прояснить.

Этиловый спирт

Так как в алкогольных напитках (и прошлых столетий, и современных) содержится именно этиловый спирт, его свойства наиболее интересны не только химикам и физикам, но и всем остальным людям. Зная соотношение спирта и воды в напитке, можно рассчитать, при какой температуре он превратится в лёд и возможно ли это в бытовых условиях.

Этанол – он же этиловый, винный спирт, метилкарбинол или же просто спирт – в стандартных условиях представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Он горюч и выделяет летучие пары. Вкус и запах продукта примерно представляют себе все. Одноатомный насыщенный спирт со знакомой со школьной скамьи формулой C2H5(OH) используется не только в производстве алкоголя, но и как топливо, растворитель, компонент дезинфицирующих средств и лекарств, в парфюмерии, пищевой и химической промышленности. В медицине применяется раствор спирта 96-ти или 70%, который должен быть предварительно очищен.

Как замерзает этиловый спирт

Замерзание – это тот момент, когда вещество меняет агрегатную форму, переходя из жидкой формы в твёрдую, кристаллическую. На этот процесс оказывают влияние состав и молекулярные свойства вещества, наличие в нём примесей, уровень атмосферного давления в момент охлаждения и другие факторы.

Что касается этилового спирта, то достигнуть этого состояния в естественных природных условиях на планете Земля ему не суждено: абсолютная температура замерзания спирта равна -117°C. По другим данным это показатель составляет -114 или 115°C. Вот какой продукт не боится никаких морозов, может, поэтому прочно ассоциируется с согреванием.

Спиртовые растворы

Спиртосодержащие напитки тоже устойчивы к холоду, но заморозить их всё же возможно – как вино из европейских погребов, которое фактом своего замерзания ясно говорило об экстремальных для тех широт и времени температурах. Всё дело в воде и других добавках, которые делают из чистого спирта раствор, разбавляя его концентрацию.

Раствор, в котором спирта в 2 раза меньше, чем воды, замерзает при -17°C. Если соотношение спирта и воды составляет 1:3, то его температура замерзания будет уже -11 градусов ниже нуля.

Водка представляет собой 40%-ный раствор спирта, то есть в ней 6 частей воды и 4 части спирта. Она замерзает при 25–29° ниже нуля. Если же напиток превратился в лёд при более высокой температуре, например, -20 градусах, это уже серьёзный повод усомниться в его качестве и составе. Водка, разбавленная пополам с водой, переходит в твёрдое состояние уже при -7,5°C.

Читайте также:  Что приготовить из замороженных ягод смородины

При этом водка замерзает постепенно, но не так, как вода. Сначала она становится вязкой, желеобразной, а потом индевеет отдельными пластинами. Это связано с тем, что по мере замерзания в растворе увеличивается концентрация этанола, процесс отвердевания протекает неравномерно. Загустевшая водка не имеет характерного вкуса и запаха, за счёт чего пьётся легко, а потому очень просто увлечься экспериментом, перебрать с её количеством и получить серьёзное отравление.

Пиво относится к слабоалкогольным напиткам, так как содержит мало этанола. И замерзает оно уже при -2 градусах, о чём знают все, кто хоть раз забывал пиво в морозилке, надеясь охладить его быстрее. Пить такой напиток не опасно, однако он может потерять во вкусовых качествах. То же самое относится и ко всем слабо- и среднеалкогольным напиткам: вину, вермуту, коктейлям.

Интересно, что сильное охлаждение играет существенную роль в приготовления ряда алкогольных напитков. Некоторые разновидности бренди и метаксу по технологии специально подвергают выдержке при -6°C в течение нескольких месяцев.

Другие разновидности спирта

Изопропиловый спирт используют в качестве заменителя этанола в косметике, парфюмерии, для производства растворителя, антифриза, для сварки оптических волокон и так далее. Замерзает при -90°C. 70%-ный изопропанол применяется в качестве антисептика, пропитывающего медицинские салфетки. Его температура замерзания выше, примерно -29 градусов.

