معلومات عامة عن درجات تجمد وغليان الكحولات. ما هي درجة غليان الكحول

تحت الضغط الجوي الطبيعي، تبلغ درجة غليان الكحول 78.3 درجة مئوية (للإيثانول). يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن درجة الحرارة هذه تظل دائمًا دون تغيير، حتى عندما يكون مصدر الحرارة مستمرًا. يتم تفسير هذه الميزة للعملية من خلال حقيقة أن تحول المادة السائلة إلى بخار يحدث أيضًا عند الوصول إلى قيمة درجة حرارة معينة ثابتة لمادة معينة - حرارة التبخر.

ومع زيادة الوزن الجزيئي، تزداد درجة غليان الكحول، وتكون النسبة عكسية بالنسبة للكحولات المتقاربة في السلسلة بدءا من الإيثيل. ومن الناحية العددية، فإن قيمتها أعلى بكثير من قيمة الإيثرات أو الهيدروكربونات، التي لها نفس الوزن الجزيئي. وبناء على ذلك، ينطبق هذا النمط أيضا على مشتقات هذه المواد. يتم تفسير هذه الخاصية من خلال وجود الارتباط الجزيئي في الكحولات بسبب وجود مجموعات الهيدروكسيل في التركيبة.

يتم تحديد نقطة غليان الكحول إلى حد كبير من خلال تركيبه الكيميائي. يوجد هنا نمط عالمي: كلما زاد اختلاف تركيبة الكحول عن التركيبة الكلاسيكية، انخفضت نقطة غليانها.

عند مقارنة درجات غليان الكحوليات المختلفة مع نقاط غليان مشتقاتها، يتم الكشف عن نمط فريد من نوعه - فالكحولات لها قيم شاذة تقريبًا، جدًا

الأمر الأكثر طبيعية هو اعتماد نقطة الغليان على الوزن الجزيئي لكحول معين. على سبيل المثال، درجة الغليان هي 78.15 درجة مئوية، ويبلغ الوزن الجزيئي 46.069 أ. وفي الوقت نفسه، تبلغ المؤشرات المماثلة للميثيل 64.7 درجة مئوية و32.04 درجة مئوية على التوالي. م. نفس النمط هو سمة من سمات جميع الكحوليات.

عادة ما يحدث التحلل المائي للكحول عندما يصل إلى هذه المرحلة، وهي عملية طويلة إلى حد ما، تدوم حوالي عشر ساعات.

تحدد هذه المعلمة مثل درجة حرارة احتراق الكحول إلى حد كبير نطاق استخدام هذه المركبات في الصناعة والحياة اليومية. ومع ذلك، هناك جانب واحد يجب مراعاته هنا وهو نوع الاحتراق. مصنفة إلى أربع مجموعات. النوع الأول يشمل جميع عمليات الاحتراق التي تحدث بسبب دخول الأكسجين الموجود في الهواء المحيط. وهذا يشمل تفاعلات احتراق الزيت والكحول. يتم التعبير عن هذه العملية بالصيغة التالية: C2H5OH + 3O2 + 11.3 N2 = 2CO2 + 3H2O + 11.3N2.

عند فحص هذه الصيغة، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنها لا تعكس بالمعنى الكامل جميع التحولات الكيميائية التي تحدث مع المواد المشاركة في تفاعل الاحتراق. يتم تجميع الصيغة على أساس أن الهواء يتكون فقط من الأكسجين والنيتروجين، ويفترض أن يكون وجود الغازات الخاملة فيه صفرًا.

تحدد المعلمة التي ندرسها - نقطة غليان الكحول - استخدامها المتنوع. يُعرف هذا الاستخدام لدينا باسم استخدام الكحوليات كمواد قابلة للاحتراق والمواد المكونة لها. أنواع مختلفةوقود السيارات. لهذه الأغراض، كقاعدة عامة، يتم استخدام الميثانول والإيثانول والبيوتانول، والتي يتم إنتاجها في جميع أنحاء العالم بكميات صناعية. وترجع أحجام الإنتاج هذه إلى توفرها تجاريا وظروف السوق العالية، علاوة على ذلك، تستخدم هذه المنتجات في بعض الحالات كمعايير لمؤشرات المستوى التكنولوجي للدولة. تشمل المجالات التكنولوجية المنفصلة إنتاج وقود الديزل الحيوي والمذيبات والدهانات والعديد من المنتجات الأخرى، والتي من المستحيل ببساطة إدراجها في مقال قصير واحد.

