เพื่อให้เข้าใจ "ฟิสิกส์" การแก้ไขแอลกอฮอล์พิจารณาคุณสมบัติหลักของเอทิลแอลกอฮอล์ 100%:
- จุดเดือด = 78.3 ° C ที่ 760 mm Hg
- ความหนาแน่นของของเหลว = 790 กก. / ลบ.ม. ที่ 20 °С

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเอทิลแอลกอฮอล์สามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์ในน้ำ ทำให้เกิดส่วนผสมระหว่างน้ำกับแอลกอฮอล์แบบไบนารีกับแอลกอฮอล์ในปริมาณเท่าใดก็ได้ ที่นี่จำเป็นต้องระบุความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของมวลและปริมาตรของเอทานอลในสารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ ความเข้มข้นของมวลแอลกอฮอล์คือมวลของแอลกอฮอล์ในมวลของสารละลาย (แสดงเป็น g / g หรือ% มวล)

มักใช้แนวคิดเรื่องความเข้มข้นเชิงปริมาตร - นี่คือปริมาตรของแอลกอฮอล์ในปริมาตรของส่วนผสม (แสดงเป็นมล. / มล. หรือ% โดยปริมาตร) เนื่องจากความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความหนาแน่นของแอลกอฮอล์ (0.79 g / ml) และน้ำ (1 g / ml) ค่าความเข้มข้นเชิงปริมาตรและมวลจึงอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ต่อไปนี้จะใช้โดยแนวคิดเรื่องความเข้มข้นเชิงปริมาตรเท่านั้น

เป็นที่ชัดเจนว่าจุดเดือดของสารละลายของของเหลวสองชนิดควรอยู่ระหว่างจุดเดือดแต่ละจุด - 100 ° C สำหรับน้ำและ 78.3 ° C สำหรับเอทิลแอลกอฮอล์ (ที่ 760 mm Hg) การพึ่งพาของจุดเดือด (การกลายเป็นไอ) ของสารละลายนี้หรืออุณหภูมิของไอน้ำแอลกอฮอล์อิ่มตัวที่อิ่มตัวกับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในไอซึ่งเหมือนกันนั้นแสดงไว้ในรูปที่ 1.

จุด A ที่มีความเข้มข้น 96.4% และจุดเดือดน้อยกว่าจุดเดือดของเอทิลแอลกอฮอล์ 100% สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษในกราฟนี้

กระบวนการมีความชัดเจนมากที่สุด การกลั่นและการแก้ไขเอทานอลอธิบายโดยเส้นโค้งสมดุลของเฟสของส่วนผสมน้ำ-แอลกอฮอล์แบบไบนารี (ดูรูปที่ 2)

จากแผนภาพจะเห็นได้ว่าเส้นโค้งสมดุลทั้งหมดอยู่เหนือเส้นทแยงมุม Y = X นั่นคือเมื่อระเหยสารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ ความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในไอจะสูงกว่าในของเหลวดั้งเดิม นี่คือสิ่งที่รองรับกระบวนการกลั่นและแก้ไขเอทานอล

จุดสำคัญอย่างยิ่งคือจุด (A, X = Y = 97.2% โดยปริมาตร) ของจุดตัดของเส้นโค้งสมดุลเฟสกับเส้นทแยงมุม นี่คือ "จุดอะเซโอโทรป" แบบพิเศษ ซึ่งเป็นส่วนผสมของของเหลวที่เดือดอย่างแยกไม่ออกของส่วนประกอบบริสุทธิ์สองชิ้น ซึ่งไม่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบได้โดยการกลั่นหรือแก้ไข ส่วนผสมของน้ำและแอลกอฮอล์ใกล้กับจุด azeotrope มากที่สุดเรียกว่าแอลกอฮอล์ที่แก้ไข

