Temperatura wrzenia czystego alkoholu etylowego (etanolu) wynosi 78,3 °C pod ciśnieniem standardowym 1013,25 hPa. W praktyce destylacyjnej temperatura wrzenia zacieru jest wyższa i zmienia się w zależności od stężenia alkoholu w mieszaninie.
Alkohol etylowy to jeden z najpowszechniej znanych związków chemicznych – pojawia się zarówno w napojach alkoholowych, jak i w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym czy paliwowym. Jeśli interesuje Cię jego temperatura wrzenia, właściwości fizyczne albo to, jak zachowuje się podczas destylacji, znajdziesz tu dokładne wartości i praktyczne wyjaśnienia.
Czym jest etanol?
Etanol (alkohol etylowy) to organiczny związek chemiczny z grupy alkoholi, o wzorze C₂H₅OH. W warunkach pokojowych jest bezbarwną, łatwopalną cieczą o charakterystycznym ostrym zapachu i piekącym smaku.
Pozyskiwany jest głównie na drodze fermentacji alkoholowej z roślin bogatych w cukry lub skrobię – takich jak buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, żyto, owies czy winogrona. W przemyśle farmaceutycznym służy jako rozpuszczalnik przy produkcji leków i nalewek. Jest też składnikiem środków dezynfekujących oraz paliwa etanolowego.
Temperatura wrzenia czystego etanolu
Czysty alkohol etylowy wrze w temperaturze 78,3 °C (według niektórych źródeł dokładniej: 78,29 °C) pod ciśnieniem standardowym wynoszącym 1013,25 hPa. Jest to wartość powszechnie przyjęta w literaturze chemicznej i encyklopediach dla etanolu o czystości 99,9%.
Temperatura wrzenia zmienia się wraz z ciśnieniem atmosferycznym. Wzrost ciśnienia powoduje jej podwyższenie, spadek ciśnienia – obniżenie. W praktyce oznacza to na przykład:
- przy ciśnieniu 1200 hPa etanol wrze w ok. 79,5 °C
- przy ciśnieniu 900 hPa temperatura wrzenia spada do ok. 77 °C
Ma to znaczenie m.in. w destylacji w warunkach wysokogórskich, gdzie niższe ciśnienie obniża temperaturę wrzenia zarówno wody, jak i alkoholu.
Temperatura wrzenia alkoholu w mieszaninie z wodą
W praktyce – czy to w produkcji napojów, czy w destylacji domowej – alkohol nigdy nie występuje w postaci czystej. Zacier, wino lub piwo to mieszanina etanolu z wodą i innymi substancjami, a temperatura wrzenia takiej mieszaniny zależy bezpośrednio od stężenia alkoholu.
Im więcej alkoholu w mieszaninie, tym niższa temperatura wrzenia – im więcej wody, tym wyższa, zbliżając się do 100 °C.
Orientacyjne temperatury wrzenia mieszanin etanol–woda przy ciśnieniu standardowym:
| Stężenie etanolu | Temperatura wrzenia |
|---|---|
| 100% (czysty etanol) | 78,3 °C |
| ~30% | poniżej 86 °C |
| ~15% | ok. 90 °C |
| 0% (czysta woda) | 100 °C |
W kotle destylacyjnym temperatura wrzenia zacieru na początku procesu wynosi zazwyczaj ok. 80–85 °C. W miarę jak alkohol odparowuje i jego stężenie w cieczy spada, temperatura stopniowo rośnie – aż do ok. 100 °C, gdy alkohol w całości odparuje. Obserwowanie rosnącej temperatury w trakcie destylacji jest więc sygnałem, że destylat staje się coraz uboższy w etanol.
Temperatury wrzenia innych alkoholi w destylacji
W procesie destylacji oprócz etanolu pojawiają się inne alkohole, które wrzą w różnych temperaturach. To właśnie różnica temperatur wrzenia pozwala na ich rozdzielenie. Poniższa tabela pokazuje, w jakiej kolejności poszczególne frakcje pojawiają się w destylacie:
| Alkohol | Temperatura wrzenia | Rola w destylacji |
|---|---|---|
| Metanol | ~64,5 °C | Toksyczny przedgon – do odrzucenia |
| Etanol | 78,3 °C | Serce destylatu – właściwy produkt |
| Izopropanol | 82,5 °C | Niepożądany – pojawia się po etanolu |
| Butanol (fuzel) | ~118 °C | Fuzle – do odrzucenia na końcu |
Metanol wrze najwcześniej spośród wymienionych alkoholi – dlatego tzw. przedgon (pierwsza frakcja destylatu) zawiera go nieproporcjonalnie dużo i zawsze należy go odrzucić. Jest silnie toksyczny nawet w małych ilościach. Fuzle z kolei pojawiają się przy wyższych temperaturach, pod koniec destylacji, i nadają destylatowi nieprzyjemny zapach oraz smak.
Temperatura wrzenia metanolu wynosi ok. 64,5 °C – to ponad 13 stopni mniej niż etanolu. Ta różnica jest podstawą rozdzielania frakcji podczas destylacji, choć w praktyce granice między nimi nigdy nie są ostre.
Czego nie robić przy ocenie temperatury wrzenia w destylacji?
Częstym błędem jest zakładanie, że skoro etanol wrze w 78,3 °C, to destylat płynący przy tej temperaturze jest czysty. W rzeczywistości termometr w kolumnie lub na wylocie chłodnicy nie mierzy temperatury wrzenia czystego etanolu, tylko temperaturę par mieszaniny. Wskazanie 78–80 °C nie gwarantuje, że destylat nie zawiera metanolu ani fuzli.
Równie mylące jest zatrzymanie destylacji wyłącznie na podstawie temperatury. Lepiej kierować się jednocześnie temperaturą, zapachem oraz procentem alkoholu mierzonym aerometrem w odbieranym destylacie.