Ymmärtää "fysiikkaa" alkoholin oikaisu Harkitse absoluuttisen 100% etyylialkoholin pääominaisuuksia:
- kiehumispiste = 78,3 ° C 760 mm Hg: ssä
- nesteen tiheys = 790 kg / m3 20 ° C: ssa

Tiedetään, että etyylialkoholi liukenee täydellisesti veteen muodostaen binaarisen vesi-alkoholiseoksen minkä tahansa alkoholimäärän kanssa. Tässä on ilmoitettava etanolin massa-tilavuuspitoisuuden ero vesi-alkoholiliuoksessa. Alkoholin massapitoisuus on alkoholin massa liuoksen massassa (merkitty g / g tai massaprosentteina).

Tilavuuspitoisuuden käsitettä käytetään useammin - tämä on alkoholin tilavuus seoksen tilavuudessa (merkitty ml / ml tai tilavuusprosentteina). Koska alkoholin (0,79 g / ml) ja veden (1 g / ml) tiheydessä on merkittävä ero, tilavuus- ja massapitoisuuksien arvot voivat vaihdella merkittävästi. Jäljempänä sitä käytetään vain tilavuuspitoisuuden käsitteessä.

On selvää, että kahden nesteen liuoksen kiehumispisteen tulee olla niiden kiehumispisteiden välillä - 100 ° C vedelle ja 78,3 ° C etyylialkoholille (760 mmHg). Tämän liuoksen kiehumispisteen (höyrystymisen) tai, mikä on sama, kylläisen vesi-alkoholihöyryn lämpötilan riippuvuus alkoholin pitoisuudesta höyryssä on esitetty kuviossa. yksi.

Erityisen huomionarvoista tässä kaaviossa on piste A, jonka pitoisuus on 96,4% ja kiehumispiste alle 100% etyylialkoholin kiehumispisteen.

Prosessit ovat ilmeisimpiä etanolin tislaus ja puhdistaminen selitetään binäärisen vesi-alkoholiseoksen faasitasapainokäyrällä (katso kuva 2).

Kaaviosta voidaan nähdä, että käytännössä koko tasapainokäyrä on diagonaalin Y = X yläpuolella, eli alkoholipitoisen vesiliuoksen haihtumisen jälkeen alkoholipitoisuus höyryssä on suurempi kuin alkuperäisessä nesteessä. Tämä on etanolin tislaus- ja puhdistamisprosessien taustalla.

Erittäin tärkeä on vaiheen tasapainokäyrän ja diagonaalin leikkauspiste (A, X = Y = 97,2 tilavuusprosenttia). Tämä on erityinen "atseotrooppipiste" - erottamattomasti kiehuva nestemäinen seos kahdesta puhtaasta komponentista, joita ei voida erottaa osiksi tislaamalla tai puhdistamalla. Vesi-alkoholiseosta, joka on mahdollisimman lähellä atseotrooppipistettä, kutsutaan puhdistetuksi alkoholiksi.

Käyttämällä tasapainokäyrää ja diagonaalia Y = X (katso kuva 2) voit nähdä, että yksinkertainen tislaus, jossa on 10% mash, tuottaa ensin kuun loistoa, jonka pitoisuus on noin 53 tilavuusprosenttia. Lisäksi vaiheen 10-53 jälkeen voit rakentaa seuraavat-53-82, 82-88, 88-92 jne. Vaiheen pystysuora komponentti osoittaa etanolin prosenttiosuuden kasvun höyryfaasissa, kunnes vaiheen tasapaino alkaa (piste A). Vaiheen vaakasuora komponentti näyttää näiden höyryjen kondensoitumisen (vaakasuoran leikkauspiste diagonaalin Y = X kanssa). Kaavio osoittaa, että jotta saadaan sekoituksesta puhdistettua alkoholia, jonka alkupitoisuus on 10%, teoreettisesti tällaisia ​​tislauksia tulisi suorittaa yli tusina. Käytännössä niitä pitäisi olla paljon enemmän, joten kun alkoholipitoisuus tislauksessa edelleen pienenee, tisleen pitoisuus pienenee vastaavasti. Esimerkiksi ensimmäisessä vaiheessa 53 tilavuusprosenttia vastaa vain tislauksen ensimmäistä hetkeä. Jonkin ajan kuluttua alkoholin pitoisuus haudutuksessa laskee ja alkoholia on jo alle 10%, minkä seurauksena valitun kuun loiste on ensimmäisen tislauksen lopussa keskimäärin 53 tilavuusprosenttia. ., Mutta 35-40 tilavuusprosenttia

On huomattava, että etanolin kiehumispiste riippuu ilmakehän paineesta (katso kuva 3). Lisäksi tämä riippuvuus on varsin merkittävä korjausprosessin kannalta, kun jokaisella kymmenesasteella on merkitystä.

Hyvin yksinkertaistetussa formulaatiossa edellä kuvatut yksittäisten tislausten "vaiheet", mutta joita ei suoriteta erikseen, vaan jotka on koottu yhteen laitteeseen, muodostavat alkoholin korjausprosessi... Tällaisella puhdistusyksiköllä on toinen valtava "plus" - rinnakkain puhdistetun alkoholin saamisen kanssa se ratkaisee myös ongelman puhdistaa se epäpuhtauksista, joiden kiehumispiste on erilainen kuin alkoholi (katso taulukko artikkelissa Fysiikka - Yksinkertainen tislaus ).

Alkoholin hankintatavoitteemme ulkopuolella mikä tahansa aine voidaan eristää puhtaassa muodossaan oikaisukolonnilla (tämä on erityisen helppoa, jos tiedät sen kiehumispisteen). Esimerkiksi tislaamalla kuusen neulojen infuusio, voit yrittää eristää neulan tuoksusta vastaavan komponentin tai erottaa ruusun terälehtien infuusiosta tämän kukkahajua aiheuttavan aineen. Kuunpiirtäjästä parfyymiin on vain yksi askel; o).

Itse asiassa tislauskolonnit ovat erityyppisiä ja niillä on joskus hyvin monimutkainen rakenne. Perusteellisempi kuvaus korjauksen fyysisistä ja teknologisista näkökohdista löytyy yhden vanhimpien valmistajien verkkosivuilta

Kaikilla korjauksilla lämpötila pidetään kotona valmistamisen aikana tietyissä rajoissa. Samoin vesi rakeisen sokerin ja erityisesti hiivan sekoittamiseksi on otettava lämpimänä. Jos hiiva on kuiva, se on "elvytettävä". Sekoita ensin veteen, jonka lämpötila on enintään 35 ja vähintään 25 astetta, lisää hieman sokeria ja anna seistä, kunnes muodostuu vaahtoa. Kaada sitten astiaan. älä tarvitse sitä. Soseen käyminen tapahtuu huoneenlämmössä.

Tietoja tislauksen edellyttämästä lämpötilasta

• Kotipanimossa on erittäin tärkeää, ettei sitä liioitella tislauksen aikana. Veden kiehumispiste on 100 astetta, alkoholi alkaa haihtua voimakkaasti hieman aikaisemmin. Jos tislaat kiehuvaa mashia, poistumisessa oleva kuutamo muuttuu sameaksi.
• Lisäksi se laskee jyrkästi. Kaikki haitalliset epäpuhtaudet mashista pääsevät siihen. Tislauskuution kannessa olevan lämpömittarin avulla voit hallita prosessia. Optimaalinen tislauslämpötila on 79-82 astetta.
• Mutta jo 65 asteen lämmityksessä alkaa kevyiden alkoholien ja eettereiden haihtuminen. Tämä on kuun loiston tai "pervachin" "pää" - ensimmäinen litra (jos kotitekoisen säiliön tilavuus on vähintään 25-30 litraa). Sen juominen on haitallista, koska siinä on eettereitä. Ja 78 asteen lämpötila "saa" etyylialkoholin haihtumaan.
• Se kerätään erilliseen astiaan. Mashin kuumeneminen vähenee, jotta se ei kiehu. Sitten ne tuodaan miedolla lämmöllä, kunnes lämpötila nousee jälleen 78. Ja tislausta jatketaan edelleen. Alkoholin (100% etanolin) tarkka kiehumispiste on 78,39 astetta. 96% puhdistetusta materiaalista kiehuu hieman aikaisemmin (78,15).

Alkoholihöyryjen jäähdytyksessä

Jos ei ole lämpömittaria

Jos lämpömittaria ei ole, lähtevän kuunvalon voimakkuus määritetään sytyttämällä se tuleen. Pudota hiukan puupinnalle ja sytytä se. Sinertävä liekki (ja lähes näkymätön) osoittaa juoman korkean vahvuuden. Heikko kellertävä valo osoittaa jo 38-40% alkoholipitoisuutta. Palamisen jälkeen öljyinen kalvo, joka värisee valossa, jää jäljelle - nämä ovat fusel -öljyjä. Tämän jäännöksen määrä osoittaa juoman vahvuuden. Älä poista alkoholia kokonaan mashista. Jos tarvitset "hännän", eli kuutamo on jo pilvinen, se lämmitetään yli 85 astetta. Jos tätä ei tarvita, voit lisätä tämän jäännöksen seuraavaan astiaan uuden annoksen kanssa. Sen linnoitus kasvaa hieman. Tislauksen jälkeen noin neljännes alkoholista jää seokseen tislauksen jälkeen.

Tietoja lämmittimistä

Puhutaan nyt tislauskuution tai muun kapasiteetin lämmittimistä. On parasta käyttää kaasuliesi, jossa mashin kiehumispiste on helpoin säätää. Keittolevy tai induktiouuni ei salli tasaisia ​​lämmitysmuutoksia. Viimeisenä keinona palo tekee. Säiliö ja seos kuumennetaan ensin täydellä tulella. Jos lämpömittaria ei ole, tärkeintä tässä prosessissa ei ole missata mashin suhinaa. Vähennä lämpöä voimakkaasti välttäen kiehumista. Pian ensimmäiset kuunpisarat ilmestyvät kelan ulostuloon. Kun säiliö täytetään, alkoholijuoman valumista seurataan. Jos se muuttuu pisaroiksi, lämmitys lisääntyy hieman. Puhdistusprosessin aikana alkoholin haju vapautuu. Tislauskuution lämpötila on pidettävä 76-82 asteen sisällä. Hetken kuluttua alkoholipitoisuus pesussa pienenee. Prosessin tulisi kestää niin kauan kuin mahdollista. Korkein kuunvalon laatu saavutetaan tislaamalla sose 80 asteen lämmityksessä.

Tietoja allasta

Kotona valmistettaville laitteille on monia erilaisia ​​laitteita. Joillekin tislauskuution ja kelan väliseen letkuun leikataan öljypohja. Niiden höyryt ovat raskaampia kuin alkoholit ja laskeutuvat nopeammin. Pienen astian muotoinen öljypohja täytetään vähitellen haitallisilla epäpuhtauksilla. Mitä korkeampi massa on, sitä nopeammin se täyttyy. Mutta jotkut haitalliset epäpuhtaudet saavuttavat edelleen poistumisen.

Normaalissa ilmanpaineessa alkoholin kiehumispiste on 78,3 ° C (etanolille). On pidettävä mielessä, että tämä lämpötila pysyy aina muuttumattomana, vaikka lämmön syöttö tapahtuisi jatkuvasti. Tämä prosessin ominaisuus selittyy sillä, että nestemäinen aine muuttuu höyryksi myös silloin, kun saavutetaan tietty tietylle aineelle vahvistettu lämpötila -arvo - haihtumislämpö.

Molekyylipainon kasvaessa alkoholin kiehumispiste nousee, kun taas rivi lähellä olevien alkoholien osuus on päinvastainen etyylialkoholista alkaen. Numeerisesti sen arvo on paljon korkeampi kuin eettereillä tai hiilivedyillä, joilla on sama molekyylipaino. Näin ollen tämä malli koskee näiden aineiden johdannaisia. Tämä ominaisuus selittyy molekyyliliiton läsnäololla alkoholissa johtuen hydroksyyliryhmien läsnäolosta koostumuksessa.

