Температура замерзания водки и спирта : как сделать самому

Закон Рауля

В конце XVIII века французский ученый Франсуа Рауль изучал понижение температуры кристаллизации и уменьшение давления пара (повышение температуры кипения) смесей при изменении концентрации введенных веществ, и вывел несколько законов поведения безупречных смесей.

2-ой закон Рауля говорит о том, что снижение температуры кипения и увеличение температуры замерзания раствора прямо пропорционально его моляльной концентрации.

Закон применим к нескончаемо разбавленным растворам, и на него не оказывает влияние природа введенного компонента.

Подходит ли этот закон к водно-спиртовому раствору, и какая будет температура замерзания водки согласно выводам Рауля? Все закономерности Франсуа Рауля применимы к безупречным растворам нелетучих веществ, а спирт очень интенсивно испаряется и делает завышенное давление пара над поверхностью водно-спиртовой консистенции. Так что можно посчитать с маленький погрешностью: температура замерзания водки 40% составляет -27 °С.

Сходу стоит сказать, что гласить о замерзании при таковой температуре неправильно по неким причинам. При кристаллизации образуются льдинки воды, а в оставшейся консистенции увеличивается концентрация спирта, и, как следует, меняется температура замерзания водянистой консистенции. Так что с научной точки зрения верно гласить не о температуре замерзания, а о точке начала процесса кристаллизации.

Вода необыкновенное вещество

Интересно, но вода тоже минерал. И в природе нет второго такого же чудесного. Вода — единственное вещество, существующее одновременно в трёх состояниях

• газообразном;
• жидком;
• твёрдом.

Над тёплым океаном воздух содержит газообразную воду — пар. А в холодных полярных морях на поверхности жидкой воды плавают льды — твёрдая вода.

Интересный эффект даёт сверхбыстрое охлаждение воды. За пару миллисекунд при температуре минус 137°C вода, минуя стадию льда (когда кристаллическая решётка упорядочена), превращается в аморфное тело, названное «стеклообразной водой» (молекулы расположены случайным образом и похожи на структуру стекла). Такую воду можно получить лишь в лаборатории, но именно из неё состоят кометы.

Процесс замерзания

Итак, вот что происходит:

1. Если поместить стандартную водку, что соответствует ГОСТу, в морозилку, то через несколько минут можно наблюдать возникновение небольших кристалликов.
2. Следующим этапом станет увеличение густоты жидкости.
3. Финальной же стадией станет полная кристаллизация водки пластинами.

Отметим, что получить твердый кусок льда из качественной водки невозможно ввиду наличия в ней спирта. Однако визуально и «фактически» она останется замороженной.

Вывод: кристаллизация (первичный этап) стандартной водки в 40° начинается при температуре -32°С, а полное замерзание происходит при -40°С. Однако стоит учитывать, что при увеличении градуса напитка допустимая температура хранения снижается.

Что такое водка и какая температура её замерзания

Не вдаваясь в особые подробности можно утверждать, что водка предоставляет собой раствор, состоящий из четырёх долей этилового спирта и шести долей воды
. Она представляет собой прозрачную жидкость с характерным запахом этанола.

Так как температура замерзания спирта минус 115 градусов, а у воды ноль градусов, то логично предположить, что температура замерзания водки находится где-то в этих пределах. Таким образом, на вопрос замерзает ли водка? — мы вынуждены дать положительный ответ. При какой температуре замерзает водка?
— на этот вопрос конкретно ответить нельзя. Зависит эта температура от концентрации этилового спирта в воде. Говоря по-простому концентрация (крепость) -это сколько в водке градусов.

Конечно, современная водка, как в принципе и коньяк, имеет различные добавки и даже при одной и той же крепости две разные бутылки начнут замерзать при разных температурах. Очень влияет на температуру замерзания водки наличия в ней сахара. У коньяка весьма важную роль имеют дубильные вещества.

Сам процесс замерзания водки нелинейный
. Сначала образуется корка льда на поверхности, в связи с тем, что лёд состоит из воды, в оставшейся жидкости повышается концентрация спирта. Для оставшейся части требуется более сильное охлаждение, ещё на 4-6 градусов.

