Плотность этилового спирта и другие его физические свойства
Безводный (абсолютный) спирт кипит при 78,37 o С. Получаемый в промышленности спирт-ректификат представляет собой смесь 95,5% этанола и 4,4% воды, которая кипит при 78,37 o С (смеси определенного состава, кипящие при постоянной температуре, называют азеотропными смесями).
Основные константы этилового спирта приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность этилового спирта.
Температура плавления, o С
Прием внутрь даже небольших количеств этанола понижает восприимчивость органов чувств, вызывает сильное поражение центральной нервной системы.
Химический состав и строение молекулы этилового спирта
Химический состав этилового спирта можно изобразить при помощи эмпирической (C2H5OH) и рациональной (CH3-CH2-OH) формул (рис. 1).
Рис. 1. Строение молекулы этилового спирта
Атом кислорода в молекуле этанола обладает большой электроотрицательностью и оттягивает на себя электронную плотность σ-связей связанных с ним атомов, в частности атома водорода. Связь O-H в молекуле этилового спирта сильно поляризована CH3-CH2→O←H. Электронная плотность в атоме водорода оказывается пониженной. Поэтому он может взаимодействовать с неподеленной парой электронов атома кислорода другой молекулы этанола. Между двумя молекулами возникает нековалентная водородная связь. Связанные между собой водородными связями молекулы этилового спирта образуют ассоциаты.
Краткая характеристика химических свойств и плотность этилового спирта
Этанол является представителем одноатомных спиртов.
За счет присутствия в воздухе кислорода, который способен выступать в роли окислителя, этиловый спирт сгорает на воздухе (светло-голубое пламя) с образованием углекислого газа и воды:
За счет наличия в молекуле этанола кислотного центра он взаимодействует со щелочными, а также некоторыми щелочноземельными металлами и их гидридами с образованием солеподобных соединений – алкоголятов:
Этиловый спирт вступает в реакции нуклеофильного замещения с галогенводородными кислотами:
При взаимодействии этанола с альдегидами образуются ацетали, с карбоновыми кислотами – сложные эфиры:
В присутствии водоотнимающих реагентов и при нагревании до температуры выше 120 o С этиловый спирт подвергается дегидратации:
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите плотность по метану смеси, состоящей из 15 л аргона и 35 л криптона. Рассчитайте объемные доли газов в смеси. |
| Решение | Найдем объемные доли веществ в смеси: |
φ (Ar) = 15 / (15 + 35) = 15 / 50 = 0,3.
φ (Kr) = 35 / (15 + 35) = 35 / 50 = 0,7.
Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси:
Mr conditional (mixture) = 0,3 × 40 + 0,7 ×84 = 12 + 58,8 = 70,8.
Найдем относительную плотность смеси по метану:
φ (O2) = 150 / (150 + 350) = 150 / 500 = 0,3.
φ (CO2) = 350 / (150 + 350) = 350 / 500 = 0,7.
Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси:
Mr conditional (mixture) = 0,3 ×32 + 0,7 ×44 = 9,6 + 30,8 = 40,4.
Найдем относительную плотность смеси по метану:
Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.
Плотность жидкостей
Приведена таблица плотности жидкостей при различных температурах и атмосферном давлении для наиболее распространенных жидкостей. Значения плотности в таблице соответствует указанным температурам, допускается интерполяция данных.
Множество веществ способны находится в жидком состоянии. Жидкости – вещества различного происхождения и состава, которые обладают текучестью, — они способны изменять свою форму под действием некоторых сил. Плотность жидкости – это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает.
Рассмотрим примеры плотности некоторых жидкостей. Первое вещество, которое приходит в голову при слове «жидкость» — это вода. И это вовсе не случайно, ведь вода является самой распространённой субстанцией на планете, и поэтому её можно принять за идеал.
Плотность воды равна 1000 кг/м 3 для дистиллированной и 1030 кг/м 3 для морской воды. Поскольку данная величина тесно взаимосвязана с температурой, стоит отметить, что данное «идеальное» значение получено при +3,7°С. Плотность кипящей воды будет несколько меньше – она равна 958,4 кг/м 3 при 100°С. При нагревании жидкостей их плотность, как правило, уменьшается.
Плотность воды близка по значению различным продуктам питания. Это такие продукты, как: раствор уксуса, вино, нежирное молоко, 20%-ные сливки и 30%-ная сметана. Отдельные продукты оказываются плотнее, к примеру, яичный желток — его плотность равна 1042 кг/м 3 . Плотнее воды оказывается, например, ряд напитков и соков: ананасовый сок – 1084 кг/м 3 , виноградный сок – до 1361 кг/м 3 , апельсиновый сок — 1043 кг/м 3 , кока-кола и пиво – 1030 кг/м 3 .
Многие вещества по плотности уступают воде. К примеру, спирты оказываются гораздо легче воды. Так плотность этилового спирта равняется 789 кг/м 3 , бутилового – 810 кг/м 3 , метилового — 793 кг/м 3 (при 20°С). Отдельные виды топлива и масла обладают ещё более низкими значениями плотности: нефть — 730-940 кг/м 3 , бензин — 680-800 кг/м 3 . Плотность керосина составляет около 800 кг/м 3 , дизельного топлива — 879 кг/м 3 , мазута – до 990 кг/м 3 .
Плотность жидкостей — таблица при различных температурах
Низкими показателями плотности отличаются такие жидкости, как: скипидар 870 кг/м 3 , ацетон – 791 кг/м 3 , этиловый эфир — 740 кг/м 3 .
Значительной плотностью отличаются концентрированные кислоты. Так, плотность серной кислоты составляет – 1830 кг/м 3 , азотной – 1513 кг/м 3 , фосфорной – 1426 кг/м 3 , муравьиной – 1221 кг/м 3 , соляной – 1100 кг/м 3 .
Металлы также могут находиться в жидком агрегатном состоянии, и именно они обладают наибольшей плотностью. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на их показатели. Крупнейшей величиной обладает ртуть: плотность жидкости при комнатной температуре достигает 13546 кг/м 3 . Следующие цифры приведены для металлов в расплавленном состоянии: висмут 10 030 кг/м 3 , серебро — 9300 кг/м 3 , свинец — 7000 кг/м 3 , олово — 6834 кг/м 3 , алюминий — 2380 кг/м 3 .