Таблица с температурами кипения при различных составах смеси спирта и воды.

Температуры кипения смеси спирта с водой являются важным физическим свойством, которое зависит от состава смеси. На графике зависимости температуры кипения смеси от концентрации каждого компонента можно увидеть изменение этого показателя в зависимости от содержания спирта в водно-спиртовой смеси.

Если смесь состоит только из спирта или только из воды, то температура кипения будет равна температуре кипения каждой жидкости отдельно. Однако, при наличии обоих компонентов, температура кипения смеси будет выше, чем температура кипения каждой из жидкостей в отдельности. Это связано с изменением паровой фазы вещества и образованием новой смеси в парах.

В процессе кипения смеси в колбочке с содержанием спирта более 4% называется жидкость водно-спиртовой смеси. При этом температура кипения будет ниже, чем у чистого этилового спирта. Зависимость температуры кипения от концентрации спирта можно увидеть на таблице и графике.

Рис.2. Температура кипения смесей спирта с водой в парах (в градусах Цельсия)

Содержание спирта, %	Температура кипения
10	78,3
20	76,2
30	74,1
40	72
50	69,2
60	65,7

Процентное содержание спирта в парах и жидкости

Паровая фаза водно-спиртовой смеси представляет собой газообразное состояние смеси этилового спирта и воды при определенной температуре и давлении. В парах такой смеси содержится определенное количество спирта, обозначаемое процентным содержанием.

Зависимость процентного содержания спирта в парах от температуры

Температура кипения водно-спиртовых смесей зависит от их состава. Чем больше содержание спирта в смеси, тем ниже температура кипения. Обратная зависимость проиллюстрирована на рисунке 2.

Рисунок 2 — График зависимости температуры кипения от состава водно-спиртовой смеси

На графике показана кривая, которая соответствует изменению температуры кипения в зависимости от концентрации спирта в смеси. Точка на графике указывает на температуру кипения смеси в данной точке.

Роль процентного содержания спирта в жидкой фазе

Но не только в парах содержится спирт, также и жидкость имеет свой процентный состав. В жидкости содержится определенное количество спирта, которое обозначается процентным содержанием.

Для определения процентного содержания спирта в жидкости можно взять небольшую колбочку, в которую наливают смесь спирта и воды. Колбочку нагревают до температуры кипения и держат на ней некоторое время. В этом процессе спирт испаряется, а вода остается в жидком состоянии. После охлаждения колбочки измеряют массу жидкости и рассчитывают процентное содержание спирта по формуле.

Процентное содержание спирта в жидкости (%) = (масса спирта / масса жидкости) * 100%

Таким образом, зная процентное содержание спирта в жидкости и температуру кипения смеси, можно определить состав смеси и процентное содержание спирта в парах.

Температура кипения водно-спиртовой смеси

Если рассмотреть график зависимости температуры кипения от содержания энтанола (процентное соотношение воды и спирта), то можно заметить, что он не линейный. В точке, где спирта содержится более 90%, температура кипения смеси равна температуре кипения чистого спирта. Но со значительным увеличением доли воды температура кипения смеси начинает снижаться.

На кривой графика, которая называется кривой кипения, есть точка, где состав смесей в парах и в жидкости равны. Это называется точкой азеотропа. В этой точке температура кипения смеси достигает своего наименьшего значения – точки ртса.

Важно учитывать, что температура точки ртса зависит от концентрации этанола в смеси. Если взять колбочку с жидкостью, содержащей 95% этанола и 5% воды, и начать нагревать ее, то сначала в парах будет преобладать спирт, и температура будет расти. Однако, когда концентрация воды достигает 95%, температура кипения начинает снижаться и остается постоянной до окончания процесса кипения.

Пример

Рассмотрим график водно-спиртовой смеси с содержанием 80% этанола и 20% воды (рис. 2). Температура кипения этой смеси будет составлять около 78,2 °C.

Видео:

Урок 124 (осн). Зависимость температуры кипения жидкости от давления

Урок 124 (осн). Зависимость температуры кипения жидкости от давления by Павел ВИКТОР 50,126 views 3 years ago 50 minutes