نواجه مفهوم "الكحول" و"المحلول الكحولي" لأول مرة في سنوات دراستنا، عندما نجري تجارب في دروس الكيمياء. ولكن مع مرور الوقت، فإن المعرفة المكتسبة أثناء الدراسة "تتبخر" بسبب عدم إمكانية تطبيقها في الممارسة العملية.

وفي الوقت نفسه، قد تكون بعض هذه المعرفة المدرسية مفيدة. لذلك من المفيد معرفة درجات حرارة التجمد والغليان لمن يريد أن يتعلم كيفية التمييز الفودكا الجودةمن المنتجات المقلدة، وأيضًا... إلى سائقي السيارات. دعونا نتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل.

في معظم الحالات، عندما نتحدث عن الكحول، فإننا نعني الإيثيل - وهو نفس النوع الذي يستخدم في إنتاج الكحول. خصائصه هي نقطة التجمد ونقطة الغليان. لذلك، إذا أخذنا في الاعتبار الكحول الإيثيلي النقي، فسوف يتجمد عند درجة حرارة منخفضة جدًا: -110 درجة مئوية.

ماذا يعني "تجميد"؟ وإذا تحولنا إلى لغات الكيمياء فهذا يعني “ سوف يتغير من السائل إلى الصلب" وتسمى نقطة التجمد أيضًا نقطة الانصهار. وبطبيعة الحال، لتحقيق مثل هذه القيم في الظروف اليومية أمر مستحيل.

لماذا في بعض الأحيان، عندما نخرج زجاجة فودكا من الثلاجة، نتفاجأ بوجود قطع من الثلج فيها؟

محلول مائي كحولي

الحقيقة هي أن الفودكا ليس كحولًا نقيًا، بل هو محلول مائي توجد فيه نسبة من الكحول. اعتمادا على هذه النسبة، تتغير درجة حرارة التجمد.

تتراوح "مبعثر" القيم التي تخضع عندها الفودكا للتبلور من -27 درجة مئوية إلى -34 درجة مئوية. هذه أرقام تقريبية. كلما زاد عدد الإيثانول في الفودكا، كلما انخفض الحد عندما يمكن أن يتحول من الكحول السائل إلى، إذا جاز التعبير، "الآيس كريم الكحولي".

ومن المثير للاهتمام ما يلي: تحدث عملية التجميد تدريجياً، وتتكاثف الفودكا، وتتحول إلى نوع من الهلام، وبعد ذلك فقط، إذا لم تتغير درجة الحرارة، تصبح صلبة. ولا يتجمد أبدًا تقريبًا.

سبب:أولاً، تغير جزيئات الماء خصائصها، فتتحول إلى قطع صغيرة من الجليد. يصبح تركيز الكحول في الزجاجة أعلى، لذلك يحتاج المحلول الآن إلى درجة حرارة أقل ليصبح ثلجًا.

من غير المرجح أن يتم تهيئة الظروف في الثلاجة عندما تنخفض درجة الحرارة إلى -33 أو -40. وهذا ببساطة مستحيل من الناحية الفنية في الحياة اليومية، حتى لو كانت وحدة التجميد تعمل بشكل صحيح. لذلك، من غير المرجح أن تلاحظ التحول الكامل إلى الجليد، ولكن من المحتمل جدًا وجود قطع من الجليد في الزجاجة.

طاولة تجميد لمحلول الكحول المائي

هل لديك أي شيء تضيفه إلى مقالتنا؟ نحن على استعداد لنشر تعليقاتكم حول الموضوع - ستكون مفيدة للجميع. اكتب، وسوف نشارك المعرفة!

