Что означает «100 градусов»
Термин «градус» в контексте спиртовых растворов обозначает объёмную долю этилового спирта в смеси.
Таким образом, 100‑градусный спирт — это теоретически чистый, безводный этанол, в котором объёмная доля спирта составляет 100 %.
Почему невозможно получить 100 % спирт обычной перегонкой
При ректификации (очистке и концентрировании спирта путём многократного испарения и конденсации) существует фундаментальное ограничение:
- Точка азеотропа. Для системы «вода – этанол» при атмосферном давлении азеотропная смесь имеет концентрацию 96,6 % спирта. Это означает, что при кипении такой смеси пар имеет тот же состав, что и жидкость.
- Равновесие фаз. При попытке дальше концентрировать спирт ректификацией система возвращается в точку азеотропа: испаряя и конденсируя смесь с 96,6 % спирта, мы получаем ту же самую концентрацию. Дальнейшая ректификация становится бессмысленной.
Методы получения 100 % спирта
Чтобы преодолеть азеотропное ограничение, применяют специальные методы разделения азеотропных смесей:
- Метод варьирования давления
Суть: изменение давления сдвигает точку азеотропа.
При разрежении (например, при абсолютном давлении 0,05 бар) точку азеотропа можно сдвинуть до ~98 %.
При повышении давления точка азеотропа смещается в сторону меньших концентраций спирта.
Ограничение: полное исчезновение азеотропа недостижимо; требуется сложное оборудование, выдерживающее высокие нагрузки. - Экстрактивная ректификация
Суть: в систему добавляют третий компонент (например, глицерин или этиленгликоль), который изменяет относительную летучесть воды и спирта.
Требует проведения трёх перегонок вместо обычных двух.
Плюс: позволяет выйти за пределы азеотропной точки.
Минус: усложнение процесса и необходимость удаления добавленного компонента. - Обезвоживание с помощью химических реагентов
Суть: использование веществ, связывающих воду в кристаллогидраты.
Пример: безводный медный купорос (CuSO4). При добавлении в спирт с концентрацией 96,6 % он реагирует с водой, образуя кристаллогидрат CuSO4⋅5H2O.
Расчёт: для обезвоживания 1 кг спирта-ректификата требуется ~6 г CuSO4.
Процедура:
Прокалить CuSO4 для удаления влаги (становится белым).
Добавить в спирт, перемешать.
Отфильтровать образовавшийся кристаллогидрат.
Повторять до прекращения изменения цвета купороса (синий — значит, вода ещё есть).
Важное условие: процесс проводят в герметичной таре, чтобы спирт не поглощал влагу из воздуха.
Практические аспекты и ограничения
- Гигроскопичность. 100 % спирт крайне активно поглощает воду из воздуха. Даже кратковременное открытие ёмкости приведёт к снижению концентрации до 96,6 %.
- Хранение. Для сохранения безводного спирта требуется:
герметичная тара, заполненная доверху;
инертная атмосфера (например, азот);
низкая влажность в помещении. - Целесообразность. Во многих случаях достаточно спирта с концентрацией 96,6 %. Получение 100 % спирта оправдано только для специфических задач (например, некоторые химические анализы, производство особо чистых реагентов).
- Безопасность. Работа с концентрированным спиртом и химическими реагентами требует соблюдения мер предосторожности (вентиляция, защита кожи и глаз, исключение источников воспламенения).
Вывод
Получить 100‑градусный спирт возможно, но невозможно сделать это обычной дистилляцией или ректификацией. Для этого требуются специальные методы:
- варьирование давления,
- экстрактивная ректификация,
- химическое обезвоживание (например, с помощью безводного медного купороса).
На практике 100 % спирт используют редко из‑за его высокой гигроскопичности и сложности хранения. В большинстве случаев достаточно спирта с концентрацией 96,6 %.
На этом всё, всем пока, подписывайтесь на каналы в дзене, в контакте, рутубе, ютубе и одноклассниках!
Ютуб https://www.youtube.com/@Searchofgoldnuggets
Группа в контакте https://vk.com/club141470537
Рутуб https://rutube.ru/channel/23796126/
Одноклассники https://ok.ru/group70000003956112