Дистилляция (ректификация) спирта, процесс перегонки спирта
Предновогодний SALE на пивоварениеПерезвоните мне
Книга знаний
Подготовительные работы завершены, сусло сбродило, переходим к процессу перегонки.
Итак, мы имеем жидкость (брага, вино) в бродильной емкости, в состав которой входят большое количество различных компонентов, в том числе этанол или этиловый спирт, ради которого мы проделали всю предварительную работу (для справки: даже в хорошей водке, как показывает хроматографический анализ, содержится до 170 различных составляющих).
Метод дистилляции или ректификации подразумевает нагрев этой жидкости, в результате чего некоторые компоненты доходят до точки кипения и переходят в парообразное состояние, эта масса взвешенных частиц попадает в конденсатор-холодильник, где принудительно охлаждается и переходит обратно в жидкое состояние.
| Вещество | Температура кипения, °C |
| Ацетон | 56,5 |
| Метанол (древесный спирт) | 64 |
| Этил ацетат | 77,1 |
| Этанол | 78 |
| 2-пропанол (спирт для растирания) | 82 |
| 1-пропанол | 97 |
| Вода | 100 |
В таблице показаны не все, а только наиболее «летучие» составляющие брагу (вино) компоненты.
Многие вещества знакомы многим и более того вызывают опасения. Но давайте по порядку. Метанол или древесный спирт, самый, наверное, пугающий. Он образуется в браге благодаря пектину. «Пектин» — природный полимер Д- галактуроновой кислоты, входящий в состав всех зеленых растений планеты, является неотъемлемой частью пищи человека на всех этапах его эволюции. В результате сбраживания пектин трансформируется в метанол (это естественный процесс!!!). Количественно образование метанола хорошо изучено, ниже приведен график, который наглядно показывает, сколько образуется этого «страшного» вещества в вишнёвой браге.
Сведения взяты из книги «Ремесло Дистилляции» написанной профессором мичеганского государственного университета (MSU) Крисом Арвидом Берглунд.
Кстати по ГОСТу этиловый спирт типа «Экстра» допускает содержание метанола 0,03% (0,05% — не допускается к продаже, но исследования показывают, что содержание такого уровня в напитках произведённых методом дистилляции натурального сырья встречается крайне редко).
В большей концентрации метанол может содержаться в фальсифицированных спиртных напитках, в составе которых присутствуют технические спирты, полученные синтетическим путём из нефти или гидролизом целлюлозы.
К тому же температура кипения метанола ниже температуры кипения этанола (этилового спирта), поэтому при обычной дистилляции, весь дистиллят, собранный до выхода на температурный уровень 78–80°C. При работе с домашними ректификационными колоннами, сначала выводят установку на режим 78°C, и далее, открыв кран отвода дистиллята медленно, капля за каплей, отводят порядка 3-5% от расчётного количества этанола в отдельную ёмкость. Весь метанол мы, конечно, не выведем, но после вторичной перегонки, количество его будет минимально. Подобная ситуация и с ацетоном и этил ацетатом… Помните, что все эти вещества образуются естественным путём в процессе сбраживания сусла, и, если не было грубых нарушений в технологической цепочке производства, эти компоненты попадут в готовый продукт в минимальной концентрации.
В мировой практике принято делить отводимый дистиллят на фракции:
- Первая фракция: головная, «heads» — первые 3-5% от расчетного количества дистиллята;
- Средняя, пищевая фракция, «hearts» — вторая часть после отбора головы, собирают до 85–87°C в колонне;
- Хвостовая фракция, «tails» — третья часть дистиллята после 87–90°C в колонне.
«Головная» фракция отличается резким, неприятным запахом, её окончание определяют следующим образом: каплю дистиллята растирают на ладони, если резкий запах ушёл, то пора ставить емкость под пищевую фракцию.
«Пищевую» фракцию собирают в отдельную емкость, далее разбавляют до 35–40% об. и употребляют по назначению, либо перегоняют ещё раз, если не в полном объеме была отобрана «голова» или были упущены «хвосты».
«Хвост» собирают экономные, для последующих перегонок. Но обычно по окончании пищевой фракции дистилляцию останавливают. «Хвост» характеризуется большим количеством сивушных масел (активно выделяются при повышении температуры дистилляции свыше 85–87°C).
Над материалом работали:
Павел Жданов
Инженер-технолог
Пожалуйста, оцените нашу статью: Для авторизованных пользователей
Средний рейтинг: Оценок: 3
Книга знаний — уникальный сборник рецептов и научных исследований подготовленных экспертами нашей компании.
