Proprietățile termofizice ale soluțiilor apoase alcoolice
Proprietăți 100% etanol absolut (ES) din punct de vedere practic de mic interes (B.P. = 78,3 ° C la 760mm.rt.st. # 961 = 790 # 954; g / m3). Prin urmare, aici ne vom ocupa de proprietățile amestecului binar (dublu) de CE + apă, oferind o imagine completă a activității de echipamente de rectificare și obținerea de alcool etilic rectificat-l.
Punctul de fierbere al amestecului de apă-alcool.
În mod natural cele două substanțe cu punct de fierbere soluție - apă (p.f. = 100 ° C la 760mm.rt.st) și etanol (punct de fierbere = 78,3 ° C la 760mm.rt.st) trebuie să fie situate între punctele de fierbere ale substanțelor individuale. Dependența temperaturii vaporilor apoasă saturată sau la temperatura de fierbere alcool (vaporizarea) a amestecului binar al concentrației de alcool în perechile Y este prezentată în Fig.1.
Este demn de remarcat faptul că în acest grafic, există un punct A la concentrația de 96,4%, în care temperatura chiar mai mică decât punctul de fierbere de 100% etanol.
Temperatura Fig.1 abur saturat hidroalcoolic sau temperatura de fierbere a amestecului de apă-alcool (la 760 mmHg)
starea de echilibru de fază (lichid și vapori) este o astfel de coexistență, în care nu există schimbări aparente calitative sau cantitative ale acestor faze. Equilibrium ajuns în faza este considerată numai atunci când sunt îndeplinite simultan două condiții: temperatura și fazele sunt egale cu presiuni parțiale ale fiecărei componente în vapori, și fazele lichide. A doua condiție înseamnă că trecerea prin limita dintre faza fiecărui component din faza lichidă în faza de vapori și din spate este finalizată. Ie compozițiile lichide și vapori sunt stabilizate, iar concentrațiile de componente într-o singură fază, aceeași la fiecare punct din volumul său.
Pentru un amestec binar apă-alcool este propoziția teoretică este un lucru foarte simplu. Dacă un balon convențional (schematic desenată în graficul din Figura 2) pentru a turna o cantitate mică de amestec apă-alcool, cu concentrația Xzh și se încălzește până la punctul de fierbere al amestecului, perechea în concentrația de alcool format va Yn. Apoi, în cazul în care aproape flask rapid și se agită energic (vapori de agitare și fază lichidă), temperatura din interiorul conului este egalizată, iar vaporii și lichidul ajunge la echilibru - cu concentrații în aceste X și Y, respectiv, alcool.
În cazul în care astfel de experimente au fost efectuate pentru diferite concentrații de soluții de apă-alcool, este posibil să se obțină o anumită dependență de faze de echilibru - curba de fază de echilibru. echilibru grafic curba pentru amestecul de fază binară de alcool pur + apă pură este prezentată în Figura 2.
Fig.2 binar curba de fază de echilibru amestec hidroalcoolic (la 760 mmHg)
Semnificația teoretică și practică a curbei de echilibru de fază în ceea ce privește procesul de distilare a alcoolului este foarte mare, dar vom reveni mai târziu în această „rectificare“, iar acum arată cum să folosească această curbă.
De exemplu, în distilarea convențională a borhotului cu o concentrație de alcool de X = 10% abur este generată într-o concentrație de alcool în acesta Y = 42%, iar după condensarea acestuia, obținem „infuzare“ (distilat condensat) Aceeași „cetate“. Astfel, în cazul în care nu vorbe de clacă este echipat cu ce unele „clopotele și fluierele“ suplimentare, veți obține o bere mai puternică în acest fel, este teoretic imposibil. În același mod se poate „prezice“ cu aceeași curbă și rezultat redistilare „Pervatsch“ - soluție de 40% a distilatului din a doua distilare se poate obține o „Brew“ 60%.
Privind la acest grafic, ar trebui să acorde o atenție pe diagonala Y = X. Datorită faptului că aproape toate curba de echilibru se află deasupra acestei diagonale poate fi evaporarea amestecului apă și alcool pentru a obține concentrația de alcool în vaporii mai mare decât concentrația sa în lichidul sursă. Singura excepție este punctul A - echilibru intersecția cu curba diagonală, unde X = Y = 96,4%. Acest punct singular azeotropi.
Fierberea amestec azeotrop sau inseparabil numit în care vaporii în echilibru cu lichidul are aceeași compoziție ca amestec lichid (X = Y). În distilarea amestecurilor azeotrope de condensare aceeași compoziție ca și amestecul de pornire. Separarea amestecurilor prin distilare și rectificare excluse.
amestec apă-alcool, la un punct singular azeotropi numit „alcool etilic rectificat (CP).“ Este la acest punct are ca scop procesul de rectificare, care este o concentrație de alcool de limitare în acest proces, și în acel moment amestecul de apă-alcool, are un punct de fierbere minim (B.P. = 78,15 ° C la 760mm.rt.st. Cm. Fig. 1).
alcool rectificat proprietățile de bază
Acest produs există GOST 5962-67, care este reglementat de concentrația de alcool în alcoolul rectificat de la 96% până la 96,4%, iar compoziția sa.
Aici sunt unele dintre proprietățile fizice ale alcoolului etilic rectificat
Densitatea lichidului (20 ° C) ................ .......... .... 812 kg / m3 (≈0.8kg / l)
Densitatea vaporilor (la 760 mmHg) ............. .......... 1601 kg / m3
Punctul de fierbere (la 760 mmHg) .................. 78,15 ° C
Căldura specifică vaporizarea ......................... 925 kJ / kg
Aceste date sunt baza pentru proiectarea de echipamente de rectificare alcool. Și pentru voi va fi informațiile obișnuite de fond.
Punct rectificat alcool și presiunea atmosferică.
Trebuie remarcat faptul că punctul de fierbere CP depinde în mod esențial de presiunea atmosferică. Mai mult decât atât, aceasta este dependența atât de puternică (a se vedea. Figura 3) că temperatura de distilare a alcoolului, a înregistrat, de exemplu, un termometru electronic, care poate determina valoarea exactă a presiunii atmosferice în momentul și calibrarea barometru standard de acasă, folosind următoarea relație.
Figura 3. Dependența punctului de fierbere al alcoolului etilic rectificat de la presiunea atmosferică
Dacă folosiți o unitate de distilare, fără termometru, aceste informații se extinde orizonturile pur și simplu și nu este pentru tine nici o semnificație practică, deoarece eliberarea de CP definiți mirosul cu o precizie absolută. Dar pentru cei care au achiziționat instalarea unui termometru electronic, această asociere de alcool cu punct de fierbere la presiune atmosferică are o semnificație practică directă.
Într-adevăr, cu echipamente profesionale si termometru electronic rectificare care poate măsura cu precizie temperatura vaporilor de alcool, puteți descoperi cu surprindere că lecturile sale diferă de la o zi la alta. Dacă ieri ați urmărit alcool temperatura de fierbere 77,0ºC, iar astăzi - 78,0ºC, nu înseamnă să schimbe compoziția dispozitivului de alcool sau rectificarea erorilor, dar numai modificări ale presiunii atmosferice: ieri - 730mm.rt.st. și astăzi - 755mm.rt.st.