Перечень факторов, влияющих на температуру замерзания спирта
В медицине, технической, пищевой промышленности применяют несколько видов спирта. Они могут изменять свое агрегатное состояние с жидкого на твердое. Абсолютной температурой замерзания спирта этилового считается величина, равная -117 градусов по Цельсию. Только алкоголь (C2H5OH) пригоден для употребления человеком и входит во все спиртосодержащие напитки.
Факторы, влияющие на агрегатное состояние вещества
Температурный показатель замерзания характеризует определенный физический процесс. Это грань перехода жидкости к твердому состоянию.
Величина точки кристаллизации для разного рода жидкостей будет неодинаковой. Чтобы понять, почему одни из них замерзают при более высоких температурах, а другие — при гораздо более низких, необходимо учитывать весь перечень влияющих на процесс факторов. Такие факторы бывают внутренними и внешними.
Наличие примесей
Во время получения базовой формулы вещества могут остаться дополнительные примеси, коэффициент кристаллизации которых вносит отклонения от нормы отвердения основного компонента. Если говорить не об алкоголе, а о содержащих его жидкостях, то большая концентрация этила способствует большей устойчивости к пониженным t.
Молекулярный состав
Название «этиловый» говорит только о том, что основным элементом формулы является этанол. Но, кроме этого, жидкость имеет в составе винный, этиловый алкоголь. Незначительные отклонения процентного соотношения таких компонентов меняют также температурный показатель замерзания. Температура замерзания этилового спирта очень зависит от этого фактора.
Величина атмосферного давления
Давление – один из внешних факторов, оказывающих влияние на порог перехода от жидкого к твердому состоянию. Экспериментально установлено, что для C2H5OH имеет место следующая закономерность – при повышении давления растет его температурный показатель кристаллизации.
Вот почему температура замерзания спирта не является строго определенной величиной, а варьирует в некоторых пределах, начиная с -114 и оканчивая -117 градусами по Цельсию. Создать условия для заморозки чистого этанола возможно лишь искусственными методами. В естественных условиях на планете такой температурный режим невозможен. Жидкости, относящиеся к спиртосодержащим, могут замерзать при сильных морозах.
Раствор воды и C2H5OH
На примере природы человек часто наблюдает процесс замораживания воды. Ее температурный коэффициент расположен около точки, равной 0 градусам по Цельсию. Но если разбавить воду алкоголем, она уже не будет отвердевать при заморозках, получится не вода, а водно-спиртовая смесь. Температура замерзания водно-спиртового раствора зависит от концентрации C2H5OH.
Раствор, которым, например, является водка, замерзает уже при t от -25 до -30 градусов. Здесь нет ничего удивительного, ведь стандартная водка содержит 4 части C2H5OH плюс 6 частей H2O. Удивительным является тот случай, когда водка замерзает при t = -20. Это говорит о некачественном продукте, где за основу взят не этиловый, а токсичный для человека метиловый компонент. Употреблять такое спиртовое соединение крайне опасно.
Таблица состояния водно-спиртового соединения при понижении t
Цифровые показатели зависимости температуры отвердения вещества от концентрации C2H5OH в нем представлены в таблице:
Соотношение алкоголя к воде в растворе | Плотность смеси | t кристаллизации раствора от |
1:0 | 0.810 | -110 до -111 |
1:1 | 0.915 | -32 до -33 |
1:2 | 0.950 | -17 до -18 |
1:3 | 0.960 | -11 до -12 |
1:4 | 0.980 | -5 до -6 |
Как ведут себя разные виды спирта под воздействием отрицательных t
Существует несколько спиртовых групп, которые имеют определенную классификацию. Эта классификация базируется на сходных физических и химических параметрах, относящихся к одной группе. Группы разбиты следующим образом:
- По величине гидроксильных групп – одноатомные и двухатомные, а также многоатомные вещества;
- По характеру поведения углеводородного заместителя, его цикличности – алициклические, циклические;
- По наличию в количественном эквиваленте заместителей атома альфа-углеродного – первичные, вторичные, третичные;
- По уровню насыщенности заместителя углеводородного – предельные, непредельные, ароматические.
Исходя из классификации, можно проанализировать некоторые виды алкоголя на способность к кристаллизации, и определить, при какой температуре замерзает спирт. Метанол относится к одноатомным веществам. Температура замерзания спирта – -97 градусов по Цельсию. Гексалин (или циклогексалин) входит в группу ациклических веществ. Он способен кристаллизоваться при -42 градусах. Спирт ароматический, группы бензиловой – фенилкарбенол превращается в лед при -15 по Цельсию.