Здесь вы найдете практические советы о домашнем и коммерческом производстве алкоголя и сыров от ведущих винокуров, пивоваров и сыроделов
Читайте также
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изопропиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость с характерным спиртовым запахом, более резковатым по сравнению с этанолом. Растворим в ацетоне, хорошо растворим в бензоле, с остальными растворителями (вода, органические) смешивается в любых соотношениях. С водой образует азеотропную смесь (87,9% изопропилового спирта, температура кипения 80,2° C). Является простейшим вторичным одноатомным спиртом алифатического ряда, обладает свойствами вторичных спиртов жирного ряда, в том числе образует простые и сложные эфиры. В изопропаноле хорошо растворяются многие эфирные масла, алкалоиды, некоторые синтетические смолы и другие химические соединения.  При дегидрировании превращается в ацетон.Реагирует с сильными окислителями. Агрессивен в отношении некоторых видов пластика и резины. Плотность 0,785 г/см³. Температура плавления -89,5° C, температура кипения 82,4° C, температура вспышки 11,7° C, температура самовоспламенения 456° C. Химическая формула: C3H8O. Изопропиловый спирт получают гидрированием ацетона водородом (в фазе пара) или сернокислотной гидратацией пропилена. Во втором случае, сырьем служит пропан-пропиленовая фракция с содержанием пропилена 30-90% (фракция пиролиза и крекинга нефти). Изопропиловый спирт имеет очень широкую сферу применения: В медицине применяется вместо этилового спирта как антисептик для пропитки медицинских салфеток. В нефтегазовой отрасли применяется, как растворитель для карбамида (этот раствор используют для депарафинизации дизельного топлива), как присадка к автомаслам и проммаслам для повышения их антикоррозийных свойств и температуры кипения/застывания; для повышения октанового числа бензина и вытеснения воды.  Изопропанол является превосходным сольвентом для эфирных масел, алкалоидов, синтетических смол и других реагентов. В лакокрасочной промышленности спирт изопропиловый используют в составе растворителей для нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, этилцеллюлозы. В авиации применяется в качестве стабилизатора авиационного бензина и антиобледенителя. Физико-химические показатели изопропилового спирта ГОСТ 9805-84:
Требование безопасности. Упаковка, транспортировка и хранение. ООО “ФАСТЕХ” осуществляет поставки химической продукции со склада в Белгороде в сроки и по доступным ценам, на выгодных для Вас условиях. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Бочки и ящики с изопропиловым спиртом, предназначенные для розничной торговли, перевозят по железной дороге в крытых вагонах (повагонно и мелкими отправками).1.
2: Состояние вещества — Химия LibreTexts- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 86182
Цели обучения
- Описывать твердую, жидкую и газообразную фазы вещества. 9\text{o} \text{C}\), вода — это газ (пар). Состояние воды зависит от температуры. Каждое состояние (твердое, жидкое и газообразное) имеет свой уникальный набор физических свойств. Рисунок \(\PageIndex{1}\): Материю обычно делят на три классических состояния. Слева направо: кварц (твердое), вода (жидкое), диоксид азота (газ).
Материя обычно существует в одном из трех состояний: твердое , жидкое или газообразное , и эти различные состояния материи имеют разные свойства (таблица \(\PageIndex{1}\)):
- Газ — это состояние вещества, в котором атомы или молекулы обладают достаточной энергией для свободного движения.
Молекулы вступают в контакт друг с другом только тогда, когда они случайным образом сталкиваются. Силы между атомами или молекулами недостаточно сильны, чтобы удерживать их вместе. - Жидкость — это состояние вещества, в котором атомы или молекулы постоянно находятся в контакте, но имеют достаточную энергию, чтобы постоянно менять положение относительно друг друга. Силы между атомами или молекулами достаточно сильны, чтобы удерживать молекулы относительно близко друг к другу, но недостаточно сильны, чтобы предотвратить их движение мимо друг друга.
- Твердое тело — это состояние вещества, в котором атомы или молекулы не имеют достаточно энергии для движения. Они постоянно соприкасаются и находятся в фиксированных положениях друг относительно друга. Силы между атомами или молекулами достаточно сильны, чтобы удерживать молекулы вместе и препятствовать их перемещению друг относительно друга.
Состояние, которое проявляет данное вещество, является физическим свойством.
