Co se stane s objemem při smíchání vody a lihu?

28. prosinec 2015 | 06.00 |

V pěstitelských pálenicích patří k závěrečné fázi úpravy destilátu jeho naředění vodou. K ředění pálenky je vhodné používat kojeneckou nebo demineralizovanou vodu, aby nedošlo k jejímu zakalení. Voda se má do destilátu přilévat pozvolna a za stálého míchání. Nedoporučuje se destilát ředit pod 45 objemových procent, aby se z něj nevysrážely estery organických kyselin.  

Dolitím vody do destilátu však nedojde ke zvýšení objemu výsledné směsi tak, jak bychom očekávali. Ve škole se totiž studentům jen výjimečně ukazuje triviálně jednoduchý experiment, při kterém se smíchá například 0,5 litru vody se stejným množstvím denaturovaného lihu. Měl by vzniknout přesně litr roztoku, ale překvapivě se tak nestane. Jaký je objem vzniklé směsi? A víte proč?

Hmotnost látek se při jejich smíchání zachovává. To znamená, že když vznikne ze dvou složek směs, její výsledná hmotnost je dána součtem hmotností jednotlivých složek. Ale tato vlastnost neplatí pro objem! Existují pro to dva důvody. Tím prvním může být různá teplotní objemová roztažnost různých kapalin, které budeme smíchávat. Druhým důvodem je takzvaná kontrakce (zmenšení objemu).

Míchání vody a lihu si můžeme představit jednoduchým a přehledným experimentem. Do kádinky nasypeme až po okraj velké fazole, aby se tam už další nevešly. Pak do prostor mezi nimi vysypeme třeba mouku nebo drobnými zrníčky čočky, které vyplní prostor mezi fazolemi. Podobně je to s molekulami lihu (molekula ethanolu má chemický vzorec C2H5OH), které zaujímají proti molekulám vody (H2O) velký objem. Molekuly vody a lihu spolu interagují a uspořádají se tak, že se výsledný součet jejich mezimolekulových prostorů zmenší. Tím je výsledný objem směsi menší, než bychom čekali.

U lihu tato kontrakce (při míchání stejných dílů lihu a vody) průměrně dělá 3,7 % a je nutné s ní počítat. Největší kontrakce nastává, smísí-li se 52 objemových jednotek lihu a 48 objemových jednotek vody, tedy při lihovitosti, na kterou se běžně ředí destiláty. Takto vzniklý roztok má při 20°C pouze 96,3 objemových jednotek. Kontrakce totiž navíc závisí ještě na teplotě, při které nastává. Přesnější údaje jdou zjistit v úředních alkoholometrických tabulkách

Proto se roztoky připravují tak, že se odměří množství látky a rozpouštědlem se doplní na stanovený objem. To je i důvod, proč se objemová procenta u roztoků používají spíš výjimečně.

V případě míchání lihu s vodou také dochází k energetickým změnám. Dochází k uvolňování tepla. Nejvíce energie se uvolní, když vznikne asi 7% roztok lihu ve vodě. Vzniklé teplo 800 J/mol však nestačí k tomu, abychom zaregistrovali zahřátí roztoku. Vzniklý roztok se ohřeje pouze jen o několik desetin °C a to pokud experiment provedeme za ideálních podmínek (například v kalorimetru s dotykovým bodovým teploměrem).

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (3x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře

 zatím nebyl vložen žádný komentář