Метиловый спирт (метанол, древесный спирт, метилгидрат) имеет формулу CH₃OH. Сильный растворитель, в основном используется для производства формальдегида. Метанол – опаснейший яд, причём даже в малых количествах. 60%-ный раствор метилового спирта замерзает при температуре -75,7°C, 20%-ный – при -15°C, 10%-ный – при 5,6°C.

Нашатырный спирт – это водный раствор гидроксида аммония. Известен своим резким запахом и способностью приводить в чувство при обморочном состоянии. Также его применяют для того, чтобы вызвать рвоту при отравлении алкоголем: нужно выпить раствор нашатыря, 5-10 капель на 100 мл воды. Чаще всего в медицинских и бытовых целях нам помогает 10% раствор аммиачной воды, который обладает свойством замерзать уже при -12 градусах по Цельсию. 25%-ный раствор затвердевает при температуре -56°C.

В исторических хрониках несколько раз отмечалось наступление очень холодных зим в Европе. Опирались хроникёры на непреложный факт — в погребах замерзало вино. Определить точное значение температур тогда не могли (не было технологии и приборов), но для предков это был абсолютный показатель холода. Какова же истинная температура замерзания спирта?

Изменение состояния

Температурный показатель перехода из одного агрегатного состояния в другое (жидкость→твёрдое) у каждого раствора свой. На это явление оказывают влияние следующие факторы:

  • Молекулярные свойства жидкости;
  • Атмосферное давление;
  • Пропорции составляющих, примесей.

Абсолютный показатель — температура замерзания спирта (этанола C2H5OH) равна -117ºС (также указываются -114,-115). На поверхности Земли такая температура невозможна. Все спиртосодержащие жидкости неплохо справляются с холодом. Некоторые виды бренди и метаксу несколько месяцев специально выдерживают в помещениях с температурой -6ºС.

Читайте также:  Тесто на минералке для пирожков без дрожжей

Водяной раствор

Добавки и вода превращают чистый спирт в раствор. Соответственно меняются показатели полной заморозки. Смесь воды и спирта (6:4) называется водкой. Диапазон изменения агрегатного состояния -25 -29 °C. Этот небольшой разброс существует из-за качества спирта (в водке он уже не такой чистый). Если «истинно русский продукт» неожиданно замёрз при минус 20, то лучше его не употреблять. Фазированные значения зависимости температуры замерзания от концентрации водно-спиртового раствора сведены в следующую таблицу.

Содержание

Состав раствора [ править | править код ]

Лето [ править | править код ]

Летом в качестве основного компонента стеклоомывателя используется вода. Для улучшения свойств стеклоомывателя в неё добавляют поверхностно-активные вещества, красители и отдушки.

Зима [ править | править код ]

Из-за невозможности использования при низких температурах воды применяются незамерзающие жидкости (разг. — незамерзáйка). В странах, где существует достаточно либеральное госрегулирование спиртосодержащей продукции, используются смеси технического этилового спирта с водой. Этиловый спирт замерзает при температуре −114,1 °C, а его смеси с водой — от этой температуры до нуля градусов в зависимости от содержания спирта. При использовании этилового спирта вводятся денатурирующие добавки, делающие потребление средства в качестве алкогольного суррогата невозможным.

С 2007 года многие производители в Российской Федерации стали выпускать зимние стеклоомыватели с составом до 9 % этилового спирта (содержание менее 9 % позволяет не уплачивать акцизный сбор на спиртосодержащую продукцию), изопропиловый спирт, поверхностно-активные вещества, красители и отдушки.

Начиная с 2013 года некоторые производимые в России жидкости изготавливаются с добавлением токсичного этиленгликоля, либо безвредного пропиленгликоля. [ источник не указан 1106 дней ]

При температуре −25 °C замерзает: водный раствор метанола 35%vol, водный раствор этанола 40%vol и водный раствор изопропанола 45%vol [ источник не указан 1346 дней ] .