Рисунок \(\PageIndex{2}\): три наиболее распространенных состояния или фазы вещества: твердое, жидкое и газообразное. (CC BY-4.0; OpenStax) Твердое тело, помеченное как стакан, содержит куб красного вещества и имеет фиксированную форму и объем. Жидкость с этикеткой в стакане содержит жидкость коричневато-красного цвета. Этот стакан, как говорят, принимает форму сосуда, образует горизонтальные поверхности, имеет фиксированный объем. Некоторые вещества существуют в виде газов при комнатной температуре (кислород и углекислый газ), а другие, например вода и металлическая ртуть, существуют в виде жидкостей. Большинство металлов существует в твердом состоянии при комнатной температуре. Все вещества могут находиться в любом из этих трех состояний. На рисунке \(\PageIndex{2}\) показаны различия между твердыми телами, жидкостями и газами на молекулярном уровне. Твердое тело имеет определенный объем и форму, жидкость имеет определенный объем, но не имеет определенной формы, а газ не имеет ни определенного объема, ни определенной формы (таблица \(\PageIndex{1}\)). Стакан с меченым газом наполнен светло-коричневым газом. На этом стакане написано, что он расширяется, чтобы заполнить контейнер.Каждое из этих трех описаний подразумевает, что в этих состояниях материя обладает определенными физическими свойствами. Твердое тело имеет определенную форму и определенный объем. Жидкости обычно имеют определенный объем, но не определенную форму; они принимают форму своих контейнеров. Газы не имеют ни определенной формы, ни определенного объема, и они расширяются, чтобы заполнить свои сосуды. Мы сталкиваемся с материей в каждой фазе каждый день; на самом деле мы регулярно встречаемся с водой во всех трех фазах: лед (твердое тело), вода (жидкость) и пар (газ).
Таблица \(\PageIndex{1}\): Характеристики каждой фазы материи Газ Жидкость Твердый Форма
не имеет определенной формы (принимает форму контейнера)
не имеет определенной формы (принимает форму контейнера)
определенная форма (жесткая)
Том
частицы движутся случайным образом практически без притяжения друг к другу
имеет определенный объем
определенный объем
Мобильность
частицы движутся случайным образом практически без притяжения друг к другу
частицы могут свободно перемещаться друг над другом, но по-прежнему притягиваются друг к другу
частицы колеблются вокруг неподвижных осей
Сжимаемость
сильно сжимаемый
слабо сжимаемый
слабо сжимаемый
Добавление энергии к материи дает ее атомам или молекулам способность сопротивляться некоторым силам, удерживающим их вместе.
Например, подогрев льда до точка плавления дает его молекулам достаточно энергии для движения. Лед тает и становится жидкой водой. Точно так же нагревание жидкой воды до ее точки кипения дает ее молекулам достаточно энергии, чтобы отделиться друг от друга, чтобы они больше не контактировали. Жидкая вода испаряется и становится водяным паром.Состояние вещества зависит от внешних условий
Температура плавления и кипения зависят от идентичности вещества и атмосферного давления. Каждое вещество имеет свои температуры кипения и плавления, которые зависят от свойств вещества. Например, значения для воды приведены в таблице \(\PageIndex{2}\). Обратите внимание, что температура кипения воды сильно зависит от давления.
Таблица \(\PageIndex{1}\): Температура кипения воды в зависимости от давления Высота над уровнем моря (футы) Давление (атм) Точка кипения ( o С) -500 1,05 100,5 0 1,00 100 4000 0,892 96 7000 0,797 93 Пример \(\PageIndex{1}\)
Изопропиловый спирт — бесцветное легковоспламеняющееся химическое соединение с сильным запахом.
Его температура плавления составляет -89°С, а температура кипения составляет 82,5°С. Является ли изопропиловый спирт твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре (25°C).Раствор
Поскольку комнатная температура (25°C) выше температуры плавления изопропилового спирта (-89°C), но ниже его точки кипения (82,5°C), он является жидкостью при комнатной температуре.
Упражнение \(\PageIndex{1}\)
Фреон-12 используется в качестве хладагента и пропеллента для аэрозольных распылителей. Температура плавления -157,7°С, температура кипения -29,8°С. Является ли изопропиловый спирт твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре (25°C).
- Ответить
Фреон-12 представляет собой газ при комнатной температуре
Авторы и авторство
1.2: States of Matter распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 3.0, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 3,0
- Показать страницу TOC
- № на стр.
- Теги
- изменение фазы
Химия 102 — Опыт 5
Химия 102 — Эксперимент 5Эксперимент 5
Цели
В этом эксперименте вы будете очищать изопропанол (2-пропанол) простым дистилляция.