لفهم تصحيح الكحولدعونا نفكر في الخصائص الرئيسية للكحول الإيثيلي المطلق 100٪:
- نقطة الغليان = 78.3 درجة مئوية عند 760 ملم زئبق.
- كثافة السائل = 790 كجم/م3 عند 20 درجة مئوية

من المعروف أن الكحول الإيثيلي يذوب تمامًا في الماء ويشكل خليطًا ثنائيًا من الماء والكحول مع أي كمية من الكحول. هنا تحتاج إلى الإشارة إلى الفرق بين تركيز الكتلة والحجم للإيثانول في محلول كحول مائي. التركيز الكتلي للكحول هو كتلة الكحول في كتلة المحلول (يُشار إليه بـ g/g أو %wt).

غالبًا ما يتم استخدام مفهوم التركيز الحجمي - وهو حجم الكحول في حجم الخليط (يُشار إليه بـ ml/ml أو %vol.). يمكن أن تختلف قيم التركيزات الحجمية والكتلية بشكل كبير بسبب الاختلاف الكبير في كثافة الكحول (0.79 جم / مل) والماء (1 جم / مل). في ما يلي، سيتم استخدام مفهوم التركيز الحجمي فقط هنا.

من الواضح أن نقطة غليان محلول سائلين يجب أن تكون بين نقاط غليانهما الفردية - 100 درجة مئوية للماء و 78.3 درجة مئوية للكحول الإيثيلي (عند 760 ملم زئبق). يظهر الشكل اعتماد نقطة الغليان (التبخير) لهذا المحلول، أو ما يعادله، درجة حرارة بخار الماء والكحول المشبع على تركيز الكحول في البخار. 1.

تجدر الإشارة بشكل خاص في هذا الرسم البياني إلى النقطة A بتركيز 96.4% ونقطة غليان أقل من نقطة غليان الكحول الإيثيلي 100%.

العمليات هي الأكثر وضوحا تقطير وتصحيح الإيثانولاشرح استخدام منحنى توازن الطور لخليط ثنائي من الماء والكحول (انظر الشكل 2).

يوضح الرسم البياني أن منحنى التوازن بأكمله تقريبًا أعلى من القطر Y=X، أي أنه عندما يتبخر محلول كحول مائي، يكون تركيز الكحول في البخار أكبر منه في السائل الأصلي. وهذا هو ما يكمن وراء عمليات التقطير وتصحيح الإيثانول.

النقطة (A، X=Y=97.2% من حيث الحجم) لتقاطع منحنى توازن الطور مع القطر لها أهمية كبيرة. هذه "نقطة الأزيوتروب" الخاصة - خليط سائل مغلي بشكل لا ينفصل عن مكونين نقيين، لا يمكن فصلهما إلى مكوناتهما عن طريق التقطير أو التصحيح. يُطلق على خليط الماء والكحول الأقرب إلى نقطة الأزيوتروب اسم الكحول المصحح.

باستخدام منحنى التوازن وقطر Y=X (انظر الشكل 2)، يمكنك أن ترى أنه مع التقطير البسيط بنسبة 10% من الهريس، يتم الحصول أولاً على لغو بتركيز يبلغ حوالي 53%. علاوة على ذلك، بعد الخطوات 10-53، يمكنك إنشاء الخطوات التالية - 53-82، 82-88، 88-92، إلخ. يظهر المكون الرأسي للخطوة زيادة في نسبة الإيثانول في طور البخار حتى يحدث توازن الطور (النقطة أ). يوضح المكون الأفقي للخطوة تكثيف هذه الأبخرة (نقطة تقاطع الأفقي مع القطر Y=X). يوضح الرسم البياني أنه للحصول على كحول مصحح من الهريس بتركيز أولي قدره 10%، من الناحية النظرية، يجب إجراء أكثر من اثنتي عشرة عملية تقطير متتالية. في الممارسة العملية، يجب أن يكون هناك الكثير منهم، لذلك مع انخفاض تركيز الكحول في مكعب التقطير، ينخفض ​​\u200b\u200bتركيز نواتج التقطير وفقًا لذلك. على سبيل المثال، في الخطوة الأولى 53% المجلد. يتوافق فقط مع لحظة التقطير الأولية. بعد مرور بعض الوقت، ينخفض ​​\u200b\u200bتركيز الكحول في الهريس ولدينا بالفعل أقل من 10٪ كحول فيه، ونتيجة لذلك بحلول نهاية التقطير الأول، يبلغ متوسط ​​قوة لغو القمر المحدد 53٪ حجمًا، ولكن 35-40% المجلد.