Зависимость температуры замерзания смеси этилового спирта с водой, в зависимости от концентрации спирта в смеси (по массе), представлена на следующей таблице [1] [2] :

Содержание
этанола
по массе, %
Плотность,
г/см³ [ источник не указан 1346 дней ]
Температура
замерзания,
°C
2,6 0,9936 −1,0
4,80 0,9897 −2,0
7,4 0,9866 −3,0
9,6 −4,0
11,4 0,9801 −5,0
13,3 −6,0
16,5 −8,0
18,8 0,9702 −9,4
19,1 −10,0
20,3 0,9682 −10,6
22,1 0,9658 −12,2
24,2 0,9628 −14,0
26,7 0,9591 −16,0
29,9 0,9540 −18,9
33,8 0,9472 −23,6
39.0 0,9372 −28,7
46,3 0,9219 −33,9
56,1 0,9001 −41,0
71,9 0,8631 −51,3
Читайте также:  Тугое дрожжевое тесто что делать

Зависимость температуры замерзания смеси изопропилового спирта с водой от концентрации представлена в таблице [3] :

Концентрация
изопропанола
по объёму, %
Концентрация
изопропанола
по массе, % [ источник не указан 1346 дней ]
Температура
замерзания,
°C
10 8 −4
20 17 −7
30 26 −15
40 34 −18
50 44 −21
60 54 −23
70 65 −29
80 76 −37*
90 88 −57*
100 100 −90*

Интересные факты [ править | править код ]

  • В середине 90-х годов 20-го века в России в качестве зимнего стеклоомывателя зачастую использовалась дешёвая водка, замерзающая при температуре окружающего воздуха около −25°С, содержание этилового спирта в которой составляет 40% объёма или ≈ 35% веса. По стоимости водка была дешевле, чем стеклоомыватель промышленного изготовления, при этом она была существенно более доступна в продаже.
  • Проверить качество незамерзающей жидкости (а именно — температуру замерзания) легко с помощью морозильной камеры (средняя температура — от −15°С до −25°С) и уличного термометра. Необходимо учесть при проведении эксперимента, что незамерзающая жидкость не переходит в состояние твердого льда, как вода, превращаясь в монолит, а постепенно становится гелеобразной массой, медленно кристаллизуется). Следует также учитывать, что при быстром движении автомобиля на обдуваемом ветровом стекле температура жидкости ниже, чем окружающая температура воздуха, по причине её активного испарения из-за непрерывного обдува стекла встречным потоком воздуха.
  • Если жидкость в патрубках подачи стеклоомывателя всё-таки замёрзла, рекомендуется отогнать машину в отапливаемый гараж и подождать, пока патрубки оттают, затем слить некачественную незамерзайку и залить проверенную. В полевых условиях возможно достичь размораживания жидкости в патрубках, накрыванием капота и решетки радиатора машины теплоизолирующим материалом (одеяло, кошма). После этого завести двигатель. Через некоторое время подкапотное пространство нагреется и жидкость в патрубках отмёрзнет.
  • Во многих автомобилях появляется предупреждение, когда уровень жидкости низкий, при этом некоторые производители автомобилей заменяют поплавковый датчик, генерирующий этот сигнал с помощью простого двухконтактного зонда в баке. Для этого требуется проводящая жидкость. Известны случаи, когда бортовой компьютер сообщал об ошибке в случае использования дорогих стеклоомывателей на основе изопропанола. В результате складывалась парадоксальная ситуация, когда для корректной работы автоматики автомобилистам приходилось использовать дешевую, не сертифицированную жидкость (на основе этанола или метанола).

См. также [ править | править код ]

Примечания [ править | править код ]

  1. ↑ Справочник лаборанта-химика. Писаренко В.В. 1970. с. 79
  2. ↑ Ацетатные растворители в лесохимической промышленности. Справочное пособие по физико-химическим свойствам низкомолекулярных кислот, спиртов и сложных эфиров. Чащин А.М., Глухарева М.И. 1988. с. 46
  3. ↑Isopropanol (2-Propanol) based Water Solutions (англ.)

Литература [ править | править код ]

А. Вайсбергер, Э. Проскауэр, Дж. Риддик, Э. Тупс. Органические растворители. — М.: Издатинлит, 1958.

Комментировать
2 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector