При какой температуре будет замерзать раствор этилового спирта
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.
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.
Источник
Материал содержит информацию о товарах, употребление которых может навредить вашему здоровью.
С понятием «спирт», «спиртовой раствор» мы сталкиваемся впервые в школьные годы, когда ставим опыты на уроках химии. Но с течением времени знания, полученные в период учебы, «испаряются» вследствие отсутствия возможности применения на практике.
Между тем кое-что из этих школьных знаний может пригодиться. Так температуру замерзания и кипения спирта полезно знать всякому, кто желает научиться отличать качественную водку от подделок, а также …автомобилистам. Поговорим об этом чуть подробнее.
Характеристики замерзания спирта
В большинстве случаев, говоря о спирте, мы имеем в виду этиловый – тот самый вид, который используется при производстве алкоголя. Его характеристиками являются температура замерзания и температура кипения. Так вот, если принять во внимание чистый этиловый спирт, то замерзнет он при очень низкой температуре: -110ºС.
Что значит «замерзнет»? Если перейти на языки химии, то это значит «перейдет из жидкого состояния в твердое». Температуру замерзания называют еще температурой плавления. Разумеется, добиться таких значений в бытовых условиях невозможно.
Почему же иногда, достав из морозилки давно забытую там бутылку водки, мы с удивлением обнаруживаем в ней куски льда?
Водно-спиртовой раствор
Дело в том, что водка не является чистым спиртом, а представляет собой раствор воды, в котором присутствует доля спирта. В зависимости от того, какова эта доля, меняется температура замерзания.
«Разброс» значений, при которых водка подвергается кристаллизации, от -27ºС до -34ºС. Это приблизительные показатели. Чем больше этанола в водке, тем ниже будет предел, когда она сможет превратиться из жидкого алкоголя в, так сказать, «алкогольное мороженое».
Интересно следующее: процесс замерзания идет постепенно, водка загустевает, превращаясь в подобие желе, и только после этого, если температура не меняется, становится твердой. И целиком она почти никогда не замерзает.
Причина: сначала меняют свои характеристики частички воды – они становятся маленькими льдинками. Концентрация спирта в бутылке становится выше, поэтому теперь раствору требуется более низкая температура, чтобы он стал льдом.
Вряд ли в холодильнике возможно создание условий, когда градус понизится до -33 или -40. Это в быту просто технически невозможно, даже если морозильная установка исправна. Поэтому полное превращение в лед вам вряд ли доведется наблюдать, а вот куски льда в бутылке – это вполне вероятно.
Таблица замерзания водно-спиртового раствора
Водно-спиртовой раствор будет менять свои характеристики в зависимости от того, какова доля этанола в нем.
Таким образом, если взять пиво (от легкого до довольно крепкого), то его можно поместить в морозилку и дождаться момента, когда оно полностью заморозится.
Вино обледенеет при температуре -7ºС, то есть тоже в обыкновенной морозилке.
А вот крепкий спиртной напиток заморозить с вероятностью 100% сложнее: все равно небольшое количество спирта останется жидким.
При скольки градусах замерзают прочие спирты?
Теперь возьмем для сравнения другие спирты. Сначала поговорим о самом «страшном» – метиловом. Он замерзнет, если температура внешней среды будет -97ºС. Для других спиртов верны следующие характеристики:
- температура замерзания пропилового -127ºС;
- амилового -78,5ºС;
- бутилового -80ºС.
Как используют способность этанола замерзать?
Вот мы и добрались до самого интересного – для чего замораживают спиртовые растворы? Все просто: для того, чтобы извлекать из них алкогольную составляющую в целях повышения крепости напитка.
А еще это свойство используют производители «незамерзайки», необходимой каждому автолюбителю в условиях нашей северной зимы. Некоторые владельцы автомобилей научились самостоятельно добавлять ей крепости в зависимости от погоды за окном.
Советуем почитать: Как происходит спиртовое брожение?
Кипение спирта
Добавим пару слов о температуре кипения. Спирт – не вода, при нагревании он гораздо быстрее начинает кипеть. При этом из него выделяются пары, вредные для здоровья человека. Вот почему важно знать, что этанол начинает закипать пи температуре +78ºС.
Водно-спиртовой раствор (в пропорциях 1 к 1) закипит при +85ºС.
Внимание: если давление растет, то температура кипения уменьшается. Цифры будут значительно отличаться от приведенных.
Вам есть что добавить к нашей статье? Мы готовы разместить ваши комментарии по теме – они будут полезны для всех. Пишите, будем делиться знаниями!