การใช้เส้นโค้งสมดุลและเส้นทแยงมุม Y = X (ดูรูปที่ 2) คุณจะเห็นว่าการกลั่นอย่างง่ายที่บด 10% ก่อนทำให้เกิดแสงจันทร์ที่มีความเข้มข้นประมาณ 53% โดยปริมาตร นอกจากนี้ หลังจากขั้นตอน 10-53 คุณสามารถสร้างสิ่งต่อไปนี้ได้ - 53-82, 82-88, 88-92 เป็นต้น องค์ประกอบแนวตั้งของขั้นตอนแสดงการเพิ่มขึ้นของเปอร์เซ็นต์ของเอทานอลในเฟสไอจนกระทั่งเริ่มมีสภาวะสมดุลของเฟส (จุด A) องค์ประกอบแนวนอนของขั้นตอนแสดงการควบแน่นของไอระเหยเหล่านี้ (จุดตัดของแนวนอนกับเส้นทแยงมุม Y = X) แผนภาพแสดงให้เห็นว่าเพื่อให้ได้แอลกอฮอล์ที่แก้ไขแล้วจากส่วนผสมที่มีความเข้มข้นเริ่มต้น 10% ในทางทฤษฎี ควรมีการดำเนินการกลั่นต่อเนื่องกันมากกว่าหนึ่งโหล ในทางปฏิบัติ ควรมีมากขึ้น ดังนั้นเมื่อความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในการกลั่นยังคงลดลง ความเข้มข้นของการกลั่นจะลดลงตามไปด้วย ตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนแรก ปริมาตร 53% สอดคล้องกับช่วงเวลาเริ่มต้นของการกลั่นเท่านั้น หลังจากผ่านไประยะหนึ่งความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในการชงจะลดลงและเรามีแอลกอฮอล์น้อยกว่า 10% อยู่แล้วซึ่งเป็นผลมาจากการสิ้นสุดของการกลั่นครั้งแรกแสงจันทร์ที่เลือกมีความเข้มข้นเฉลี่ยไม่ใช่ 53% ., แต่ 35-40% ฉบับ.

ควรสังเกตว่าจุดเดือดของเอทานอลขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศ (ดูรูปที่ 3) ยิ่งไปกว่านั้น การพึ่งพาอาศัยกันนี้ค่อนข้างสำคัญสำหรับกระบวนการแก้ไข เมื่อทุก ๆ สิบของปริญญามีความสำคัญ

ในสูตรที่ง่ายมาก "ขั้นตอน" ของการกลั่นแต่ละอย่างที่อธิบายไว้ข้างต้น แต่ไม่ได้ดำเนินการแยกจากกัน แต่รวบรวมไว้ด้วยกันในเครื่องเดียว ประกอบเป็น กระบวนการแก้ไขแอลกอฮอล์... หน่วยแก้ไขดังกล่าวมี "บวก" อีกมาก - ควบคู่ไปกับงานรับแอลกอฮอล์ที่แก้ไขแล้วยังแก้ปัญหาการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกที่มีจุดเดือดแตกต่างจากแอลกอฮอล์ (ดูตารางในบทความฟิสิกส์ - การกลั่นอย่างง่าย ).

นอกเหนือไปจากเป้าหมายในการรับแอลกอฮอล์แล้ว สารใดๆ สามารถแยกออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ได้โดยใช้คอลัมน์การแก้ไข (ซึ่งจะง่ายเป็นพิเศษหากคุณทราบจุดเดือด) ตัวอย่างเช่น การกลั่นการแช่เข็มสน คุณสามารถลองแยกส่วนประกอบที่ควบคุมกลิ่นของเข็มหรือจากการแช่กลีบกุหลาบ แยกสารที่เป็นต้นเหตุของกลิ่นดอกไม้นี้ มีเพียงขั้นตอนเดียวจาก moonshiner ไปจนถึงเครื่องหอม o)

อันที่จริง คอลัมน์การแก้ไขมีหลายประเภท และบางครั้งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมาก คุณสามารถดูคำอธิบายเชิงลึกเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพและเทคโนโลยีของการแก้ไขได้จากเว็บไซต์ของหนึ่งในผู้ผลิตที่เก่าแก่ที่สุด

ด้วยการแก้ไขใดๆ อุณหภูมิระหว่างการผลิตเบียร์ที่บ้านจะยังคงอยู่ภายในขอบเขตที่กำหนด ในทำนองเดียวกัน น้ำสำหรับกวนน้ำตาลทราย โดยเฉพาะยีสต์ จะต้องอุ่นด้วย ถ้ายีสต์แห้งก็จำเป็นต้อง "ฟื้น" ขั้นแรกให้กวนในน้ำที่มีอุณหภูมิไม่สูงกว่า 35 และไม่ต่ำกว่า 25 องศา ใส่น้ำตาลเล็กน้อยและปล่อยให้ยืนจนเกิดฟอง แล้วเทลงในภาชนะ ไม่ต้องการมัน การหมักบดจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง

เกี่ยวกับอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการกลั่น

• ในการกลั่นเบียร์ตามบ้าน เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะไม่หักโหมกับอุณหภูมิระหว่างการกลั่น จุดเดือดของน้ำคือ 100 องศา แอลกอฮอล์เริ่มระเหยอย่างเข้มข้นเร็วขึ้นเล็กน้อย หากคุณกลั่นบดบด แสงจันทร์ที่ทางออกจะกลายเป็นเมฆครึ้ม
• ยิ่งกว่านั้นมันจะลดลงอย่างรวดเร็ว สิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายทั้งหมดจากการบดจะเข้าไป เทอร์โมมิเตอร์ที่ฝาถังกลั่นจะช่วยให้คุณสามารถควบคุมกระบวนการได้ อุณหภูมิกลั่นที่เหมาะสมคือ 79 - 82 องศาเซลเซียส
• แต่เมื่อความร้อนถึง 65 องศาแล้ว การระเหยของแอลกอฮอล์แบบเบาและอีเทอร์ก็เริ่มขึ้น นี่คือ "หัว" ของ moonshine หรือ "pervach" - ลิตรแรก (ถ้าภาชนะที่มี home brew ไม่น้อยกว่า 25 - 30 ลิตร) การดื่มมันเป็นอันตรายเนื่องจากมีอีเทอร์อยู่ในนั้น และอุณหภูมิ 78 องศา "ทำให้" เอทิลแอลกอฮอล์ระเหย
• มันถูกรวบรวมในภาชนะที่แยกต่างหาก ความร้อนของบดจะลดลงเพื่อไม่ให้เดือด จากนั้นนำไปตั้งบนไฟอ่อนจนอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกครั้งเป็น 78 และการกลั่นยังดำเนินต่อไป จุดเดือดที่แน่นอนของแอลกอฮอล์ (เอทานอล 100%) คือ 78.39 องศา 96% ของวัสดุที่แก้ไขจะเดือดเร็วขึ้นเล็กน้อย (78.15)

ในการทำให้ไอของแอลกอฮอล์เย็นลง

หากไม่มีเทอร์โมมิเตอร์

หากไม่มีเทอร์โมมิเตอร์ความแรงของแสงจันทร์ที่ส่งออกจะถูกกำหนดโดยการจุดไฟ หยดลงบนพื้นผิวไม้เล็กน้อยแล้วจุดไฟ เปลวไฟสีน้ำเงิน (และแทบมองไม่เห็น) บ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของเครื่องดื่ม แสงสีเหลืองจางๆ บ่งบอกว่ามีแอลกอฮอล์ 38-40% แล้ว หลังจากความเหนื่อยหน่าย ฟิล์มน้ำมันที่มีแสงสีรุ้งยังคงอยู่ - นี่คือน้ำมันฟิวส์เซล ปริมาณสารตกค้างนี้บ่งบอกถึงความแรงของเครื่องดื่ม อย่าขับแอลกอฮอล์ออกจากส่วนผสมจนหมด หากคุณต้องการ "หาง" นั่นคือแสงจันทร์มีเมฆมากแล้วจะได้รับความร้อนมากกว่า 85 องศา หากไม่จำเป็น คุณสามารถเพิ่มสารตกค้างนี้ในภาชนะถัดไปด้วยส่วนผสมใหม่ ป้อมปราการในนั้นจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย หลังจากการกลั่น ประมาณหนึ่งในสี่ของแอลกอฮอล์จะยังคงอยู่ในส่วนผสมหลังจากการกลั่น