Этот метод показывает вам, как очистить летучие органические
соединения перегонкой. Нелетучие химические вещества (например, краситель
в этом эксперименте) не переходит в газовую фазу и эффективно
отделить от летучего соединения. Эта процедура хороша для
очистка наиболее летучих соединений от нелетучих соединений,
но не очень успешно для смесей соединений, которые все летучие
(смесь спирта и воды). С другой стороны, вы можете захотеть
сохраняют нелетучие соединения, например, для выделения соли выпариванием.Фон
Наиболее распространенным методом разделения и очистки летучих жидкостей является дистилляция, которая использует определенные температуры кипения жидкости компонентов в смеси. Когда есть только одно летучее соединение, или когда одна из жидкостей имеет температуру кипения значительно ниже других, простой используется дистилляция. Однако, если есть два или более жидких компонента, которые имеют близкие точки кипения, фракционная перегонка должна использоваться.
Мы отделим изопропанол от красителя, который не является летучим.С помощью перегонки отделим 2-пропанол (изопропиловый спирт или изопропанол) из нелетучего красителя. При проведении дистилляции вы будете следить за температурой, которую имеет летучая жидкость, в газе фазы с помощью термометра. Эта температура должна оставаться постоянной, и фактически представляет точку кипения этого химического вещества. Вам следует укажите количество выделенного изопропанола и его температуру кипения.
Цель этого эксперимента - Установка и выполнение простой перегонки изопропилового спирта
- Запись температуры перегонки в виде таблицы и графика времени температура стихов
- Определение плотности спирта очищенного
- Определение показателя преломления с помощью рефрактометра
Процедура
Безопасность: 2-пропанол является легковоспламеняющейся жидкостью и сильно раздражает глаза.
— Во время работы в лаборатории запрещается разжигать огонь. Что касается каждого эксперимента,
необходимо носить защитные очки, даже если вы на самом деле не работаете с химикатами,
если есть кто-нибудь, использующий 2-пропанол в лаборатории.Ваш инструктор объяснит, как настроить простой дистилляционный аппарат. используя некоторую стеклянную посуду, доступную вам в наборах органической химии. В качестве перегонного сосуда вы будете использовать круглодонную колбу на 100 мл. круглодонная колба на 50 мл в качестве приемника. Как правило, в любое время вы кипятите органическое соединение, вы всегда будете включать ~ 4-5 ( не горстка! ) камни для кипячения, чтобы раствор кипел плавно, и для предотвращения «удара» жидкости!
Получите около 50 мл «нечистого» изопропанола (эта проба изопропанола в него было добавлено небольшое количество растворимого нелетучего красителя в качестве примесь). Добавьте изопропанол в перегонный котел, добавьте несколько (~ 4-5) кипящие камни, и начинаем перегонку (не забудьте включить охлаждение воды перед включением нагрева).
[ Пожалуйста, попросите вашего инструктора проверить
вашей дистилляционной установки, прежде чем включить нагреватель или воду, чтобы убедиться,
все настроено правильно! ] Начать запись температуры для каждого
минута перегонки. Вы можете остановить перегонку, когда вы
собрали около 25 мл изопропанола (вы можете собрать образец в
мерный цилиндр), но не позволяйте перегонному сосуду пересохнуть. Вы можете
постройте свои данные с помощью миллиметровой бумаги, или вы можете построить свои данные с помощью компьютера
программа.После того, как вы собрали свой дистиллят (дистиллированную жидкость) и вы остановили перегонку, выключив колбонагреватель и опустив мантию от перегонного котла, дайте всей установке остыть в течение примерно 10 минут.
Проанализируйте собранный изопропанол, выполнив следующие действия:
- Определите плотность изопропанола, добавив ровно 10 мл вашего
дистиллята в предварительно взвешенный сухой градуированный цилиндр объемом 10 мл. Взвесьте
мерный цилиндр после добавления изопропанола. Определить массу
добавленного спирта путем вычитания массы сухого цилиндра из
общая масса. (Плотность = масса/объем.)
- Определите показатель преломления очищенного изопропанола. преломляющий индекс является мерой того, как свет «изгибается», когда он проходит через жидкость. За Например, призма «преломляет» свет, чтобы разделить разные цвета. радуга. Это искривление на самом деле называется преломлением. Инструмент который измеряет это свойство, является рефрактометром. Определить преломление индекс вашей жидкости, следуя процедуре, описанной вашим инструктором. ( Каждый человек должен выполнить свое собственное решение, как вы необходимо знать, как выполнить эту процедуру для лабораторного экзамена. )
После определения плотности и показателя преломления утилизируйте жидкость, а любая жидкость, оставшаяся в перегонном сосуде, в жидкие отходы копирайтер.
