чай :: форум : все остальные вопросы и предложения

Может ли смесь спирта и воды (водка) со временем под действием силы тяжести
разделиться или хотя бы заметно изменить концентрацию (снизу и сверху
соответсвенно)? только нужен объективный ответ с хотя бы ссылками на
какие-то законы и существующие хим связи и явления.
пожалуйста а то очень интересно - правда.

Вот такой вопрос мне задали в переписке. А я сам не специалист. Может, кто-нибудь сможет ответить? Пожалуйста,))

Ты, Жень, того!.. Кабы ты про пушонговку, хотя бы... А то так вот просто сразу про неё, про водку родимую... Это уже даже не ненормативная лексика. Это вааще другой форум... В привате тебе, наверняка, ответит Максим Малыгин.
А термосы удобные у EMSA. Они похожи на кувшин и них есть удобная кнопка-клипса для наливания кипятка. Эти термосы я встречал на хозяйственных полках Рамстора. А ещё в ГУМе, на третьем ярусе, (вход от Василия Блаженного) есть магазин разной домашней утвари. Там неплохой выбор термосов. В том числе из нержавейки. Удачи!

Сергей, просто тема про водку обсуждалась довольно активно и я подумал вдруг... А эти кувшины очень ярких (салатовый например) цветов я видел в клубе чайном. Только вот на высокое они точно не настраивали. Есть ли у них более мягкие цвета, не помните?

Terlu -
Ну если очень интересно и так серьезно :-) , то я лучше проконсультируюсь. Это из кластерной модели жидкой фазы. Отвечу через пару недель в приват, ОК? Условия, как я понимаю, нормальные? В смысле температура и давление. И в связи с чем вопрос, собственно? Может пригодиться. Ежели что malyginy@ukr.net

2 максим - очень хорошо.
Да, условия нормальные.

Женя, у меня они нейтрального "никелевого" окраса. Очень удобно, но покупал несколько лет назад. СезонЧайники могут помнить их - я их брал с собой на наши посиделки. Однако, почему-то в последнее все их модели действительно раскрасились. Может они хотят всем показать, что "жить стало лучше, жить стало веселей!"??? Не знаю... Мне этот их ход тоже не по душе... А жаль - очень уж удобные они. Были. :-(

Terlu,

мне кажется тут дело больше в физике чем в химии. Ведь водка - это смесь, в ней вода и спирт в реакцию не вступают, а существуют как отдельные химические компоненты.

Как физик-теоретик попробую ответить.

Кроме действия силы тяжести важным для результата физическим процессом здесь будет термическое движение молекул спирта и воды. Как известно, все частийцы вещества находятся в непрерывном движении. В твердых телах это колебания атомов (молекул) вокруг равновесных положений. Амплитуда этих колебаний тем больше, чем выше температура. При определенной температуре эти колебания становятся настолько сильными, что атомы (молекулы) выскакивают со своих мест и могут уже перемещатся на другие места, а не только колебатся - это уже твердое тело расплавилось и превратилось в жидкость. Еще сильнее грейте - будет газ.

При комнатной температуре такое термическое движение молекул в спирте и воде будет достаточно сильным и будет с лихвой перекрывать незначительный эффект от разницы их плотности и действия силы тяжести. Даже если Вы очень аккуратно (например по ножу) нальете спирт поверх воды, то через некоторое время они все равно перемешаются как раз по описаным выше причинам (так называемая термодиффузия или просто диффузия).

Если бы у спирта и воды была близкая температура плавления, тогда при температурах чуть выше ее термическое движение молекул (переход их из одного положения в другое) было бы слабым и ,возможно, не компенсировало бы эффект от дейтвия силы тяжести. Но температуры плавления у них слишком разные. У воды 273 Кельвина (0 по Цельсию), а у спирта (этилового) - 159 (-114 по Цельсию). Соответсвеноо, даже около 0 по Цельсию термические движения молекул спирта будут очень сильными и не дадут смеси разделиться.

Вообщем, ответ отрицательный :) Извините все за длинный оффтопик.