เกี่ยวกับเครื่องทำความร้อน

ทีนี้มาพูดถึงเครื่องทำความร้อนสำหรับคิวบ์กลั่นหรือความจุอื่นกัน เป็นการดีที่สุดที่จะใช้เตาแก๊สซึ่งจุดเดือดของเครื่องบดนั้นง่ายที่สุดในการควบคุม เตาให้ความร้อนหรือเตาแม่เหล็กไฟฟ้าไม่อนุญาตให้เปลี่ยนความร้อนอย่างราบรื่น เป็นทางเลือกสุดท้ายไฟจะทำ ถังที่มีการบดจะถูกทำให้ร้อนด้วยไฟเต็มก่อน หากไม่มีเทอร์โมมิเตอร์ สิ่งสำคัญในกระบวนการนี้คืออย่าพลาดการเริ่มฟ่อของเครื่องบด ลดความร้อนอย่างรวดเร็วหลีกเลี่ยงการเดือด ในไม่ช้าแสงจันทร์หยดแรกจะปรากฏขึ้นที่ทางออกของขดลวด เมื่อบรรจุลงในภาชนะ จะมีการตรวจสอบปริมาณแอลกอฮอล์ที่หยดลงมา ถ้ามันกลายเป็นชุดของหยดความร้อนก็จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในระหว่างกระบวนการแก้ไข กลิ่นของแอลกอฮอล์จะถูกปล่อยออกมา ระบอบอุณหภูมิในลูกบาศก์การกลั่นควรคงไว้ภายใน 76 - 82 องศา ซักพักความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในการซักจะลดลง กระบวนการควรใช้เวลานานที่สุด แสงจันทร์คุณภาพสูงสุดทำได้ด้วยการกลั่นบดที่ความร้อน 80 องศา

เกี่ยวกับบ่อ

มีอุปกรณ์มากมายสำหรับการผลิตเบียร์ที่บ้าน สำหรับบางคน บ่อพักสำหรับน้ำมันฟิวเซลจะถูกตัดเข้าไปในท่อระหว่างลูกบาศก์กลั่นและคอยล์ ไอระเหยของพวกมันหนักกว่าแอลกอฮอล์และเกาะตัวเร็วกว่า บ่อที่มีลักษณะเป็นภาชนะขนาดเล็กจะค่อยๆ เต็มไปด้วยสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย ยิ่งอุณหภูมิของแป้งมากเท่าไหร่ก็ยิ่งเติมได้เร็วเท่านั้น แต่สิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายบางส่วนยังคงไปถึงทางออก

ภายใต้ความดันบรรยากาศปกติ จุดเดือดของแอลกอฮอล์คือ 78.3 ° C (สำหรับเอทานอล) โปรดทราบว่าอุณหภูมินี้จะไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ แม้ว่าจะมีการจ่ายความร้อนอย่างต่อเนื่องก็ตาม คุณสมบัติของกระบวนการนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงของสารของเหลวเป็นไอยังเกิดขึ้นเมื่อถึงค่าอุณหภูมิที่แน่นอนซึ่งคงที่สำหรับสารที่กำหนด - ความร้อนของการระเหย

เมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น จุดเดือดของแอลกอฮอล์จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่สัดส่วนกลับกันสำหรับแอลกอฮอล์ที่อยู่ติดกันเป็นแถว โดยเริ่มจากเอทิล มูลค่าของมันสูงกว่าอีเทอร์หรือไฮโดรคาร์บอนมาก ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน ดังนั้น รูปแบบนี้จึงนำไปใช้กับอนุพันธ์ของสารเหล่านี้ คุณสมบัตินี้อธิบายได้จากการมีอยู่ของความสัมพันธ์ระดับโมเลกุลในแอลกอฮอล์เนื่องจากมีกลุ่มไฮดรอกซิลอยู่ในองค์ประกอบ

