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.
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.
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)
3)
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.
В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить.
Разделение смеси производят для выделения в чистом виде всех её составных частей. При очистке выделяют одно вещество, а примеси удаляют.
В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.
Одним из самых простых способов разделения неоднородных смесей является отстаивание.
Используется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности.
При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.
Отстаивание смеси песка и воды
Таким способом можно разделить смесь мела и воды, песка и воды.
Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний. Подобным образом в деревнях отделяли сливки от молока.
Делительная воронка
Фильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы (фильтры). Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.
Механизм фильтрования
Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.
Простейший прибор для фильтрования
((1) — смесь, (2) — стеклянная палочка, (3) — воронка с фильтром, (4) — фильтрат)
С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей. В лабораториях этим способом отделяют образовавшиеся в реакциях осадки.
Фильтрование используется в промышленности (в производстве растительного масла, творога). В качестве фильтров там используются ткани.
В двигателях автомобилей через фильтры обязательно проходит топливо и масло.
На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.
Бытовой фильтр для очистки воды
С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На фильтровании воздуха основана работа пылесоса, противогаза.
Для удаления нежелательных примесей часто используют адсорбенты. Так, в противогазах воздух проходит через слой активированного угля, который имеет много мелких пор и способен поглощать газообразные и растворённые вещества. Уголь применяется в производстве сахара для очистки сахарного сиропа от содержащихся в нём примесей.
Если частицы неоднородной смеси малы, то её сложно разделить отстаиванием или фильтрованием. В этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге. Более тяжёлые частицы оседают на дне.
Центрифуга
Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.
Универсальных методов разделения смесей нет. В каждом конкретном случае основываются на различиях в свойствах веществ.
Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.
Смесь серы и железа
Железо и сера
Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией.