Springen naar inhoud

Correcte berekening alcoholpercentage


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2011 - 17:46

Dag iedereen,

Ik distilleerde onlangs alcohol uit een mengsel van vergiste suiker.
De alcohol was behoorlijk puur, en door met een hydrometer te meten kwam ik een concentratie van rond de 94-95vol% uit.

Nu wou ik eigenlijk wel een precies gaan berekenen hoeveel alcohol in mijn distillaat zat.
Om dat te berekenen gebruikte ik een tabel, waarin voor verschillende gewichtspercentages (wt%) de densiteit staat bij verschillende temperaturen.

Ik kwam, na pipeteren en wegen, op een densiteit van 0,82 g/mL. (meer precies gaat mijn balansje niet). In de tabel vond ik dan dat de alcohol een wt% van 89% zou moeten hebben.

Nu is mijn vraag, is er een manier om van die wt% over te gaan naar vol%?
Ik heb in mijn cursus fysische chemie al wat opgezocht over azeotropen en o.a. partiŽle molaire volumes, maar ik geraak er niet uit.

Weet iemand misschien een algoritme hiervoor, waarmee je uit de densiteit ook het vol% kunt berekenen, of een tabel ergens op internet?

Alvast erg bedankt.
Ik ben er mijn hoofd al te lang over aan't breken, en na al die jaren chemie te studeren vind ik het behoorlijk belachelijk dat ik hier niet uit raak...

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 mei 2011 - 21:00

Neem 1 kg van 89 wt% alcohol en 11 wt% water. Hoeveel water en hoeveel alcohol is dat dan? En hoeveel volume?

#3

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2011 - 21:13

Gezien de dichtheid zal 1 kg (1/0.82) 1.220L zijn.

Dat is dan 890g EtOH en 110g H2O... Wat doe ik dan? De opgetelde afzonderlijke volumes vergelijken met het effectief volume?

890g EtOH geeft 1.128L en 110g water uiteraard .110L, samengeteld 1.238L...
Maar daar ben ik toch niks mee? 8-[

#4

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 mei 2011 - 21:23

890g EtOH geeft 1.128L en 110g water uiteraard .110L, samengeteld 1.238L...
Maar daar ben ik toch niks mee? 8-[

Oh nee?

Hoeveel is 100% * 0,110 / 1,238 ? En hoeveel is 100% * 1,128 / 1,238 ?

#5

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2011 - 23:35

Ja, zo kom je inderdaad tot 91.11%
Maar is dat wel juist?

De volumes water en alcohol zijn niet additief gezien het een azeotroop mengsel is...
Het totale volume van de 2 stoffen is niet gelijk aan de som van de 2 afzonderlijke volumes...

Zoals ik hierboven uitrekende komt 1kg overeen met 1.219L.
Dat is dan 1.128L EtOH en 0.110L water. Het is dus duidelijk dat het effectieve volume kleiner is dan de som van de volumes (1.219<1.238).
Daarom dacht ik dat het fout was om gewoon het berekend volume alcohol te delen door het gesommeerde volume.

Ik vind het ook vreemd dat de densimeter een alcoholpercentage van 94% aangeeft... (is natuurlijk wel ťrg temperatuursafhankelijk)

=============Even wat herrekend=================

OK! mooi... ik denk dat ik eruit ben..

Gezien de definitie van vol% (volume stof A / totale volume) kloppen jouw vergelijkingen hierboven volgens mij niet. Gezien 1.238 niet het totale volume is.
Tenzij natuurlijk bij het berekenen van vol% van niet-ideale mengsels uit gemakzucht toch het gesommeerde volume gebruikt wordt.

Klopt deze redenering dan meer?:

* 1kg destillaat ---> 1.219L oplossing (dichtheid= 0.82)
* in 1kg destillaat zit (89wt%) 890g EtOH --> 1.128L (densiteit= 0.789)
* Volgens de definitie zet ik dit dan op het totale volume. Dit geeft:

1.128/1.219 = 0.9253 --> 92.53vol%

Het enige (zeer) manke aan deze redenering is dan dat voor het water er een vol% van 9.02% is, en dat die opgeteld aan 101.55% zitten.....

Wat denk je hiervan?
Begrijp je waarom ik er niet direct aan uit raak?
(bedankt alleszins voor de moeite!)

Veranderd door Nelson, 07 mei 2011 - 23:38


#6

*_gast_Gerard_*

  • Gast

Geplaatst op 08 mei 2011 - 10:34

"Ik kwam, na pipeteren en wegen, op een densiteit van 0,82 g/mL. (meer precies gaat mijn balansje niet)."

Even een vraag hoe zijn de nauwkeurigheid en precisie van je balansje?
Je zou de betrouwbaarheid van antwoord eens moeten bekijken het zou zomaar kunnen dat het dan wel klopt of in ieder geval niet als fout kan worden afgewezen.

#7

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 mei 2011 - 11:51

De precisie van mijn balans gaat tot 0.1g.. nauwkeurigheid weet ik niet.

Zou inderdaad wel kunnen dat mijn precisie helemaal dat niet is gezien ik ook vergeten was de temperatuur te meten op moment van dichtheidsmeting...

Ondertussen heb ik er wel al een heerlijk citroenlikeurtje mee gemaakt... dus een nieuwe meting zal helaas niet mogelijk zijn.
Ik ben sowieso van plan een nieuwe (meer correcte) hydrometer te kopen, zodat ik zo toch al een goed idee heb. Maar in principe moet het toch 'manueel' ook lukken?