จุดเดือดของแอลกอฮอล์นั้นพิจารณาจากโครงสร้างทางเคมีเป็นส่วนใหญ่ มีรูปแบบสากลดังกล่าว: ยิ่งองค์ประกอบของแอลกอฮอล์แตกต่างจากโครงสร้างแบบคลาสสิกมากเท่าไหร่ จุดเดือดของมันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

เมื่อเปรียบเทียบจุดเดือดของแอลกอฮอล์ชนิดต่างๆ กับจุดเดือดของอนุพันธ์จะพบความสม่ำเสมอที่ไม่เหมือนใคร - ขนาดแอลกอฮอล์นั้นผิดปกติอย่างมาก

ธรรมชาติที่มากขึ้นคือการพึ่งพาจุดเดือดกับค่าน้ำหนักโมเลกุลของแอลกอฮอล์ชนิดใดชนิดหนึ่ง ตัวอย่างเช่น จุดเดือดคือ 78.15 ° C โดยมีน้ำหนักโมเลกุล 46.069 amu e. m. ในเวลาเดียวกันตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันสำหรับเมทิลคือ 64.7 ° C และ 32.04 a ตามลำดับ e. m. รูปแบบเดียวกันนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับแอลกอฮอล์ทุกชนิด

ตามกฎแล้วการไฮโดรไลซิสของแอลกอฮอล์จะดำเนินการเมื่อถึงแอลกอฮอล์ซึ่งเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างยาวนานซึ่งใช้เวลาประมาณสิบชั่วโมง

พารามิเตอร์เช่นอุณหภูมิการเผาไหม้ของแอลกอฮอล์ส่วนใหญ่จะกำหนดความกว้างของการใช้สารประกอบเหล่านี้ในอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงถึงแง่มุมต่างๆ เช่น ประเภทของการเผาไหม้ แบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม ประเภทแรกรวมถึงกระบวนการเผาไหม้ทั้งหมดที่เกิดขึ้นเนื่องจากออกซิเจนที่ให้มาซึ่งบรรจุอยู่ในอากาศแวดล้อม รวมถึงปฏิกิริยาของน้ำมันไหม้และแอลกอฮอล์ กระบวนการนี้แสดงโดยสูตรต่อไปนี้: C2H5OH + 3O2 + 11.3 N2 = 2CO2 + 3H2O + 11.3N2

จากการศึกษาสูตรนี้ พึงระลึกไว้เสมอว่าสูตรนี้ไม่ได้สะท้อนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นกับสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเผาไหม้ สูตรนี้สร้างขึ้นบนพื้นฐานที่ว่าอากาศประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจนเท่านั้นการมีอยู่ของก๊าซเฉื่อยในอากาศจะถูกทำให้เป็นศูนย์

พารามิเตอร์ที่เรากำลังพิจารณา - จุดเดือดของแอลกอฮอล์ - กำหนดการใช้งานที่หลากหลาย การใช้งานนี้เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับเราในฐานะการใช้แอลกอฮอล์เป็นวัสดุที่ติดไฟได้และเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงยานยนต์ประเภทต่างๆ ตามวัตถุประสงค์เหล่านี้ ตามกฎแล้วจะใช้เมทานอล เอทานอล และบิวทานอล ซึ่งผลิตขึ้นทั่วโลกในระดับอุตสาหกรรม ปริมาณการผลิตดังกล่าวเกิดจากความพร้อมในเชิงพาณิชย์และสภาวะตลาดที่สูง นอกจากนี้ อุตสาหกรรมเหล่านี้ในบางกรณียังใช้เป็นเกณฑ์สำหรับตัวชี้วัดระดับเทคโนโลยีของรัฐ พื้นที่เทคโนโลยีที่แยกจากกันคือการผลิตไบโอดีเซล ตัวทำละลาย สี และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ อีกมากมาย ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุไว้ในบทความเล็กๆ บทความเดียว

