При какой температуре будет кристаллизоваться 40%-й водный раствор этилового спирта С2Н5ОН?

Кристаллизация водного раствора этилового спирта происходит при температуре ниже точки замерзания данного раствора. Для нахождения точки замерзания используется формула Криштоффа:

ΔT = Kf * m,

где ΔT - изменение температуры (разница между точкой замерзания чистого растворителя и точкой замерзания раствора), Kf - постоянная криоскопии для данного растворителя, m - моляльность раствора.

Для водного раствора этилового спирта Kf = 1,86 °C·kg/mol, поэтому для 40%-го раствора этилового спирта моляльность будет равна 40 г/моль (т.к. массовая доля этилового спирта 40%).

Таким образом, ΔT = 1,86 * 0,4 = 0,744 °C.

Точка замерзания воды составляет 0 °C, поэтому точка замерзания 40%-го водного раствора этилового спирта будет 0 - 0,744 = -0,744 °C.

Следовательно, при температуре -0,744 °C произойдет кристаллизация 40%-го водного раствора этилового спирта.

Температура кристаллизации (замерзания) водных растворов этилового спирта (этанола) зависит от концентрации спирта в растворе. В чистом виде вода замерзает при 0°C, тогда как этанол замерзает при примерно -114°C. При смешивании этанола с водой образуется раствор, криоскопические свойства которого зависят от соотношения компонентов.

Для 40%-го водного раствора этанола, температура замерзания будет ниже 0°C, но не настолько низкой, как у чистого этанола. Температура замерзания таких растворов определяется экспериментально и может быть найдена в справочной литературе или при помощи специальных диаграмм — фазовых диаграмм систем вода-этанол.

Согласно данным из справочников, 40%-й водный раствор этанола замерзает при температуре примерно -23°C. Эта информация может несколько варьироваться в зависимости от источника данных и точных условий эксперимента, но для практических целей эта оценка будет достаточно точной.

Причины этого поведения связаны с тем, что этанол и вода образуют водородные связи, которые влияют на структуру и энергетическое состояние раствора. В результате, при добавлении этанола в воду, точка замерзания раствора существенно снижается по сравнению с чистой водой.

Таким образом, 40%-й водный раствор этилового спирта будет кристаллизоваться при температуре около -23°C.