Так как больше всего людей интересует вопрос температура замерзания водки 40 градусов, и реальна ли ситуация, когда водка замёрзла в морозилке — ответим на эти вопросы.

1. При крепости водки в 30 градусов она замерзает при температуре — от 18 до 20 градусов Цельсия.
2. Крепость равна 35 — точка замерзания в районе 21 градуса.
3. Концентрация этилового спирта 40 процентов — начало замерзания 25-28 градусов.
4. Крепкая водка в 55 градусов — появление первого льда 40-41 градусов ниже нуля.

Таким образом, мы можем определить сколько градусов в водке, если она замёрзла у вас в морозилке. Известно, что современные морозилки крайне редко имеют возможность охлаждать ниже 24 градусов мороза.

На 24 градусах мороза стандартная сорокаградусная водка, начнёт покрываться льдом, только если в ней очень много добавок.

Если вы обнаружили, что в бутылке появился лёд, а в морозилке хоть на сколько-нибудь теплее минус 18 градусов — то приобретённый вами продукт просто-напросто не является водкой. Так как водки с крепостью менее 30 процентов не бывает.

Температура, при которой алкоголь превращается в лед

На температуру замерзания любого алкогольного напитка влияет количество спирта, сахара и других веществ, содержащихся в нем. Чем больше сахара и спирта, тем ниже температура, при которой этот напиток замерзает.

● Пиво. Замерзает при температуре от −1 до −5 °C, в зависимости от сорта. Если передержать в морозильной камере: в алюминиевой банке лед выдавит дно; стеклянная бутылка может лопнуть, а вкусовые качества напитка уже не вернешь.

● Вино. Температура заморозки колеблется от −20 °C у десертных вин, до −5 °C у столовых. После размораживания вкус меняется в худшую сторону, но не настолько, чтобы пить вино уже было нельзя. Более устойчивые в этом отношении белые десертные вина — вкус практически не меняется.

● Шампанское. Праздничный напиток, который подают при температуре +5–12 °C. Если шампанское случайно замерзло, размораживать его надо постепенно. Иначе из-за высокого давления может произойти взрыв. Замерзает при температуре −5–10 °C.

● Коньяк. Элитный алкогольный напиток. Экспериментировать с замораживанием-размораживанием не стоит. Бокал с коньяком, наоборот, следует согреть в руках, чтобы проявился тот аромат, который отличает настоящий напиток от подделки. Температура замерзания −35 °C и ниже.

● Водка. Кристаллизация начинается при температуре −28 °C. Полное замерзание наступает при температуре −35 °C. Магазинная водка при низких температурах становится тягучей, но не замерзает полностью. Скорее всего, это происходит из-за того, что в нее добавляют глицерин. Чистый, качественный домашний самогон замерзает постепенно, начиная от частей, соприкасающихся с бутылкой, к центру.

Технические спирты

Они используются: при производстве моющих средств, лакокрасочной продукции, парфюмерии, как добавки к топливу, в медицине. Этиловый спирт с добавлением специальных веществ тоже считается техническим.

● Денатурат. Смесь этилового спирта с метанолом и керосином. Не пригоден для питья. Используется для освещения, в качестве топлива, для промышленных надобностей. Температура замерзания −114 °C.

● Метиловый спирт. Сильнейший яд! Взрывоопасен! Используется в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, при производстве уксусной кислоты и формалина. Замерзает при температуре от −15 до −75 °C (в зависимости от концентрации раствора).

● Нашатырный спирт. Лекарственное средство. В быту применяется как пятновыводитель, для мытья окон, зеркал и т.д. Температура замерзания: от −12 до −60 °C (смотря какая концентрация раствора).

● Изопропиловый спирт. Используется при производстве косметики и бытовой химии. Благодаря низкой токсичности и дезинфицирующим свойствам, применяется в медицине. Замерзает при температуре от −30 до −90 °C.

Химия замерзания

Зависимость температуры кристаллизации раствора от процентного соотношения спирта объясняет вторым законом Рауля. Он гласит, что понижение температуры кристаллизации зависит исключительно от моляльной концентрации раствора, но не от природы растворенного вещества. На основании формулы высчитывают зависимость крепости алкоголя и температуры замерзания.