Alkoholin kiehumispiste määräytyy pitkälti sen kemiallisen rakenteen mukaan. On olemassa tällainen universaali malli: mitä enemmän alkoholin koostumus eroaa klassisesta rakenteesta, sitä alhaisempi on sen kiehumispiste.

Kun verrataan eri alkoholien kiehumispisteitä niiden johdannaisten kiehumispisteisiin, paljastuu ainutlaatuinen säännöllisyys - alkoholit ovat käytännössä epänormaaleja, erittäin

Luonnollisempi on kiehumispisteen riippuvuus tietyn alkoholin molekyylipainon arvosta. Esimerkiksi kiehumispiste on 78,15 ° C ja molekyylipaino 46,069 amu. Samanaikaisesti samanlaiset metyylin indikaattorit ovat vastaavasti 64,7 ° C ja 32,04 a. Esimerkiksi sama kaava on tyypillinen kaikille alkoholeille.

Alkoholin hydrolyysi suoritetaan pääsääntöisesti sen saavuttua, tämä on melko pitkä prosessi, joka kestää noin kymmenen tuntia.

Tällainen parametri, kuten alkoholin palamislämpötila, määrää suurelta osin näiden yhdisteiden käytön laajuuden teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä. Tässä on kuitenkin otettava huomioon sellainen näkökohta kuin palamistyyppi. luokiteltu neljään ryhmään. Ensimmäinen tyyppi sisältää kaikki palamisprosessit, jotka johtuvat ympäröivän ilman sisältämästä hapesta. Se sisältää öljyn ja alkoholin palavan reaktion. Tämä prosessi ilmaistaan ​​seuraavalla kaavalla: C2H5OH + 3O2 + 11,3 N2 = 2CO2 + 3H2O + 11,3N2.

Tätä kaavaa tutkittaessa on pidettävä mielessä, että se ei heijasta täysin kaikkia kemiallisia muutoksia, joita tapahtuu palamisreaktioon osallistuvien aineiden kanssa. Kaava on tehty sen perusteella, että ilma koostuu vain hapesta ja typestä, inerttien kaasujen läsnäolo siinä pidetään nollana.

Harkitsemamme parametri - alkoholin kiehumispiste - määrää sen monipuolisen käytön. Tämä käyttö tunnetaan parhaiten alkoholien käytöllä palavina materiaaleina ja erilaisten moottoripolttoaineiden ainesosina. Näihin tarkoituksiin käytetään pääsääntöisesti metanolia, etanolia ja butanolia, joita valmistetaan maailmanlaajuisesti teollisessa mittakaavassa. Tällaiset tuotantomäärät johtuvat niiden kaupallisesta saatavuudesta ja korkeista markkinaolosuhteista, ja lisäksi näitä teollisuudenaloja käytetään joissakin tapauksissa kriteereinä valtion teknologisen tason indikaattoreille. Erilliset teknologiset alueet ovat biodieselin, liuottimien, maalien ja monien muiden tuotteiden tuotanto, joita on yksinkertaisesti mahdotonta luetella yhteen pieneen artikkeliin.

Törmäsimme käsitteeseen "alkoholi", "alkoholiliuos" ensimmäistä kertaa kouluvuosina, kun teimme kokeita kemian oppitunneilla. Mutta ajan myötä tutkimusjakson aikana saatu tieto "haihtuu", koska sitä ei voida soveltaa käytännössä.

Samaan aikaan osa tästä koulun tiedosta voi olla hyödyllistä. Joten jäätymis- ja kiehumispisteet ovat hyödyllisiä kaikille, jotka haluavat oppia erottamaan korkealaatuisen vodkan väärennöksistä, sekä ... autoilijoille. Puhutaanpa tästä hieman yksityiskohtaisemmin.

Useimmissa tapauksissa, kun puhumme alkoholista, tarkoitamme etyylialkoholia - samanlaista, jota käytetään alkoholin valmistuksessa. Sen ominaisuudet ovat jäätymispiste ja kiehumispiste. Joten jos otamme huomioon puhtaan etyylialkoholin, se jäätyy hyvin alhaisessa lämpötilassa: -110 ° C.

Mitä tarkoittaa "jäädyttää"? Jos menemme kemian kielille, se tarkoittaa " muuttuu nesteestä kiinteäksi". Jäätymispistettä kutsutaan myös sulamispisteeksi. Tietenkin on mahdotonta saavuttaa tällaisia ​​arvoja kotimaisessa ympäristössä.

Miksi joskus, kun otamme pakastimesta pullon vodkaa, joka on jo unohdettu sinne, yllättyneenä löydämme siitä jääpaloja?

Vesi-alkoholiliuos

Tosiasia on, että vodka ei ole puhdasta alkoholia, vaan se on vesiliuos, jossa on osuus alkoholista. Jäätymispiste muuttuu tämän osuuden mukaan.

Arvojen "leviäminen", joissa vodka kiteytyy, on -27 ° C --34 ° C. Nämä ovat likimääräisiä lukuja. Mitä enemmän etanolia on vodkassa, sitä pienempi on raja, jolloin se voi muuttua nestemäisestä alkoholista niin sanotusti "alkoholijäätelöksi".

Seuraava on mielenkiintoista: pakastusprosessi etenee vähitellen, vodka sakeutuu, muuttuu eräänlaiseksi hyytelöksi ja vasta sen jälkeen, jos lämpötila ei muutu, siitä tulee kiinteää. Ja kokonaisuutena se ei lähes koskaan jäädy.

Syy: ensinnäkin veden hiukkaset muuttavat ominaisuuksiaan - niistä tulee pieniä jääpaloja. Alkoholipitoisuus pullossa kasvaa, joten liuoksen on nyt alennettava lämpötilaa, jotta se muuttuu jääksi.

On epätodennäköistä, että olosuhteita voidaan luoda jääkaappiin, kun aste laskee -33 tai -40 asteeseen. Se on yksinkertaisesti teknisesti mahdotonta jokapäiväisessä elämässä, vaikka pakastin olisi hyvässä toimintakunnossa. Siksi et todennäköisesti havaitse täydellistä muuttumista jääksi, mutta pullon jääpalat ovat melko todennäköisiä.

Vesi-alkoholiliuos jäädytyspöytä

Onko sinulla jotain lisättävää artikkelimme? Olemme valmiita julkaisemaan kommenttisi aiheesta - ne ovat hyödyllisiä kaikille. Kirjoita, jaamme tietomme!

Ymmärtää alkoholin oikaisu Harkitse absoluuttisen 100% etyylialkoholin pääominaisuuksia:
- kiehumispiste = 78,3 ° C 760 mm Hg: ssä
- nesteen tiheys = 790 kg / m3 20 ° C: ssa

Tiedetään, että etyylialkoholi liukenee täydellisesti veteen muodostaen binaarisen vesi-alkoholiseoksen minkä tahansa alkoholimäärän kanssa. Tässä on ilmoitettava etanolin massa-tilavuuspitoisuuden ero vesi-alkoholiliuoksessa. Alkoholin massapitoisuus on alkoholin massa liuoksen massassa (merkitty g / g tai massaprosentteina).

Tilavuuspitoisuuden käsitettä käytetään useammin - tämä on alkoholin tilavuus seoksen tilavuudessa (merkitty ml / ml tai tilavuusprosentteina). Koska alkoholin (0,79 g / ml) ja veden (1 g / ml) tiheydessä on merkittävä ero, tilavuus- ja massapitoisuuksien arvot voivat vaihdella merkittävästi. Jäljempänä sitä käytetään vain tilavuuspitoisuuden käsitteessä.

On selvää, että kahden nesteen liuoksen kiehumispisteen tulee olla niiden kiehumispisteiden välillä - 100 ° C vedelle ja 78,3 ° C etyylialkoholille (760 mmHg). Tämän liuoksen kiehumispisteen (höyrystymisen) tai, mikä on sama, kylläisen vesi-alkoholihöyryn lämpötilan riippuvuus alkoholin pitoisuudesta höyryssä on esitetty kuviossa. yksi.

Erityisen huomionarvoista tässä kaaviossa on piste A, jonka pitoisuus on 96,4% ja kiehumispiste alle 100% etyylialkoholin kiehumispisteen.

Prosessit ovat ilmeisimpiä etanolin tislaus ja puhdistaminen selitetään binäärisen vesi-alkoholiseoksen faasitasapainokäyrällä (katso kuva 2).

Kaaviosta voidaan nähdä, että käytännössä koko tasapainokäyrä on diagonaalin Y = X yläpuolella, eli alkoholipitoisen vesiliuoksen haihtumisen jälkeen alkoholipitoisuus höyryssä on suurempi kuin alkuperäisessä nesteessä. Tämä on etanolin tislaus- ja puhdistamisprosessien taustalla.

Erittäin tärkeä on vaiheen tasapainokäyrän ja diagonaalin leikkauspiste (A, X = Y = 97,2 tilavuusprosenttia). Tämä on erityinen "atseotrooppipiste" - erottamattomasti kiehuva nestemäinen seos kahdesta puhtaasta komponentista, joita ei voida erottaa osiksi tislaamalla tai puhdistamalla. Vesi-alkoholiseosta, joka on mahdollisimman lähellä atseotrooppipistettä, kutsutaan puhdistetuksi alkoholiksi.

Käyttämällä tasapainokäyrää ja diagonaalia Y = X (ks. Kuva 2) voit nähdä, että yksinkertainen tislaus, jossa on 10% mash, tuottaa ensin kuunvaloa, jonka pitoisuus on noin 53 tilavuusprosenttia. Lisäksi vaiheen 10-53 jälkeen voit rakentaa seuraavat-53-82, 82-88, 88-92 jne. Vaiheen pystysuora komponentti osoittaa etanolin prosenttiosuuden kasvun höyryfaasissa, kunnes vaiheen tasapaino alkaa (piste A). Vaiheen vaakasuora komponentti näyttää näiden höyryjen kondensoitumisen (vaakasuoran leikkauspiste diagonaalin Y = X kanssa). Kaaviosta käy ilmi, että jotta saadaan sekoituksesta puhdistettua alkoholia, jonka alkupitoisuus on 10%, teoreettisesti tällaisia ​​tislauksia tulisi suorittaa yli tusina. Käytännössä niitä pitäisi olla paljon enemmän, joten kun alkoholipitoisuus tislauksessa edelleen pienenee, tisleen pitoisuus pienenee vastaavasti. Esimerkiksi ensimmäisessä vaiheessa 53 tilavuusprosenttia vastaa vain tislauksen ensimmäistä hetkeä. Jonkin ajan kuluttua alkoholin pitoisuus haudutuksessa laskee ja alkoholia on jo alle 10%, minkä seurauksena valitun kuun loiste on ensimmäisen tislauksen lopussa keskimäärin 53 tilavuusprosenttia. ., Mutta 35-40 tilavuusprosenttia

On huomattava, että etanolin kiehumispiste riippuu ilmakehän paineesta (katso kuva 3). Lisäksi tämä riippuvuus on varsin merkittävä korjausprosessin kannalta, kun jokaisella kymmenesasteella on merkitystä.

Hyvin yksinkertaistetussa formulaatiossa edellä kuvatut yksittäisten tislausten "vaiheet", mutta joita ei suoriteta erikseen, vaan jotka on koottu yhteen laitteeseen, muodostavat alkoholin korjausprosessin. Tällaisella oikaisulaitteella on vielä yksi "plus" - rinnakkain puhdistetun alkoholin hankkimisen kanssa se ratkaisee myös tehtävän puhdistaa se epäpuhtauksista, joiden kiehumispiste on erilainen kuin alkoholi (katso kaavio foorumilla)

Tavoitteenamme - alkoholin saaminen korjauskolonnilla - pidemmälle, mikä tahansa aine voidaan eristää puhtaassa muodossaan (ei ole vaikeaa, jos tiedät sen kiehumispisteen). Esimerkiksi tislaamalla mäntyneulojen infuusio, voit yrittää eristää neulan hajua hallitsevan aineosan tai eristää violetin terälehtien infuusiosta tämän kukkahajun aiheuttavan aineen. Yksi askel kuunvartijasta hajusteeksi