Источник
r-ruslan [8.4K] 9 лет назад 40 градусный раствор = -28,7 60 градусный раствор = (примерно) -43-44 градуса 80 градусный раствор = -55 (примерно) А вообще для таких вычислений используется второй закон Рауля T = K * C Где T – температура замерзания, К – криоскопическая константа растворителя (для воды уже знаем 1,86) C – молярная концентрация растворённого вещества А вообще вот система выбрала этот ответ лучшим дольфаника [367K] 6 лет назад Этиловый спирт быстро воспламеняется, хватит температурной точки в +11 градусов, чтобы спирт воспламенился. Этиловый спирт кипит при +78,3 градуса, а вот замерзнуть он сможет при -117 градусах. Если спирт смешать с водой в пропорциях 40 частей спирта на 100 частей воды, то смесь замерзнет уже при -28 градусах. Это данные по ГОСТу. Автомобильная “незамерзайка” замерзнет быстрее, если там малый процент спирта. Можно посмотреть правила хранения на “незамерзайке”, тогда точно можно узнать, какие минусовые температуры выдерживает разведенный спирт. Или же высчитать, отталкиваясь от температуры замерзания 40-градусной водки. Если она замерзает при -28, то 80-градусная смесь замерзнет уже при -56 градусах. И посчитать остальные значения, у меня. к сожалению, с процентами очень туго. Абсолютно точно дать какую-то точку на температурной шкале при которой замерзает водка или другие растворы этилового спирта очень сложно. Для идеальных растворов применим закон Рауля уже подробно описанный в других ответов, но вот только беда в том, что абсолютно чистую водку в отличии от абсолютно чистого спирта, обнаружить очень сложно. Чистый спирт имеет температуру замерзания в -115 градусов, не будем считать десятые доли поскольку это не существенно. Водка же может начать замерзать при любой температуре от -22 до -30, и зависит это прежде всего от наличия примесей в ней, да и не имеет раствор точной температуры замерзания – это всегда некий диапазон температур. Далее, 60% напиток замерзнет при -76 градусах, про 80% раствор данных не нашла. Elephant17 [40.1K] 5 лет назад Все жидкости рано или поздно замерзают. И жидкости со спиртом – не исключение. Различие в температурах замерзания вызвано процентным содержанием спирта в жидкости. Чем меньше спирта, тем раньше замерзнет жидкость. Водка (40%) начнет замерзать при 27 градусах, причем сверху, с поверхности. Для дальнейшего замерзания необходимо понижение температуры, т.к. концентрация спирта в оставшейся жидкости будет возрастать по мере увеличения ледяной корочки сверху. Спиртовой раствор, содержащий 60% спирта, начнет замерзать при температуре порядка 46 градусов. 80-процентный спиртовой раствор начнет замерзать при температуре около 60 градусов. Ну, а 95-процентный раствор спирта замерзнет при 115 градусах мороза. Pion975 [95.1K] 2 года назад Спиртовой раствор, содержащий шестьдесят процентов спирта полностью замерзнет при температуре 48-50 градусов, восьмидесяти процентный спиртовой раствор начнет замерзать при температуре 58-60 градусов, а 95-процентный раствор спирта сможет замёрзнуть при ста пятнадцати градусов мороза. Каролина [1.1M] 8 лет назад Следуя второму закону Рауля, водка (которая, конечно, соответствует ГОСТу и содержит 40% спирта), начнет замерзать при минус 28 градусах, образуя корочку из воды. Содержание спирта в оставшемся растворе возрастает, следовательно его дальнейшая кристаллизация возможна при продолжении понижения градусов. В итоге, чтобы 40% раствор спирта окончательно замерз, температура должна быть ниже -35. По определенным расчетам,
Спирт концентрацией –
Чистый стопроцентный спирт получить можно только в лабораторных условиях, он замерзнет при температуре сто тридцать градусов ниже нуля по шкале Цельсия. Чистый спирт (этанол) замерзает при температуре -115 градусов по Цельсию. По этой причине спирты используют в качестве противообледенительных жидкостей. Водка или 40 процентный спиртовой раствор замерзает при температуре от -25 – 29 градусов. Всё еще будет зависеть от качества спирта, чем оно хуже, тем температура замерзания ниже. Shipo3 [32.3K] 3 года назад Температура замерзания спиртового раствора зависит не только от его процентного содержания, но и от того, что было растворено. В чистом виде спирт замерзнет при -114,7°С. Если брать раствор воды и спирта, то при концентрации спирта 40℅ жидкость начнет замерзать в 22,5°С и закончит в -29,5°С. Полное замерзание (сколько понадобится на это времени) зависит от объема раствора. Температура перехода из жидкого в твердое состояние:
Nadias [23.4K] 7 лет назад Многие уже знают, что простая вода замерзает при температуре в 0 градусов. Точнее зависит от состава воды. А вот водка 40-градусная (раствор спирта) замерзает при температуре в -28,7 градусов. Ну а если градусов выше, то и температура замерзания соответственно ниже. Так 60-процентный раствор спирта кристаллизуется при температуре около -45…-50 градусов. А вот 80-процентный раствор спирта начнет кристаллизоваться при температуре от -60 градусов. Знаете ответ? |
Источник
Спирты бывают разные. Вообще, любой спирт произошел от воды – H₂O, просто одно H (атом углерода) вытеснила углеродная группа (C… OH). Но в классификации спиртов пусть разбираются химики – это нам ни к чему.