เราพบแนวคิดของ "แอลกอฮอล์" "สารละลายแอลกอฮอล์" เป็นครั้งแรกในปีการศึกษา เมื่อเราตั้งค่าการทดลองในบทเรียนเคมี แต่เมื่อเวลาผ่านไป ความรู้ที่ได้รับในระหว่างการศึกษาจะ "ระเหย" เนื่องจากขาดความเป็นไปได้ในการใช้งานจริง

ในขณะเดียวกัน ความรู้บางอย่างของโรงเรียนนี้อาจมีประโยชน์ ดังนั้นจุดเยือกแข็งและจุดเดือดจึงมีประโยชน์สำหรับทุกคนที่ต้องการเรียนรู้วิธีแยกแยะวอดก้าคุณภาพสูงจากของปลอม รวมถึง ... ผู้ขับขี่รถยนต์ มาพูดถึงเรื่องนี้กันในรายละเอียดอีกเล็กน้อย

ในกรณีส่วนใหญ่ เมื่อเราพูดถึงแอลกอฮอล์ เราหมายถึงเอทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับที่ใช้ในการผลิตแอลกอฮอล์ ลักษณะของมันคือจุดเยือกแข็งและจุดเดือด ดังนั้น หากเราคำนึงถึงเอทิลแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ มันจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำมาก: -110 ° C

"แช่แข็ง" หมายถึงอะไร? ถ้าพูดถึงภาษาเคมี แปลว่า “ จะเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็ง". จุดเยือกแข็งเรียกอีกอย่างว่าจุดหลอมเหลว แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุคุณค่าดังกล่าวในสภาพแวดล้อมภายในประเทศ

ทำไมบางครั้งเมื่อลืมขวดวอดก้าหนึ่งขวดออกจากช่องแช่แข็งเรารู้สึกประหลาดใจที่พบน้ำแข็งในนั้น?

สารละลายแอลกอฮอล์น้ำ

ความจริงก็คือวอดก้าไม่ใช่แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ แต่เป็นสารละลายของน้ำซึ่งมีแอลกอฮอล์อยู่ส่วนหนึ่ง จุดเยือกแข็งจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับสัดส่วนนี้

"การแพร่กระจาย" ของค่าที่วอดก้าผ่านการตกผลึกคือตั้งแต่ -27 ° C ถึง -34 ° C เหล่านี้เป็นตัวเลขโดยประมาณ ยิ่งมีเอธานอลในวอดก้ามากเท่าไร ขีดจำกัดที่ต่ำกว่าก็คือเมื่อสามารถเปลี่ยนจากแอลกอฮอล์เหลวไปเป็น "ไอศกรีมที่มีแอลกอฮอล์" ได้

สิ่งที่น่าสนใจต่อไปนี้: กระบวนการแช่แข็งจะค่อยๆ ดำเนินไป วอดก้าจะข้นขึ้น กลายเป็นเยลลี่ชนิดหนึ่ง และหลังจากนั้นหากอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง มันก็จะกลายเป็นของแข็ง และโดยรวมแล้วแทบจะไม่เคยหยุดนิ่งเลย

สาเหตุ:ประการแรก อนุภาคของน้ำเปลี่ยนลักษณะเฉพาะของมัน - พวกมันกลายเป็นน้ำแข็งชิ้นเล็กๆ ความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในขวดจะสูงขึ้น ดังนั้นสารละลายจึงต้องการอุณหภูมิที่ต่ำกว่านี้จึงจะกลายเป็นน้ำแข็ง

ไม่น่าเป็นไปได้ที่จะสร้างเงื่อนไขในตู้เย็นเมื่อระดับลดลงเป็น -33 หรือ -40 เป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิคในชีวิตประจำวัน แม้ว่าช่องแช่แข็งจะทำงานได้ดีก็ตาม ดังนั้น คุณไม่น่าจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดเป็นน้ำแข็ง แต่มีโอกาสค่อนข้างจะเป็นก้อนน้ำแข็งในขวด

ตารางการแช่สารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ

คุณมีอะไรที่จะเพิ่มในบทความของเราหรือไม่? เราพร้อมที่จะโพสต์ความคิดเห็นของคุณในหัวข้อ - พวกเขาจะเป็นประโยชน์สำหรับทุกคน เขียนเราจะแบ่งปันความรู้ของเรา!