Что-то у нас 2 тему смешались, и никаких оффтопов нет. Олег, спасибо огромное, очень интересное объяснение!

Олег, присоединяюсь к Терлу. Спасибо за пояснения.

Олег -
я не утверждаю, что ты не прав, но точно очень категоричен.

Проблема в том, что только 16% всех водородных связей рвуться в процессе плавления льда, поэтому жидкая вода - фактически смесь больших агрегатов, со структурой, подобной льду. Подобные агрегаты образуют и спирт. Везде водородные связи :-) . Хотя возможно, что термодиффузия при комнатной температуре является основным процессом и ты полностью прав. А вообще структура жидкой фазы - одна из серьезнейших проблем современного естествознания.

А вот интересно, какая часть потребителей слышала такие слова хотя бы раз в жизни?.. ;)
И каков удельный вес лиц, оперирующих такими понятиями без запинки, в общей численности потребителей?.. ;))

satori -
Ты прав Саша, в приват, все в приват :-)

:))) Не, Максим, я не о том - у меня полномочиев нету.
Это я скорее о роли русской научно-технической интеллигенции (написал-то хоть правильно? :) в повышении культуры потребления... :)

Однажды в этой жизни я уже задавался вопросом: а почему коллеги (на тот момент) разбавляют спирт именно закипевшей водой?

Максим, а эти агрегаты - они стабильны, время их жизни измеряется днями? или микросекундами (то есть они постоянно распадаются и образовываются)?

Сколько процентов связей рвутся при кипячении?

Есть мнение что замораживание воды позволяет разрушить ее структуру и стереть "записанную" в ней "информацию". Я так понимал что как раз за счет разрушения всех агрегатов (их еще называют ассоциатами кажется). Но сейчас подумал: раз плавление рвет только 15%, замораживание наверняка рвет вообще единицы (зачем уничтожать уже готовые "куски льда"), то со структурой ничего не делается. Возможно эффективнее "стирать информацию" в воде кипячением ...

Еще вопрос: не знаете, "белом ключе" и полное кипении изменяют pH воды? Какие примерно цифры? Честно говоря я пока слабо знаю что такое pH, только собрался изучать, идея/вопрос чужой.

2 satori
я время от времени слышу про водородные связи :) так что мне очень интересно, и я внимательно вас всех слушаю :)

Максим, ведь для спирта комнатная температура на 130 градусов выше температуры плавления! Да там молекулы как угорелые будут носиться :)! Я конечно понимаю, что водородные связи есть и структура спирта и воды кластерная. Но все же термодифузия будет преобладать при комнатной температуре. Ведь броуновские частицы намного больше таких кластеров - а двигаются! Я - теоретик :), а кроме кому интерестно - может поставить уже описанный выше эксперимент - налить по ножу спирт поверх воды (у него, кажется, плотность меньше) и посмотреть что будет через несколько дней. Если термодифузия перемешает все (в чем я уверен), то обратного процесса точно не произойдет :)

Валера, при замораживании воды образуется кристал (лед) с совершенно другой структурой чем у воды. Все водородные связи перестраиваются, так как основными теперь становятся более сильные, по-моему ковалентные. Так что если этот лед потом опять расплавить - предыдущая структура воды не восстановится. То какие кластеры образуются в воде при плавлении будет сильно зависить от условий плавления, наличия примесей и т.д. Так что стирать "память" замораживанием вполне эффективно.

2 Terlu
То, про что вы спрашиваете в физике имеет даже специальное название - Демон Максвелла *)

Вот насчет "более сильных" связей непонятно - откуда они появляются?

Я понимаю так:
В молекуле воды водород прицеплен к кислороду полярной ковалентной связью. Ковалентной - значит за счет обобществления электронов. Полярная - значит один атом оттягивает электронное облако на себя, так как он более электроотрицателен. Соответственно с каждого атома водорода электронноге облако немного стаскивается, и он становится частично положителен, а у кислорода появляются две частично отрицательных связи, за счет чего и появляются ассоциаты.
http://www.chemistry.ssu.samara.ru/...
В ассоциаты молекулы сцепляются "водородными" связями
http://school-sector.relarn.ru/...

