Как разделить спирт и воду поясните на каких свойствах основано применение
Вовсе не желание употребления спиртных напитков послужило толчком для зарождения спиртовой промышленности. Первыми, кто практически решил вопрос о том, как разделить воду и спирт, были не потребители и даже не производители зелья, а… медики. Спирт несравненно лучший по сравнению с водой растворитель, поэтому на его основе древние восточные лекари с успехом готовили свои снадобья. Метод дистилляции привезли в Европу, как один из трофеев, рыцари из своих крестовых походов. В Старом Свете метод прижился, правда, во Франции получил еще одно назначение – изготовление косметики. И лишь затем продукты перегона браги начали потихоньку завоевывать место под солнцем как напитки, с чем связано немало легенд и преданий.
Метод, о котором знает каждая бабка
Субстанция, из которой обычно получают спирт – это брага, а самогоноварение – самый древний способ как разделить смесь. Спирта и воды, правда, в чистом виде процесс не дает, зато дешев, надежен и отработан веками.
В процессе брожения из сахаросодержащих веществ дрожжи вырабатывают спирт, и при определенной его концентрации сами же в нем и погибают (спирт, оказывается, яд даже для производящих его дрожжей). Далее в дело вступает чистая физика: вода, как известно, при нормальном атмосферном давлении (около 760 мм.рт.ст.) превращается в пар при температуре 100 °C, а вот этиловый спирт – этанол, тот самый, что создает нам “праздничное” настроение, закипает при температуре порядка 78 °C.
Таким образом, способ, как разделить воду и спирт, очевиден. При нагревании первыми испаряются пары этанола и отводятся из зоны кипения. Затем пары поступают в охладитель и конденсируются, превращаются обратно в жидкость. Вода же остается в емкости.
Как научились получать чистый спирт?
Однако на деле не все так просто и легко. При 80 °C спирт интенсивно испаряется и покидает емкость. Вода, хоть и не достигает точки кипения при данной температуре, но часть ее все же испаряется и попадает в охладитель вместе с парами этанола. Если делать перегонку 3 и более раз, максимальная крепость, которой можно добиться – 80…85%. А как разделить воду и спирт полностью или почти полностью? Для этого в конце XIX века и была придумана ректификационная колонна.
Устройство ее отличается от обычного «бабкиного» самогонного аппарата наличием вертикальной шахты, куда поступают спиртосодержащие пары перед тем, как оказаться в холодильнике. В шахте пары проходят через ряд препятствий в виде тарелок, насыпных деталей произвольной формы и т. д. Задача этих препятствий в том, чтобы немного остудить пар и заставить его конденсироваться. В виде капель оседает и самотеком вновь попадает в емкость именно вода – как жидкость с более высокой температурой кипения. Пары же спирта продолжают свой путь к вершине колонны и лишь там они отбираются для охлаждения и конденсации.
Другие способы
Однако известны и другие способы, как разделить воду и спирт. Например, что выйдет, если исходную жидкость не нагревать, а наоборот – охлаждать? Именно так, по некоторым предположениям, поступали древние викинги со своим элем, чтобы сделать его крепче. В кувшине с элем, который выносили на ночь на лютый мороз, к утру образовывалась ледышка. Ее выбрасывали, а оставшийся в кувшине напиток оказывался крепче и забористее. Секрет метода прост – вода кристаллизуется при температуре 0 °C, чтобы заморозить этиловый спирт, его пришлось бы охладить до минус 115 °C.
Но если вообще отставить в сторону температуру? В этом случае как разделить спирт и воду? Химия также может помочь в решении задачи. Есть вещества, связывающие химически воду, нейтральные к спирту. Другие же, напротив, вступают в реакцию со спиртом, игнорируя Н2О. Это такие методы, как выщелачивание или высаливание. Однако на практике к таким способам прибегают чаще всего лишь в научных целях.