ومن الجدير بالذكر أن درجة غليان الإيثانول تعتمد على الضغط الجوي (انظر الشكل 3). علاوة على ذلك، فإن هذا الاعتماد مهم جدًا لعملية التصحيح، عندما يكون كل عُشر الدرجة مهمًا.

في صيغة مبسطة للغاية، تشكل "خطوات" التقطير الفردي الموصوفة أعلاه، ولكن لم يتم تنفيذها بشكل منفصل، ولكن تم جمعها معًا في جهاز واحد، عملية تصحيح الكحول. يحتوي هذا التثبيت التصحيحي على "زائد" إضافي - بالتوازي مع مهمة الحصول على الكحول المصحح، كما أنه يحل مشكلة تنقيته من الشوائب التي لها نقطة غليان مختلفة عن الكحول (انظر الرسم البياني في المنتدى

تجاوز هدفنا المتمثل في إنتاج الكحول باستخدام عمود التقطيريمكنك عزل أي مادة في شكلها النقي (لن يكون هذا صعبا إذا كنت تعرف درجة غليانها). على سبيل المثال، من خلال تقطير منقوع إبر الصنوبر، يمكنك محاولة عزل المكون المسؤول عن رائحة إبر الصنوبر، أو من منقوع بتلات البنفسج، يمكنك عزل المادة المسؤولة عن هذه الرائحة الزهرية. من صانع القمر إلى صانع العطور خطوة واحدة

مع أي تصحيح، يتم الحفاظ على درجة الحرارة أثناء تخمير لغو ضمن حدود معينة. وبالمثل، فإن الماء لتحريك السكر المحبب، وخاصة الخميرة، يجب أن يؤخذ دافئا. إذا كانت الخميرة جافة، فمن الضروري "تحسينها". أولا، ضجة في الماء بدرجة حرارة لا تزيد عن 35 ولا تقل عن 25 درجة، أضف القليل من السكر واتركها حتى تتشكل الرغوة. ثم تصب في وعاء. لا يحتاجون إليها. تتم عملية تخمير الهريس في درجة حرارة الغرفة.

حول درجة الحرارة اللازمة للتقطير

• في تخمير لغو، من المهم جدًا عدم "المبالغة في ذلك" مع درجة الحرارة أثناء التقطير. نقطة غليان الماء هي 100 درجة، ويبدأ الكحول في التبخر بشكل مكثف قبل ذلك بقليل. إذا قمت بتقطير الهريس المغلي، فسوف يصبح لغو الناتج غائما.
• بالإضافة إلى ذلك، سوف ينخفض ​​بشكل حاد. سوف تدخل فيه جميع الشوائب الضارة من الهريس. سيسمح لك مقياس الحرارة الموجود في غطاء مكعب التقطير بمراقبة العملية. درجة الحرارة المثلىالتقطير 79 - 82 درجة مئوية.
• ولكن بالفعل عند 65 درجة من التسخين، يبدأ تبخر الكحوليات الخفيفة والإثيرات. هذا هو "رأس" لغو أو "بيرفاخ" - اللتر الأول (إذا كانت سعة الهريس لا تقل عن 25 - 30 لترًا). وشربه مضر لوجود الاسترات فيه. ودرجة الحرارة 78 درجة "تجبر" الكحول الإيثيلي على التبخر.
• يتم جمعها في وعاء منفصل. يتم تقليل حرارة الهريس حتى لا يغلي. بعد ذلك، ضعه على نار خفيفة حتى ترتفع درجة الحرارة مرة أخرى إلى 78. ثم استمر في التقطير. نقطة الغليان الدقيقة للكحول (100٪ إيثانول) هي 78.39 درجة. 96% تم تصحيح الدمامل مبكرًا (78.15).