Свободных ковалентных связей у молекулы воды нет. Если бы они появлялись, то молекула разрушалась бы на водород и кислород ...
Лед твердеет за счет того что энергии внутри него на разрыв даже водородных связей нет. И связи во льду - те же водородные, просто их намного больше и механическая структура другая, более прочная, ажурная.

Соответственно при твердении воды имхо водородные связи не разрушаются как-то специально, а возникают все больше и больше. А когда лед плавится, они опять рвутся. Возможно в других местах, но если рвется 15% как сказал Максим, то ассоциаты опять отделяются от льда в воду, зачастую адже непокоцаные ... Соответсвенно часть структуры остается нетронутой.

Кстати, в одном источнике (может в ссылке ниже) промелькнуло что все ассоциаты при комнатной температуре короткоживущие - из-за теплового движения они образуются и распадаются за микросекунды, а значит все разговоры о информации в воде - чушь.

Про это же и про удивительные физические аномалии такого простого вещества:
http://www.water.ru/...

В чем мои рассуждения ошибочны, покажите пожалуйста?

Олег, перечитал еще несколько раз ваш пост и до меня дошло. :))) Вы предлагаете примерно такой алгоритм стирания информации в воде: обычный тип льда имеет четкую структуру, насколько я помню, состоящую из слоев, где каждый слой состоит из шестиугольников, и каждый шестиугольник выпускает кажется связи три вниз, к другому. И в идеале структура воды должна бы привестись к такой "стандартной", сломав все старые структурки, и вся информация стереться.
Но вот что непонятно - если ассоциаты имеют сложную форму, непохожую на шестиугольники льда, они могут вмораживаться в лед уже готовыми, так и оставаясь неразрушеными.

Валера, это зависит от условий замерзания. Чем медленнее Вы будете замораживать воду (т.е чем меньше будете отбирать тепла в еденицу времени) тем более правильной, бездефектной будет стуктура льда. Т.е. тем меньше в ней будет структурных единиц, сходных с кластерами в воде. И любоее нормальное (при обычных условиях) замерзание будет достаточно "медленным" и структурные связи успеют переформироваться - так что количество дефектов будет относительно малым. "Быстрым" будет замерзание, если Вы успеете заморозить воду за время одного порядка с так называемым временем релаксации и периодами микроскопических явлений, таких как колебания молекул, перескакивание их на другие позиции и т.д. Хоть характерное время всех этих процесов существенно разное, оно в любом случае не превышает тысячных долей секунды и даже меньше. Заморозить за такое время воду будет тяжело, разве что Вы ее совсем чуть-чуть возьмете :)

Я не говорю, что структура льда будет идеальной. Но дефекты кристалической решетки там будут обусловленны совершенно другими причинами, например примесями. И уж точно не памятью про "кластеры" в воде, которой он (лед) был раньше. Кроме того время жизни этих кластеров в стабильном состоянии по меркам макромира действительно мало - порядка тех же долей секунды. Они все время переформировываются за счет все тех же термических движений молекул. Одни водородные связи разрываются, другие возникают. Так что я вообще сомневаюсь, что по отношению к воде можно сказать что она что-то помнит дольше чем те же доли секунды.

Чаю, что-ли выпить :)

Прости меня, о Великий Модератор, я сдерживался как мог… ;-).