Источник
Задачу по отделению спирта от воды можно решить несколькими способами. Наиболее простой из них – нагреть раствор. Поскольку температура кипения спирта намного ниже, чем у воды, он быстро превращается в пар. После чего его можно будет конденсировать в отдельную емкость. Кроме того, спиртовой раствор можно заморозить, что позволит вам частично удалить безалкогольные составляющие; остальная жидкость будет сильнее насыщена спиртом. Используйте обычную поваренную соль, чтобы отделить изопропиловый спирт от воды. В итоге у вас получится не алкоголь, а концентрированный изопропиловый спирт.
Дистилляция спирта из воды
1
Соберите замкнутую перегонную установку. Простейшая перегонная установка состоит из круглодонной стеклянной колбы (перегонной колбы), конденсаторного блока и еще одной стеклянной емкости для отделенной жидкости. Чтобы разделить спирт и воду, установите между перегонной колбой и конденсаторным блоком дефлегматор.[1]
- Для простой перегонной установки нужно, чтобы две жидкости имели большую разницу в точках кипения.
- Простая перегонная установка использует меньше тепла, но и обеспечивает меньшую точность в отделении спирта от воды.
- Замкнутую перегонную установку еще называют перегонным кубом или дистиллятором.
2
Нагрейте спиртовой раствор в круглодонной колбе. Температура кипения воды составляет 100 °C, а температура кипения спирта ‒ 78 °C. Из-за этого спирт испаряется быстрее воды.[2]
- Используйте источник тепла, температуру которого можно быстро увеличить или уменьшить, например, колбонагреватель.
- Также можно использовать обычный газовый или электрический нагреватель.
3
Вставьте дефлегматор в горлышко колбы. Дефлегматор представляет собой прямой стеклянный цилиндр, внутри которого расположены металлические кольца или стеклянные или пластиковые бусины. Эти кольца или бусины помогают удерживать менее летучие газы на дне цилиндра.[3]
- Когда из дистилляционной жидкости будет подниматься пар, вверх поднимутся только самые летучие газы.
- В ходе дистилляции раствора спирта и воды к верхнему кольцу поднимется спирт.
- Вставьте термометр, чтобы следить за температурой газов внутри установки.
4
Дайте пару остыть и конденсироваться в жидкость. При охлаждении пара, что поднимается вверх по трубке, происходит его конденсация обратно в жидкое состояние.[4]
- Когда пар конденсируется в жидкость, он становится тяжелее. Жидкий спирт затем падает в емкость для сбора.
- Процесс конденсации можно ускорить – для этого расположите, трубку, по которой поднимается пар, рядом с охлаждающей жидкостью.
Отделение спирта путем заморозки
1
Начните с жидкости, на 5%-15% состоящей из спирта. Вам понадобится емкость, которую можно спокойно заморозить и разморозить, а также место (морозильная камера или подходящие погодные условия), температура в котором будет ниже 0 °C. Этот метод основан на различиях в температуре замерзания спирта и воды примерно так же, как тепловая дистилляция зависит от разной температуры кипения.[5]
- Этот древний метод отделения алкоголя от воды практиковали еще с VII века.
- Холодную дистилляцию иногда еще называют монгольской.
2
Поместите спиртовой раствор в емкость. Так как в процессе охлаждения вода расширяется, убедитесь, что емкость достаточно большая, чтобы удержать расширенную жидкость. Вода в растворе будет расширяться, но из-за поглощения воды количество спирта значительно уменьшится.[6]
- Температура замерзания воды составляет 0 °C, а спирта ‒ -114 °C. Иными словами, в обычных условиях алкоголь никогда не замерзает.
- Раз в день выкачивайте жидкость из замороженной емкости. Чем дольше контейнер будет оставаться в морозилке (или снаружи), тем выше будет концентрация спирта в оставшейся жидкости.
- Для больших объемов воды используйте более крупные емкости. Обязательно возьмите пластмассовые пищевые контейнеры, так как контейнеры более низкого качества могут загрязнить жидкость.
3
Уберите из контейнера замороженную жидкость. Замороженная жидкость будет в основном состоять из воды, тогда как спирт, который имеет более низкую температуру замерзания, останется в жидкой форме.[7]
- Спирт в оставшейся жидкости будет более концентрированным, но еще не чистым.