حول تبريد بخار الكحول

إذا لم يكن لديك مقياس حرارة

إذا لم يكن هناك مقياس حرارة، فسيتم تحديد قوة ضوء القمر الناتج عن طريق إشعال النار فيه. أسقط قليلا على سطح خشبي وأشعله. يشير اللهب المزرق (وغير المرئي تقريبًا) إلى قوة عالية للمشروب. يشير الضوء الضعيف ذو اللون المصفر إلى وجود نسبة كحول تتراوح بين 38 إلى 40%. بعد الاحتراق، يبقى فيلم زيتي قزحي الألوان في الضوء - وهذه هي زيوت فيوسيل. تشير كمية هذه البقايا إلى قوة المشروب. من المستحيل إزالة الكحول تمامًا من الهريس. إذا كنت بحاجة إلى "ذيل"، أي أن لغو غائم بالفعل، فسيتم تسخينه فوق 85 درجة. إذا لم يكن ذلك ضروريا، فيمكنك إضافة هذه البقايا إلى الحاوية التالية مع جزء جديد من الهريس. القوة في ذلك سوف تزيد قليلا. بعد التقطير، يبقى ما يقرب من ربع إجمالي الكحول في الهريس.

حول سخانات

الآن دعونا نتحدث عن سخانات لمكعب التقطير أو حاوية أخرى. من الأفضل استخدام موقد الغاز، حيث أن درجة حرارة غليان الهريس أسهل في التنظيم. لا يسمح الموقد الكهربائي أو الفرن التعريفي بتغييرات سلسة في الحرارة. في السؤال، سوف تفعل النار. يتم أولاً تسخين الخزان مع الهريس على نار كاملة. إذا لم يكن لديك مقياس حرارة، فإن الشيء الرئيسي في هذه العملية هو عدم تفويت بداية الهسهسة الهريس. خفض الحرارة بشكل حاد، وتجنب الغليان. قريبا ستظهر القطرات الأولى من لغو عند مخرج الملف. عندما تمتلئ الحاوية، راقب التدفق مشروب كحولي. إذا تحولت إلى سلسلة من القطرات، فسيتم زيادة التسخين قليلاً. أثناء عملية التصحيح، يتم إطلاق رائحة الكحول. يجب الحفاظ على درجة الحرارة في مكعب التقطير في حدود 76 - 82 درجة. بعد مرور بعض الوقت، ينخفض ​​\u200b\u200bتركيز الكحول في الهريس. يجب أن تستمر العملية لأطول فترة ممكنة. يتم تحقيق أعلى جودة لغو من خلال تقطير الهريس عند 80 درجة.

حول الحوض

هناك أنواع عديدة من آلات تخمير لغو. البعض لديه خرطوم بين الإنبيقويقطع الملف في الحوض زيوت فيوزل. أبخرتها أثقل من أبخرة الكحول وتستقر بشكل أسرع. يتم ملء خزان الترسيب على شكل وعاء صغير بالتدريج بالشوائب الضارة. كلما ارتفعت درجة حرارة الهريس، كلما تم ملئه بشكل أسرع. لكن بعض الشوائب الضارة لا تزال تصل إلى المخرج.

(1 الأصوات، المتوسط: 5,00 من 5)

عملية تقطير الهريس ليست بهذه التعقيد. وتتكون من مراحل متتالية، يجب خلالها اتباع عدد من الخطوات المتطلبات التكنولوجية. العامل الأكثر أهمية هو الحفاظ على نظام درجة حرارة معين خلال كل دورة إنتاج لإنتاج لغو.

من خلال الحصول على معلومات حول درجة غليان الهريس المقطر، ستتمكن من الحصول على لغو عالي الجودة. براغا هو محلول الكحول والماء. وهذا يعني أن درجة غليان السائل وتحوله إلى بخار ستكون في حدود 78-100 درجة. سوف يغلي محلول الهريس الذي يحتوي على نسبة عالية من الكحول ويبدأ في التحول إلى بخار عند أدنى درجة حرارة. هذا سيجعل من السهل الحصول على نواتج التقطير الجيدة.