Если рассматривать происхождение, то слово спирт произошло от латинского spiritus (дух, душа). И это нам пока не интересно.
Нас интересуют физические свойства. А если конкретно, то температура замерзания этилового спирта (этанола). Ведь именно этот спирт и является основной составляющей алкогольных напитков.
Замерзает этанол или нет
Теоретически – да, замерзает. Практически… Осуществить этот процесс, по крайней мере в домашних условиях, невозможно. −117 °C по Цельсию – это вам не “хухры-мухры”.
Может быть, ученые в каких-то специальных камерах и могут это сделать. Ведь выяснили они как-то абсолютную температуру замерзания этилового спирта. Но обычному человеку это не под силу, да и не нужно. Для практического применения нам надо знать, при какой температуре замерзают спиртосодержащие напитки.
Алкогольные напитки – устойчивость к пониженным температурам
Для чего замораживают алкоголь?
● Самогон. Таким образом повышают вкус, качество и крепость напитка. Вода вместе с сивушными маслами замерзает, а оставшийся дистиллят сливают в отдельную емкость.
● Слабоалкогольные напитки. Вино, пиво, коктейли – их скорее охлаждают, а не замораживают. Большинство алкогольных напитков (глинтвейн и некоторые виды коктейлей – исключение) в охлажденном состоянии имеют более приятный вкус.
● Водка, коньяк, виски. Та же история, что и у слабоалкогольных напитков. Охлаждение – для вкуса.
Более того, низкие (0-6 °C) температуры для большинства напитков крепостью 15% и выше просто необходимы. Сама технология создания коньяка, бренди, виски и др. предусматривает их выдержку в течение нескольких месяцев или лет в специальных емкостях, в прохладных помещениях.
Интересно. Американская компания Beyond Zero выпустила в продажу аппарат для заморозки алкоголя. Прибор не из дешевых – 8000 долларов.
Замораживать можно все, кроме спирта. Получается алкогольное мороженое, которое можно есть ложечкой, лизать и т.д. Удовольствие, конечно, сомнительное. Хотя, если подумать, можно замораживать крепкие напитки кубиками и добавлять в коктейли.
Температура, при которой алкоголь превращается в лед
На температуру замерзания любого алкогольного напитка влияет количество спирта, сахара и других веществ, содержащихся в нем. Чем больше сахара и спирта, тем ниже температура, при которой этот напиток замерзает.
● Пиво. Замерзает при температуре от −1 до −5 °C, в зависимости от сорта. Если передержать в морозильной камере: в алюминиевой банке лед выдавит дно; стеклянная бутылка может лопнуть, а вкусовые качества напитка уже не вернешь.
● Вино. Температура заморозки колеблется от −20 °C у десертных вин, до −5 °C у столовых. После размораживания вкус меняется в худшую сторону, но не настолько, чтобы пить вино уже было нельзя. Более устойчивые в этом отношении белые десертные вина – вкус практически не меняется.
● Шампанское. Праздничный напиток, который подают при температуре +5-12 °C. Если шампанское случайно замерзло, размораживать его надо постепенно. Иначе из-за высокого давления может произойти взрыв. Замерзает при температуре −5-10 °C.
● Коньяк. Элитный алкогольный напиток. Экспериментировать с замораживанием-размораживанием не стоит. Бокал с коньяком, наоборот, следует согреть в руках, чтобы проявился тот аромат, который отличает настоящий напиток от подделки. Температура замерзания −35 °C и ниже.
● Водка. Кристаллизация начинается при температуре −28 °C. Полное замерзание наступает при температуре −35 °C. Магазинная водка при низких температурах становится тягучей, но не замерзает полностью. Скорее всего, это происходит из-за того, что в нее добавляют глицерин. Чистый, качественный домашний самогон замерзает постепенно, начиная от частей, соприкасающихся с бутылкой, к центру.
Технические спирты
Они используются: при производстве моющих средств, лакокрасочной продукции, парфюмерии, как добавки к топливу, в медицине. Этиловый спирт с добавлением специальных веществ тоже считается техническим.
● Денатурат. Смесь этилового спирта с метанолом и керосином. Не пригоден для питья. Используется для освещения, в качестве топлива, для промышленных надобностей. Температура замерзания −114 °C.
● Метиловый спирт. Сильнейший яд! Взрывоопасен! Используется в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, при производстве уксусной кислоты и формалина. Замерзает при температуре от −15 до −75 °C (в зависимости от концентрации раствора).
● Нашатырный спирт. Лекарственное средство. В быту применяется как пятновыводитель, для мытья окон, зеркал и т.д. Температура замерзания: от −12 до −60 °C (смотря какая концентрация раствора).
● Изопропиловый спирт. Используется при производстве косметики и бытовой химии. Благодаря низкой токсичности и дезинфицирующим свойствам, применяется в медицине. Замерзает при температуре от −30 до −90 °C.
Источник