Однако, некоторые специалисты утверждают, что этот закон неприменим в отношении спиртовых растворов, потому что распространяется только на нелетучие соединения. При этом температуры кристаллизации растворов, которые содержат разный процент спирта, одинаковы при проведении опыта и при подсчетах с помощью химической формулы.

При какой температуре замерзает алкоголь?

Водка – крепкий алкогольный напиток. Производственные стандарты достаточно гибки в определении ее крепости, предлагая выбрать производителю содержание спирта от 38 до 60 %. Классической является та, крепость которой 40%.

Для различных напитков характерна разная температура, при которой жидкость превращается в лед:

• пиво замерзнет при -5 ° C;
• вино – при -10° C;
• ром (30%) – при -18° C;
• абсент – при -40° C.

Можно заметить закономерность: чем выше крепость, тем ниже температура замерзания. Это правило было обнаружено в конце XVIII века французским химиком Ф. Раулем.

Ученый также провел расчеты, согласно которым 40-градусная водка замерзает при -28° C. На практике замерзание водки может происходит в широком диапазоне температур от -28° C до 35° C.

Технология замерзания

В домашних условиях водка практически никогда не кристаллизуется. Это связано с тем, что большинство бытовых моделей холодильника поддерживают минимальную температуру выше температуры кристаллизации. В таком холодильнике водка густеет, становится похожей на желе, но не переходит в твердую форму.

Если наблюдать за емкостью, которая находится под воздействием температуры около -28° C, то можно заметить, что при охлаждении и дальнейшем застывании бутылка затягивается ледяной корочкой. На ее образование идет вода, которая ранее входила в состав алконапитка.

Соответственно, у оставшегося алкоголя немного увеличивается градус крепости и еще больше снижается температура перехода в кристаллическое состояние. Поэтому водка замерзает только при температуре -35° C.

Этиловый спирт

Так как в алкогольных напитках (и прошлых столетий, и современных) содержится именно этиловый спирт, его свойства наиболее интересны не только химикам и физикам, но и всем остальным людям. Зная соотношение спирта и воды в напитке, можно рассчитать, при какой температуре он превратится в лёд и возможно ли это в бытовых условиях. Этанол – он же этиловый, винный спирт, метилкарбинол или же просто спирт – в стандартных условиях представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Он горюч и выделяет летучие пары. Вкус и запах продукта примерно представляют себе все. Одноатомный насыщенный спирт со знакомой со школьной скамьи формулой C₂H₅(OH) используется не только в производстве алкоголя, но и как топливо, растворитель, компонент дезинфицирующих средств и лекарств, в парфюмерии, пищевой и химической промышленности. В медицине применяется раствор спирта 96-ти или 70%, который должен быть предварительно очищен.

Так что же такое водка и замерзает ли она?

Водка есть специальный раствор, состоящий из двух долей этилового спирта и трех долей обычной воды, представляющий водой, как сама вода и спирт, бесцветную жидкость с особым запахом этанола.

Уже зная температуру замерзания спирта (-115 градусов) и температуру замерзания воды (0 градусов), можно вполне справедливо предложить, что отметка замерзания водки будет находиться где-то между этих двух границ. Значит, мы может заранее ответить на главный вопрос: да, водка замерзает. Но тогда при какой температуре? Это более сложный вопрос, не имеющий четкого ответа, так как степень концентрации этилового спирта в воде может варьироваться, быть разной. И температура замерзания будет зависеть от этой концентрации. От количества этанола зависит также и крепость напитка. Следовательно, чем напиток крепче, тем более низкая температура потребуется ей для того, чтобы замерзнуть.

Современное производство спиртных напитков, как водка или коньяк, учитывает в составе этих жидкостей помимо воды и этилового спирта различные добавки, которые тоже могут повлиять на температуру замерзания. Поэтому напитки даже одинаковой крепости могут замерзать на разных отметках термометра. Например, очень сильное влияние на температуру оледенения оказывает сахар и его количество.

Сам процесс превращения водки в лед проходит не совсем неравномерно. Сначала на поверхности жидкости в бутылке образуется корка льда – это замерзает вода в водке. В оставшейся жидкости содержание этанола становится выше и, следовательно, потребуется еще более сильно охлаждение, чтобы заморозить оставшуюся жидкость.