قراءات درجة الحرارة لكل مرحلة التقطير

هناك 3 مراحل لتقطير الهريس:

إزالة منتجات الكسر الأول

عندما ترتفع درجة حرارة الهريس إلى 65-68 درجة مئوية، تبدأ عملية غليان السائل الذي يصاحبه تبخر الجزيئات الخفيفة الممزوجة بالمواد الضارة. في هذا الوقت، تظهر رائحة معينة من الكحول الإيثيلي، ويبدأ السائل الأول بالتنقيط.

يسمي الناس هذا لغو "Pervak". الفصيل الأول يسمى أيضًا "الرأس".
لا ينبغي استهلاك هذا المنتج، فهو خطير جدًا على الصحة، لأنه يحتوي على نسبة عالية من الكحول بالإضافة إلى مواد ضارة. يتم جمع هذا الجزء من لغو القمر في حاوية منفصلة ويستخدم لاحقًا لأغراض فنية أو يتم سكبه ببساطة.

نقطة مهمة: بمجرد أن ترتفع درجة حرارة الهريس إلى 63 درجة، من الضروري تقليل سرعة الغليان بشكل حاد والاستمرار في تسخين السائل إلى 68 درجة تدريجياً على نار خفيفة.

يتم ذلك حتى لا يصل الهريس إلى ملف التبريد. خلاف ذلك، فإن جودة لغو تتدهور بشكل كبير، وسوف تكون هناك حاجة إلى التقطير الثاني..

مجموعة من المنتج الرئيسي

بعد تقطير الجزء الأول، تبدأ المرحلة الرئيسية لإنتاج لغو القمر. للقيام بذلك، ضع حاوية جديدة سيتم فيها جمع المنتج الرئيسي لتقطير الهريس، أي لغو.

وفي هذه المرحلة تزداد درجة غليان السائل تدريجياً حتى تصل إلى 78 درجة. في هذه اللحظة يبدأ إنتاج المنتج الرئيسي - لغو مناسب للاستهلاك.

أثناء تقطير الهريس، تزداد درجة حرارة السائل، بينما تقل شدة إخراج لغو القمر. وفي اللحظة التي تصل فيها درجة الحرارة إلى 85 درجة، يجب إيقاف جمع لغو، حيث يبدأ التبخر النشط لزيوت الوقود وغيرها من الشوائب الضارة بالصحة.

وبالتالي، فإن نظام درجة الحرارة الأمثل لتقطير الهريس وتحويله إلى لغو يتم ضبطه ضمن 78-84 درجة مئوية.

اختيار الفصيل الثالث

تكتمل المرحلة الرئيسية للتقطير عند درجة حرارة 85 درجة مئوية، لكن الهريس لا يزال يحتوي على كمية صغيرة منالكحول لاستخراجه، تحتاج إلى الحفاظ على درجة حرارة الغليان عند مستوى معين أو زيادتها إلى 90 درجة. خلال هذه الفترة، سيبدأ التبخر النشط للسائل الذي يحتوي على نسبة عالية من زيوت الوقود والشوائب. إذا رغبت في ذلك، يمكن إزالة هذه المواد عن طريق الأداء إعادة التقطيرأو باستخدام طريقة أخرى لتنقية لغو.

هام: تمامًا مثل الرؤوس، يتم جمع ذيول في وعاء منفصل.

ما هي الأجهزة اللازمة للتحكم في عملية تخمير لغو؟

للحصول على تقطير الهريس لغو عالي الجودةيتطلب استيفاء شروط معينة، مما يعني أن المراقبة المستمرة لامتثالها أمر ضروري. الأجهزة التي يمكن أن تساعد في ذلك هي مقياس الكحول ومقياس الحرارة. مقياس الكحول لا يحدد القوة فقط مشروب جاهزبل والفصائل أيضاً. بمساعدتها، يتم تحديد لحظة نهاية جمع لغو والانتقال إلى اختيار ذيول.

يمكنك قياس درجة حرارة السائل الخاضع للتقطير باستخدام مقياس حرارة خاص. من الأفضل أن يكون مقياس الحرارة مدمجًا في مكعب التقطير.