Убедитесь, что кипящие камни не попали в
жидкие отходы. Поместите кипящие камни в контейнер для твердых отходов.ВОПРОСЫ И ПРОБЛЕМЫ:
1. Какова кажущаяся температура кипения изопропанола, определенная из твой эксперимент? Какова фактическая реальная температура кипения изопропанола (из справочника или интернета)?
2. Постройте график зависимости температуры (ось Y) от времени (ось X) для вашего дистилляция. Как можно использовать эту информацию для определения температуры кипения? точка?
3. Каков был показатель преломления вашего изопропанола? Что на самом деле показатель преломления изопропанола (из справочного источника)?
Полезная информация об изопропаноле:
- Названия: изопропанол, изопропиловый спирт, 2-пропанол.
- Молярная масса: 60,11 г/моль
- Точка кипения: 82,4 o C
- Плотность: 0,7855 20/4 (плотность при 20 o C по сравнению с плотность воды при 4 o С)
- Показатель преломления (h D ): 1,3776 20 (измерение при 20 o C)
Показатель преломления:
Показатель преломления — это мера того, как свет «изгибается» или «преломляется», когда он проходит через вещество.
- Газ — это состояние вещества, в котором атомы или молекулы обладают достаточной энергией для свободного движения.
Молекулы вступают в контакт друг с другом только тогда, когда они случайным образом сталкиваются. Силы между атомами или молекулами недостаточно сильны, чтобы удерживать их вместе.
Некоторые вещества существуют в виде газов при комнатной температуре (кислород и углекислый газ), а другие, например вода и металлическая ртуть, существуют в виде жидкостей. Большинство металлов существует в твердом состоянии при комнатной температуре. Все вещества могут находиться в любом из этих трех состояний. На рисунке \(\PageIndex{2}\) показаны различия между твердыми телами, жидкостями и газами на молекулярном уровне. Твердое тело имеет определенный объем и форму, жидкость имеет определенный объем, но не имеет определенной формы, а газ не имеет ни определенного объема, ни определенной формы (таблица \(\PageIndex{1}\)).
Стакан с меченым газом наполнен светло-коричневым газом. На этом стакане написано, что он расширяется, чтобы заполнить контейнер.
Например, подогрев льда до точка плавления дает его молекулам достаточно энергии для движения. Лед тает и становится жидкой водой. Точно так же нагревание жидкой воды до ее точки кипения дает ее молекулам достаточно энергии, чтобы отделиться друг от друга, чтобы они больше не контактировали. Жидкая вода испаряется и становится водяным паром.
Его температура плавления составляет -89°С, а температура кипения составляет 82,5°С. Является ли изопропиловый спирт твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре (25°C).
Этот метод показывает вам, как очистить летучие органические
соединения перегонкой. Нелетучие химические вещества (например, краситель
в этом эксперименте) не переходит в газовую фазу и эффективно
отделить от летучего соединения. Эта процедура хороша для
очистка наиболее летучих соединений от нелетучих соединений,
но не очень успешно для смесей соединений, которые все летучие
(смесь спирта и воды). С другой стороны, вы можете захотеть
сохраняют нелетучие соединения, например, для выделения соли выпариванием.
Мы отделим изопропанол от красителя, который не является летучим.
— Во время работы в лаборатории запрещается разжигать огонь. Что касается каждого эксперимента,
необходимо носить защитные очки, даже если вы на самом деле не работаете с химикатами,
если есть кто-нибудь, использующий 2-пропанол в лаборатории.
[ Пожалуйста, попросите вашего инструктора проверить
вашей дистилляционной установки, прежде чем включить нагреватель или воду, чтобы убедиться,
все настроено правильно! ] Начать запись температуры для каждого
минута перегонки. Вы можете остановить перегонку, когда вы
собрали около 25 мл изопропанола (вы можете собрать образец в
мерный цилиндр), но не позволяйте перегонному сосуду пересохнуть. Вы можете
постройте свои данные с помощью миллиметровой бумаги, или вы можете построить свои данные с помощью компьютера
программа.
Взвесьте
мерный цилиндр после добавления изопропанола. Определить массу
добавленного спирта путем вычитания массы сухого цилиндра из
общая масса. (Плотность = масса/объем.)
Убедитесь, что кипящие камни не попали в
жидкие отходы. Поместите кипящие камни в контейнер для твердых отходов.