- К тому же, жидкость будет иметь более сильный аромат. По этой причине данный метод дистилляции является популярным при изготовлении крепкого яблочного сидра (или яблочной водки), эля и пива.
- При изготовлении яблочной водки используют холодную дистилляцию – так производитель повышает концентрацию спирта в напитке.[8]
«Высаливание» спирта из воды
1
Добавьте соль к изопропиловому спирту, чтобы приступить к процессу азеотропной дистилляции. Этот процесс дистилляции отделяет воду от спирта путем дегидратации. Дегидратированный спирт может использоваться в качестве топлива, средства против блох и клещей у домашних животных, в качестве антисептика для домашних животных и людей или в качестве противообледенителя для лобовых стекол.[9]
- Дегидратированный спирт является ключевым элементом в создании биодизельного топлива.
- Этот процесс известен как экстрактивная дистилляция.
2
Соберите все необходимое. Чтобы отделить воду от изопропилового спирта, вам понадобится: 50%-70% раствор изопропилового спирта, емкость для хранения жидкости, двухлитровая стеклянная банка с широким горлышком для смешивания, 450 г нейодированной поваренной соли и спринцовка с маленьким носиком.
- Удостоверьтесь в чистоте всех принадлежностей, в том числе банок и спринцовки.
- Изопропиловый спирт обычно продается без рецепта в аптеках в баночках емкостью 500 мл. Для двухлитровой банки вам понадобится литр спирта.
3
Заполните емкость для смешивания на четверть поваренной солью. Убедитесь, что это нейодированная соль, иначе процесс дистилляции будет испорчен. Для этого вам должно хватить одного пакета поваренной соли.[10]
- Марка соли не имеет значение, главное, чтобы она не была йодирована.
- Пока соотношение жидкости к соли составляет 4:1, объем используемого спирта и соли не имеет значения.
4
Вылейте спирт в банку и перемешайте содержимое. Емкость должна быть примерно на 3/4 заполнена раствором изопропилового спирта и соли. Если жидкости будет больше, то ей может не хватить места для расширения, которое произойдет, когда соль смешается со спиртом.[11]
- Прежде чем взболтнуть содержимое, убедитесь, что крышка сидит плотно.
- Перемешивайте содержимое емкости до тех пор, пока соль хорошо не смешается с жидкостью.
5
Позвольте гравитации разделить содержимое раствора. Соли понадобится где-то 15-40 минут, чтобы осесть на дне банки. Жидкость в верхней части банки будет иметь повышенную концентрацию спирта. Это и будет дегидратированный изопропиловый спирт.[12]
- Не позволяйте двум слоям снова перемешаться.
- Открывайте банку очень осторожно, чтобы лишний раз не встряхивать жидкость. Это может взбаламутить соленый раствор на дне банки, и тогда вам придется повторять весь процесс дистилляции заново.
6
Используйте спринцовку, чтобы извлечь дистиллированный спирт из верхней части банки. Подготовьте подходящую емкость, обозначив ее как «дистиллированный изопропиловый спирт».[13]
- Используйте спринцовку аккуратно, понемногу извлекая спирт из банки.
- Постарайтесь не трясти, не переливать и не наклонять банку в ходе отбора дистиллированного спирта.
Предупреждения
- Перегонка спирта в домашних условиях по-прежнему является незаконной во многих странах. Проверьте местные законы, чтобы получить дополнительную информацию о законности дистилляции спирта в своей области.
- Ни в коем случае не пейте изопропиловый спирт. Он предназначен для местного использования или в качестве топлива. Смертельная доза изопропилового спирта составляет около 250 мл.
Об этой статье
Эту страницу просматривали 20 947 раз.
Была ли эта статья полезной?
Источник
Подумай, ответь, выполни…
- При чтении текста о разделении смесей в тетради составьте схему “Основные способы разделения неоднородных и однородных смесей”. Для каждого способа приведите примеры.
- Даны смеси: а) спирта и воды; б) речного песка и сахара; в) медных и железных опилок; г) воды и бензина. Как разделить эти смеси? Поясните, на каких свойствах компонентов смеси основано их разделение.