Структура льда и жидкой воды

При атмосферном давлении лед существует в виде слоистых сетей из гексагональных колец кислородных атомов. Между каждой парой кислородных атомов располагается водородный атом, связанный с одним кислородным атомом ковалентно, а с другим – при помощи водородной связи. Слои гексагональных колец кислородных атомов также связаны между собой посредством водородных связей, так что каждый слой является зеркальным отображением выше и нижерасположенного слоя. Каждую молекулу воды удерживают в две водородные связи. Поскольку только 16% всех водородных связей рвутся в процессе плавления льда, структуру жидкой воды можно представить в виде структуры льда с частично разорванными связями, а именно, в виде смеси больших агрегатов со структурой подобной льду, и свободных молекул воды, связанных между собой водородными связями. Одни исследователи допускают, что агрегаты находятся в равновесии с молекулами воды, а водородные связи рвутся в одних местах и одновременно образуются в других, другие приписывают жидкой воде структуру, которая представляет собой смесь агрегатов, имеющих структуру льда, с другими агрегатами, имеющими более плотную упаковку, со структурой, подобной структуре кварца.
В другой модели структуру воды представляют как смесь так называемых «мерцающих скоплений» молекул воды, связанных водородными связями, и свободных, или несвязанных, молекул воды. Важной чертой модели «мерцающих скоплений» является то, что структурное описание агрегатов молекул воды умышленно опускается, за исключением утверждения, что большие скопления постоянно появляются и исчезают в процессе образования и разрыва водородных связей. Под термином «несвязанные молекулы воды» подразумевается только, что такие молекулы не ассоциированы непосредственно со скоплениями молекул воды, которые безусловно образуются в жидкостях, состоящих из таких дипольных молекул с сильным межмолекулярным притяжением, как вода.
Независимо от того соответствуют ли действительности указанные выше представления или более верной окажется новая, еще не открытая модель, следует подчеркнуть — главное в том, что межмолекулярные водородные связи приводят к существенному структурному упорядочению в жидкой воде.

Петерc Д., Хайес Дж., Хифтье Г. Химическое разделение и измерение. Теория и практика аналитической химии. Т. 2 — Пер. с англ./Под ред. П. К. Агасяна. — М.: Химия, 1978.— С.56-57.

Ребята, давайте внимательно определимся, о чем идет речь ;-) , обратившись в первоисточнику, т.е. посту terlu.

Конечно, под действием силы тяжести смесь НЕ
разделиться, однозначно. Две жидкие фазы НЕ появяться. И вы правы, - OLA Dration, именно эта работа для Демона Максвелла, которого засунули из газовой фазы, где он хорошо себя чувствовал ;-) , в более конденсированную жидкую.

Но я-то о второй части "или хотя бы заметно изменить концентрацию"! Что такое заметно? Это значит, что определяемая разница концентраций больше ошибки определения каким-либр методом, даже если эта разница мала! Только исходя из этих соображений нужно истолковывать мои сомнения.
Это как тот случай, когда теория мало помогает, проще сделать эксперимент. Примерно такой. Емкость 500 см3 ;-) , в которой предусмотрен пробоотбор из верхней и нижней части, термостатируется в течении, скажем, 3-5 суток. Пробы меряются, например, газовым хроматографом (или титруются). Пластиковая бутылка с обыкновенными шприцами, засунутая в термостат, хорошо подойдет. Главные мои сомнения связаны именно с термостатированием. Если его не будет, то перемещивание в объеме произойдет за счет колебаний тем-ры окружающего воздуха и неравномерности тем-ры емкости. Именно это будет определяющим, Олег, а не термодиффузия как таковая!

А время я попросил, поскольку уже слышал эту задачку в профессиональной среде, только совсем не помню подробностей (и ответа). И еще нет под рукой характеристик агрегатов молекул спирта (этилового).

И на последок цитата и ссылка

Надо сказать, что жидкости (и тем более жидкие растворы) в отношении полного, всестороннего структурного описания представляют собой объекты чрезвычайной сложности, намного более сложные, чем другие конденсированные фазы. Причина этого состоит не в отсутствии подходящего экспериментального метода, как иногда говорят, а в самой природе жидкого состояния. Описание такой системы в ее динамике (вот где собака - ММ) настолько затруднительно само по себе, что пока не приходится и думать об адекватном этой задаче экспериментальном методе. И единственным способом получения подобной информации в настоящее время оказывается компьютерное моделирование (в частности, метод молекулярной динамики).

Зоркий П.М.. Структурная химия на рубеже веков
http://www.chemnet.ru/...

Олег, Максим, большое спасибо !