2.3. Способы выражения концентрации спирта этилового (крепость спирта)

Концентрацией водно-спиртового раствора называется процентное содержание безводного (абсолютного, т.е. 100 %) спирта этилового в данном растворе.

Концентрация этанола выражается в объёмных процентах - (%), в процентах по массе - % _(m) и по плотности - ρ₂₀. Если нет специального обозначения, подразумевается объёмный процент.

Объёмные проценты (С_v) показывают, какое количество миллилитров безводного спирта этилового содержится в 100 мл водно-спиртового раствора при 20⁰С.

Проценты по массе (С_m) показывают какое количество граммов безводного спирта этилового содержится в 100 г водно-спиртового раствора.

Поскольку объём водно-спиртового раствора изменяется в зависимости от температуры, крепость его в объёмных процентах относят к 20⁰С, называемой нормальной температурой.

Примечание: Объёмный процент этанола равнозначен градусу. Обозначение крепости спирта в градусах было принято в старых фармакопеях, включая Х издание.

Плотность. Концентрация спирта этилового может быть выражена через плотность. Абсолютный спирт имеет плотность = 0,78927 г /см³, а вода = 0,99823 г/ см³ , при температуре 20^ОС. Соответственно плотность водно-спиртовой смеси находится между указанными выше плотностями.

Объём водно-спиртового раствора изменяется в зависимости от температуры. Содержание этанола в процентах по объёму относят к 20^ОС, называемой НОРМАЛЬНОЙ температурой.

15

Плотность может быть выражена: ρ_20/20 и ρ_20.

ρ_20/20 – это отношение массы раствора при 20⁰с к массе того же объёма

воды при 20⁰С.

ρ_{20 /4} - это отношение массы раствора при 20⁰С к массе того же объёма

воды при 4⁰С.

ρ_20/20 во столько раз больше ρ₂₀/₄, во сколько раз масса единицы объёма воды при 4⁰С будет больше массы единицы объёма воды при 20⁰С.

ρ_20\20 = ρ₂₀ ⁄ 0,99823; ρ _20/4 = ρ₂₀ ⁄ 1,000,

где 0,99823 – масса единицы объёма воды при 20⁰С ( плотность воды при

20⁰С );

ρ₂₀ - масса единицы объёма раствора при 20⁰С ( плотность раствора

при 20⁰С);

1,000 - масса единицы объёма воды при 4⁰С ( плотность воды при 4⁰С).

ρ_{20/20 ∕} ρ_20/4 = ρ₂₀ х 1,000 / 0,99823 х ρ₂₀ = 1 / 0,99823 = 1,00177;

Соотношение между ρ_{20/20 и} ρ_20/4 выражается формулами:

ρ_20/20 = ρ_20/4 х 1,00177;

ρ_20/4 = ρ_20/20 х 0,99823.

В ГФ Х издания приведены значения ρ₂₀ соответствующие ρ_20/4 .

В ГФ Х издания приведены значения ρ_20/20.

Плотность ρ_20/4 (ρ₂₀ ) называется истинной плотностью.

Соотношение между плотностью, объёмными процентами и процентами по массе приведены в Государственной Фармакопеи ХΙ издания. -Том 1.

– С. 303 - 313. – Алкоголеметрические таблицы. - Таблица 1. Соотношение между плотностью водно-спиртового раствора и содержанием безводного спирта в растворе ( см. Приложение №5 данного учебно-методического пособия), составленной на основании зависимости:

16

С_v ∙ ρ _б/в = С_m ∙ ρ _р-ра ,

где ρ _б/в - плотность безводного спирта этилового (0,78927);

ρ _р-ра – плотность водно-спиртового раствора.

Следовательно перевод объёмных процентов в проценты по массе и наоборот можно осуществлять:

1. По формуле - см. выше.

2. По таблице №1 ГФ Х1 – см. выше.

Пример 1. Перевести концентрацию спирта этилового 88,04 % в проценты

по массе.

Решение. Находим по таблице №1 на стр. 312, что 88,04 % по объёму

составляют 83,16 % по массе.

Пример 2. Перевести концентрацию спирта этилового 80 % в проценты

по массе.

Решение. Значения 80 % по объёму нет. Для нахождения значения пользуемся методом ИНТЕРПОЛЯЦИИ , т.е. нахождения неизвестного промежуточного значения по двум известным крайним.

По таблице №1 находим ближайшее большее, затем ближайшее меньшее значения и находим их разницу:

80,04 % — 73,53 % по массе

79,97 % — 73,45 % по массе

0,07 % ― 0,08 % массе

Далее проводят сравнение заданной концентрации с тем значением по таблице, которое ближе к данному (80,0 %).

Находят разницу:

80,0 % - 79,97 = 0,03 %,

Составляют пропорцию:

17

0,07 % ---------------- 0,08 % по массе

0,03 % ----------------- Х % по массе,

отсюда Х = 0,0343 ≈ 0,03 % по массе.

Полученную поправку прибавляют к тому значению, с которым сравнивали данное:

73,45 % по массе + 0,03 % по массе = 73,48 % по массе

Таким образом, водно-спиртовый раствор в концентрации 80 % (v) соответствует 73,48 % (m). Это значение является промежуточным между 73,53 % (m) и 73,45 % (m).

Аналогично производят переход от % (m) к % (v).

По объёму водно-спиртового раствора при данной температуре и его крепости можно определить объём находящегося в растворе безводного спирта этилового.

Например, если спирта в ёмкости при 20^ОС содержится 200 литров, а крепость при этой температуре 95,5 %, то следовательно, в данном объёме находится безводного этанола:

200 л ∙ 95,5% ₌ 191 л

100%

18