- Можно ли фильтрованием выделить из раствора поваренную соль. Почему?
- Предложите способ выделения глины из ее смеси с водой.
- Как, не используя каких-либо приспособлений, можно отделить сливки от молока? Найдите в Интернете определение термина “центрифугирование”.
- Тестовые задания
1. При чтении текста о разделении смесей в тетради составьте схему “Основные способы разделения неоднородных и однородных смесей”. Для каждого способа приведите примеры.
2. Даны смеси: а) спирта и воды; б) речного песка и сахара; в) медных и железных опилок; г) воды и бензина. Как разделить эти смеси? Поясните, на каких свойствах компонентов смеси основано их разделение.
Смесь | Вид смеси | Способ разделения | На каких свойствах компонентов смеси основано их разделение |
|---|---|---|---|
а) спирт и вода | однородная | дистилляция | на различии в температурах кипения воды и спирта |
б) речной песок и сахар | неоднородная | фильтрование с последующей кристаллизацией сахара из водного раствора | на различной растворимости в воде речного песка и сахара |
в) медные и железные опилки | неоднородная | действие магнитом | на различии в магнитных свойствах компонентов (железо обладает магнитными свойствами, а медь – нет) |
г) вода и бензин | неоднородная | отстаивание | на различии в плотностях бензина и воды |
3. Можно ли фильтрованием выделить из раствора поваренную соль. Почему?
Поваренную соль нельзя выделить из раствора фильтрованием. Раствор соли представляет собой однородную смесь и проходит через фильтр. Поваренную соль можно выделить из раствора выпариванием.
4. Предложите способ выделения глины из ее смеси с водой.
Для выделения глины из ее смеси с водой можно применить способ отстаивания. При отстаивании частицы глины оседают на дно: чем меньше размер твердых частиц в жидкости, тем дольше будет отстаиваться смесь. В результате отстаивания получают два слоя: верхний слой – вода, нижний слой – глина. Вода отделяется от глины путем ее сливания.
5. Как, не используя каких-либо приспособлений, можно отделить сливки от молока? Найдите в Интернете определение термина “центрифугирование”.
Сливки можно отделить от молока путем отстаивания и последующего сливания отстоявшегося молока с помощью делительной воронки.
Цетрифугирование – это процесс разделения неоднородной смеси, содержащей частицы очень малых размеров, которые невозможно отделить отстаиванием или фильтрованием. Смесь помещают в специальный сосуд, который с огромной скоростью вращают в специальном аппарате – центрифуге. В результате более тяжелые частицы оседают на дно сосуда, а легкие оказываются сверху. Центрифугирование основано на действии центробежной силы, которая во много раз превышает силу земного притяжения. Этот процесс применяется, например, при сепарировании молока.
Тестовые задания
1. Выберите схемы, изображающие состав чистых веществ.
1)
2)
Ответ: 1) и 3).
2. Фильтрованием можно разделить смесь
1) воды и сахара
2) воды и поваренной соли
3) воды и угольной пыли
4) воды и столового уксуса
Ответ: 3).
3. Смесь порошков железа и серы является
1) гомогенной
2) гетерогенной
Ответ: 2).
4. Очистить воду от примеси подсолнечного масла можно
1) выпариванием
2) фильтрованием
3) перегонкой
4) отстаиванием
Ответ: 4).
5. Установите соответствие между смесью и способом ее разделения
1) раствор поваренной соли в воде А. действие магнитом 2) раствор мела в воде Б. с помощью делительной воронки 3) смесь железа и серы В. выпаривание 4) смесь воды и бензина Г. фильтрование Ответ: 1) В; 2) Г; 3) А; 4) Б.
Источник
Материал содержит информацию о товарах, употребление которых может навредить вашему здоровью.
Казалось бы, сделать водку в домашних условиях просто: взять спирт (главное, чтобы он был пищевым) и воду, перемешать, и готово.
Но от того, как развести спирт, зависит качество и вкус конечного продукта.