เข้าใจไหม การแก้ไขแอลกอฮอล์พิจารณาคุณสมบัติหลักของเอทิลแอลกอฮอล์ 100%:
- จุดเดือด = 78.3 ° C ที่ 760 mm Hg
- ความหนาแน่นของของเหลว = 790 กก. / ลบ.ม. ที่ 20 °С

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเอทิลแอลกอฮอล์สามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์ในน้ำ ทำให้เกิดส่วนผสมระหว่างน้ำกับแอลกอฮอล์แบบไบนารีกับแอลกอฮอล์ในปริมาณเท่าใดก็ได้ ที่นี่จำเป็นต้องระบุความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของมวลและปริมาตรของเอทานอลในสารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ ความเข้มข้นของมวลแอลกอฮอล์คือมวลของแอลกอฮอล์ในมวลของสารละลาย (แสดงเป็น g / g หรือ% มวล)

มักใช้แนวคิดเรื่องความเข้มข้นเชิงปริมาตร - นี่คือปริมาตรของแอลกอฮอล์ในปริมาตรของส่วนผสม (แสดงเป็นมล. / มล. หรือ% โดยปริมาตร) เนื่องจากความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความหนาแน่นของแอลกอฮอล์ (0.79 g / ml) และน้ำ (1 g / ml) ค่าความเข้มข้นเชิงปริมาตรและมวลจึงอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ต่อไปนี้จะใช้โดยแนวคิดเรื่องความเข้มข้นเชิงปริมาตรเท่านั้น

เป็นที่ชัดเจนว่าจุดเดือดของสารละลายของของเหลวสองชนิดควรอยู่ระหว่างจุดเดือดแต่ละจุด - 100 ° C สำหรับน้ำและ 78.3 ° C สำหรับเอทิลแอลกอฮอล์ (ที่ 760 mm Hg) การพึ่งพาของจุดเดือด (การกลายเป็นไอ) ของสารละลายนี้หรืออุณหภูมิของไอน้ำแอลกอฮอล์อิ่มตัวที่อิ่มตัวกับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในไอซึ่งเหมือนกันนั้นแสดงไว้ในรูปที่ 1.

จุด A ที่มีความเข้มข้น 96.4% และจุดเดือดน้อยกว่าจุดเดือดของเอทิลแอลกอฮอล์ 100% สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษในกราฟนี้

กระบวนการมีความชัดเจนมากที่สุด การกลั่นและการแก้ไขเอทานอลอธิบายโดยเส้นโค้งสมดุลของเฟสของส่วนผสมน้ำ-แอลกอฮอล์แบบไบนารี (ดูรูปที่ 2)

จากแผนภาพจะเห็นได้ว่าเส้นโค้งสมดุลทั้งหมดอยู่เหนือเส้นทแยงมุม Y = X นั่นคือเมื่อระเหยสารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ ความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในไอจะสูงกว่าในของเหลวดั้งเดิม นี่คือสิ่งที่รองรับกระบวนการกลั่นและแก้ไขเอทานอล

จุดสำคัญอย่างยิ่งคือจุด (A, X = Y = 97.2% โดยปริมาตร) ของจุดตัดของเส้นโค้งสมดุลเฟสกับเส้นทแยงมุม นี่คือ "จุดอะเซโอโทรป" แบบพิเศษ ซึ่งเป็นส่วนผสมของของเหลวที่เดือดอย่างแยกไม่ออกของส่วนประกอบบริสุทธิ์สองชิ้น ซึ่งไม่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบได้โดยการกลั่นหรือแก้ไข ส่วนผสมของน้ำและแอลกอฮอล์ใกล้กับจุด azeotrope มากที่สุดเรียกว่าแอลกอฮอล์ที่แก้ไข