А мы ведь стремимся к тому, чтобы он был без постороннего привкуса, запаха и прозрачным. Поэтому сделаем все правильно.
Какой должен быть спирт?
Многие считаю, что для приготовления качественной водки, которой не отравишься, лучше всего подходит медицинский спирт. И удивляются, когда выясняется, что это не так.
Продукт, который называют «Медицинским» – первого сорта, неочищенный, с завышенными показателями по метилу и сивушным маслам.
Производят его из пищевого сырья (зерно, какое попадет на спиртзавод, картошка, меласса и т.п. в любых пропорциях). Предназначен для наружного использования (протирка перед уколами, дезинфекция и т.п.), а не для употребления внутрь!
Да, выпив разбавленного медицинского спирта, не ослепнешь и в реанимацию не попадешь, но и большого удовольствия не получишь. К тому же ждите похмелья, если чуть «переберете» привычную дозу.
Для приготовления водки в России, согласно ГОСТу, используют такие спирты:
- высшей очистки (по иронии, несмотря на обнадеживающее название, он – самый низкосортный среди «водочных»). Производится из того же сырья, что и медицинский, но подвергается дополнительной очистке. А в дальнейшем становится основой для дешевой водки;
- «Базис» – зерно-картофельный продукт, где картошки – до 60%. Также для бюджетного алкоголя;
- «Экстра». Используют зерно и картошку, причем последней – не более 35% от общего количества сырья. Используется в водочной продукции средней ценовой категории;
- «Люкс» – только из зерновой браги. Алкогольная продукция из него относится к Премиум классу;
- «Альфа» для браги использует только рожь и пшеницу. Из него делают водки и настойки классификации Супер-Премиум.
Важно. Степень очистки выше по мере возрастания классности продукта.
Так, количество метила в «Альфа» – до 0,003 мг/дм3в пересчете на 100% спирт, а в «Базисе» – до 0,05 мг/дм3, да и допуск сивушных масел выше у «Базиса».
Сегодня пищевой спирт любой марки можно свободно купить в специализированных магазинах и через интернет.
Подготовка ингредиентов для разведения
Нелишне напомнить, что ингредиенты для создания водки или настойки на собственной кухне должны быть качественными, к тому же подготовленными.
1. Спирт. Покупать его нужно только в проверенных точках. И здесь верное правило – доверяйте своему чутью. Но понюхать недостаточно. У ядовитого технического такой же запах.
Совет. Капните себе жидкости на тыльную сторону кисти и разотрите досуха. Сразу понюхайте.
Если пахнет так, как и должен пахнуть спирт – все в порядке, если же появился резкий неприятный запах – перед вами технический, употребление которого смертельно опасно.
2. Вода. Вы не раз читали на водочных этикетках: «вода исправленная». Что это означает? Что из нее убрали лишние соли, хлор и т.п. Вода стала мягкой, подходящей для соединения со спиртом. Таким образом, приходим к выводу, что вода из-под крана, даже отстоянная – вообще не вариант. Кто-то берет ее из родников, глубинных скважин. Но лучший вариант – это бутилированная очищенная, особенно – предназначенная для детского питания. Можно и дистиллированную из аптеки.
Обратите внимание. Жесткая вода и водку сделает грубой и резкой, неприятной для пития. Тут даже «смягчающие» ингредиенты не помогут. Вот несколько предложений от отечественных производителей:
3. Добавки. К водке обычно добавляют сахар или мед в небольших количествах. Они дают мягкость конечному продукту, его приятно пить.
Кроме того, с помощью приобретенных через интернет экстрактов не совсем понятного состава, можно сымитировать коньяк, виски, ром, кальвадос и т.д. и т.п. Вот только вопрос о том, нужно ли вам это, решайте сами.
Для информации: Как сделать спирт в домашних условиях?
Пропорции разбавления спирта до 40 градусов
Пропорция для получения 40-градусной водки, это 2 части 96-градусного спирта и 3 части воды. Причем не в миллиграммах, а по весу (спирт легче, чем вода).
Однако если вы мечтаете, что сольете в одну емкость 200 мл спирта и 300 мл воды, и в результате получите 0,5 литра водки, то ошибаетесь.
Жидкости получится меньше! А насколько меньше – зависит от многих причин, речь идет о 90 – 96% от суммированного первоначального количества двух жидкостей.
Именно эту проблему изучал Менделеев, а «изобретение» им водки – это уже «побочный продукт» его научной диссертации.
Сжатие смеси названо контрактацией и объяснено с точки зрения науки. Мы же не будем вдаваться в подробности химических процессов, а просто примем этот факт к сведению.
Зато Менделеев определил, что при различном разбавлении (в процентном отношении) образуются и разные гидраты, которые резко меняют вкус раствора. Разбавив 96% спирт водой до 40% мы получим наиболее «вкусную» смесь без резкого запаха.
Но при этом «исчезновения» жидкости больше. При повышении же крепости до 43-46% получим меньшую контрактацию, но вкус резко ухудшится. Вот такая химия!
Есть и еще одна аксиома: лейте спирт в воду, а не наоборот. Если правило нарушить, можно получить мутную смесь, причем избавиться от этой мути трудно даже фильтрацией.
Особенности. Смешивание происходит без помутнения, если воду предварительно хорошо охладить.
Как разбавить до нужного градуса по формуле?
Смешивать жидкости «на глазок» – это прямой путь к получению негодной для пития «бормотухи». Чтобы точно соблюсти пропорции и развести спирт водой до 40 градусов или другой крепости, можно воспользоваться формулой 100хКСх10/ТК-НС=КВ, где:
- КС- крепость спирта;
- ТК – требуемая крепость;
- НС – наличный спирт (в мл);
- КВ – количество воды (мл).
Для примера: у нас есть спирт крепостью 96° – 1 литр. Мы хотим получить крепость 40°.
100х96х10:40-1000=1400.
То есть, нам потребуется 1400 мл воды, к которой нужно добавить 1000 мл 96-градусного спирта, чтобы получить водку крепостью 40°.
Совет. Если не желаете подсчитывать, воспользуйтесь таблицей Фертмана или калькулятором самогонщика.
Очистка
После приготовления водки желательно ее очистить. Подойдет любой из способов, которыми очищают самогон:
- березовым или кокосовым углем. Худший вариант – активированным аптечным;
- молоком (сывороткой);
- пропусканием через бытовой фильтр для воды;
- яичным белком либо другими способами.
Добавление других ингредиентов
Только после очистки добавляйте другие ингредиенты, улучшающие органолептику водки. Это могут быть сахарный сироп, мед, лимонный (апельсиновый) сок, глюкоза.
Важно. Не стоит добавлять к водке слишком много дополнительных ингредиентов, иначе можно испортить вкус.
На 1 литр водки достаточно добавить один из продуктов:
- сок из половинки лимона или апельсина;
- глюкоза – 30-40 мл;
- мед – 3-4 ст. ложки;
- сахарный сироп – до 50 мл.
После добавления закрытую емкость хорошенько встряхните, чтобы ингредиенты качественно перемешались.
Отстаивание разбавленного спирта
После завершения работы по созданию собственной домашней водки необходимо отстаивание. Говоря языком виноделов, ингредиенты нужно «поженить», чтобы они естественным образом «взаимопрониклись», а вкус стабилизировался.
Рекомендуется неделю отстаивать разбавленный по всем правилам спирт при температуре немногим выше 4°С, и не на свету. Лучшее решение – холодильник. Только после отстаивания напиток подают к столу.
Если же водка нужна срочно и времени для отстаивания нет, то лучшим продуктом для смягчения вкуса будут цитрусовые (в упомянутых пропорциях). Витамин С, к тому же, устранит возможное похмелье.
Справка. Водку подают в охлажденном до +8/10°С виде.
Теплую водку пить неприятно и приторно. Слишком холодная – пьянит значительно быстрее, чем умеренно охлажденная.
Советуем почитать: Как правильно и безопасно пить спирт?
Главное, чрезмерно не увлекайтесь и пейте прохладный продукт. Ставьте лайки, делитесь статьей в соцсетях.
Источник