การใช้เส้นโค้งสมดุลและเส้นทแยงมุม Y = X (ดูรูปที่ 2) คุณจะเห็นว่าการกลั่นอย่างง่ายที่บด 10% ก่อนทำให้เกิดแสงจันทร์ที่มีความเข้มข้นประมาณ 53% โดยปริมาตร นอกจากนี้ หลังจากขั้นตอน 10-53 คุณสามารถสร้างสิ่งต่อไปนี้ได้ - 53-82, 82-88, 88-92 เป็นต้น องค์ประกอบแนวตั้งของขั้นตอนแสดงการเพิ่มขึ้นของเปอร์เซ็นต์ของเอทานอลในเฟสไอจนกระทั่งเริ่มมีสภาวะสมดุลของเฟส (จุด A) องค์ประกอบแนวนอนของขั้นตอนแสดงการควบแน่นของไอระเหยเหล่านี้ (จุดตัดของแนวนอนกับเส้นทแยงมุม Y = X) แผนภาพแสดงให้เห็นว่าเพื่อให้ได้แอลกอฮอล์ที่แก้ไขแล้วจากส่วนผสมที่มีความเข้มข้นเริ่มต้น 10% ในทางทฤษฎี ควรมีการดำเนินการกลั่นต่อเนื่องกันมากกว่าหนึ่งโหล ในทางปฏิบัติ ควรมีมากขึ้น ดังนั้นเมื่อความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในการกลั่นยังคงลดลง ความเข้มข้นของการกลั่นจะลดลงตามไปด้วย ตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนแรก ปริมาตร 53% สอดคล้องกับช่วงเวลาเริ่มต้นของการกลั่นเท่านั้น หลังจากผ่านไประยะหนึ่งความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในการชงจะลดลงและเรามีแอลกอฮอล์น้อยกว่า 10% อยู่แล้วซึ่งเป็นผลมาจากการสิ้นสุดของการกลั่นครั้งแรกแสงจันทร์ที่เลือกมีความเข้มข้นเฉลี่ยไม่ใช่ 53% ., แต่ 35-40% ฉบับ.

ควรสังเกตว่าจุดเดือดของเอทานอลขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศ (ดูรูปที่ 3) ยิ่งไปกว่านั้น การพึ่งพาอาศัยกันนี้ค่อนข้างสำคัญสำหรับกระบวนการแก้ไข เมื่อทุก ๆ สิบของปริญญามีความสำคัญ

ในสูตรที่ง่ายมาก "ขั้นตอน" ของการกลั่นแต่ละอย่างที่อธิบายไว้ข้างต้น แต่ไม่ได้ดำเนินการแยกกัน แต่รวบรวมไว้ด้วยกันในเครื่องเดียว ถือเป็นกระบวนการของการแก้ไขแอลกอฮอล์ หน่วยแก้ไขดังกล่าวมี "บวก" เพิ่มเติมอีกหนึ่งรายการ - ควบคู่ไปกับงานรับแอลกอฮอล์ที่แก้ไขแล้วยังแก้ปัญหาการทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกที่มีจุดเดือดแตกต่างจากแอลกอฮอล์ (ดูแผนภาพในฟอรัม

ไปไกลกว่าเป้าหมายของเรา - การได้รับแอลกอฮอล์โดยใช้คอลัมน์การแก้ไข สารใดๆ สามารถแยกออกได้ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ (มันจะไม่ยากถ้าคุณรู้จุดเดือดของมัน) ตัวอย่างเช่น การกลั่นการแช่เข็มสน คุณสามารถลองแยกส่วนประกอบที่ควบคุมกลิ่นของเข็ม หรือแยกสารที่เป็นต้นเหตุของกลิ่นดอกไม้จากการแช่กลีบสีม่วง ก้าวเดียวจากแสงจันทร์สู่นักปรุงน้ำหอม