Gerard, wat denk jij van mijn redenering hierboven? Klopt die? Of is het toch op de manier van rwwh? (niet dat ik aan u twijfel, rwwh)

Misschien neem ik de volgende keer gewoon mijn distillaat mee naar de unief om op de HPLC te smijten... dan weet ik direct ook nog de zuiverheid! HA!

#8

*_gast_Gerard_*

  • Gast

Geplaatst op 08 mei 2011 - 12:13

Ik heb geen idee of het exact te berekenen is of dat het bij een benadering moet blijven. Ik vermoedt het laatste.
Ik heb nog wel twee opmerkingen.
De contractie tijden het mengen heeft niets te maken met een azeotroop want dat gaat over de samenstelling van de vloeistof en dampfase.
De contractie zal vermoedt ik afhankelijk zijn van de verhouding van de twee componenten en van de temperatuur en ik zou niet weten of het te berekenen is , ik vermoedt van niet en zal het empirisch gedaan moeten worden.

Toevoeging:
Nadat ik dit had opgeschreven vroeg me ineens af of dit geldt voor alle vloeistofmengsels en dat de volumeafname zo weinig is dat niemand er rekening mee houdt en als tweede zijn er mengsels die een volumetoename kennen?

Veranderd door Gerard, 08 mei 2011 - 12:20


#9

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 mei 2011 - 12:39

Ja, Gerard,
Daar heb je inderdaad gelijk... Azeotroop heef niks met het hele gedoe te maken. Mijn excuses.

De contractie is inderdaad afhankelijk van de verhouding van het mengsel...
Maar het betreft wel een niet-ideaal mengsel. Jammer genoeg zegt mijn cursus fysische chemie niet zo veel over (moesten we voor het examen destijds ook niet kennen..)

Geef me hier even wat tijd om nog een en ander op te zoeken.
Het zou inderdaad wel goed kunnen dat het enkel met empirische methoden berekend kan worden. (maar dat neem ik niet! Komaan, ik kan wel aan de hand van kwantummechanische berekeningen de vibraties in allerhande gekke moleculen verklaren, maar dit huis-tuin-keuken-probleem lukt dan niet! dikke boe!)

Over je toevoeging:
Bij ideale mengsels (bvb benzeen en tolueen) zal waarschijnlijk geen contractie bestaan. Gezien de uitwisselingsparameter (grootheid die beschrijft in welke mate de beide stoffen binden met elkaar) daar ongeveer nul is zal er eenzelfde aantrekking zijn tussen benzeen en tolueen moleculen onderling en tussen elkaar.
Denk ik toch. De dichtheden van benzeen en tolueen liggen ook erg dicht bij mekaar (0.8765 g/mL en 0.8669 g/mL resp.). Hum..

Je zou wel eens gelijk kunnen hebben dat dat bij alle (vloeistof)mengsels is. (Tenslotten, water en suiker mengen geeft ook andere volumes dan de 2 samen).

Een volumetoename zou me verbazen. Dat zou betekenen dat de moleculen minder aantrekking vertonen tot de gemengde stof, en dat zou dan volgens mij aanleiding geven tot een 2 fasen systeem...
Tenzij je natuurlijk om Enthalpische redenen een bepaalde ordening krijgt van de moleculen (zoals wanneer water bevriesd ofzo) en je een (entropisch ongunstige dan) structuur krijgt... maar ik weet niet hoe realistisch dit is...

Wel nog boeiend!

#10

*_gast_Gerard_*

  • Gast

Geplaatst op 08 mei 2011 - 13:20

Als je het een en ander wilt opzoeken kijk ook eens naar mengsels met water en dan het temperatuur bereik van 0 tot 10oC. Ik denk dat je hier weleens interessante effecten zou kunnen vinden.

Bijvoorbaat excuses want een gek kan meer vragen dan 10 wijzen kunnen beantwoorden. :P

#11

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 mei 2011 - 14:17

Ja... ik dacht eventjes dat ik er uit was, maar toch mooi niet.

Ik heb wat berekeningen geprobeerd met de partiŽle molaire volumes...
Even dacht ik dat ik 2 vgl'n en 2 onbekenden had, maar de 2 vgl'n waren gecorreleerd, waardoor ik vreemde waarden uitkwam.

Ik heb het in een Excel gezet.. heb geen zin om alles hierin over te typen. Als je het eventjes wil zien, dan mail ik het je (jullie) wel door.

Ivm die mengsels bij 0-10įC... wat is daarmee?
Heb het nog niet opgezocht, maar ben nu wel benieuwd!

#12

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 mei 2011 - 14:44

Bon...

Ik geef het op...
Desnoods ga ik het morgen eens gaan vragen aan een prof bij ons.

Ik heb zowat alle mogelijke formules uit het boek geprobeerd, maar kom steeds vreemde dingen uit zoals V=V (logisch....) of Vm=0 ofzo..

Het zal wel empirisch te bepalen zijn zeker?
Ergens stond ook nog dat een bepaalde formule voor de partiŽle molaire grootheden ook wiskundig meer exact kan worden afgeleid, maar meer uitleg stond er niet bij.

Ik ben de titel 'chemicus (in wording)' niet waard! [STKM]

#13

*_gast_Gerard_*

  • Gast

Geplaatst op 08 mei 2011 - 16:57

Ivm die mengsels bij 0-10įC... wat is daarmee?
Heb het nog niet opgezocht, maar ben nu wel benieuwd!

De dichtheid van water is bij 4 oC het hoogst er onder en erboven lager. Zou wel eens rare effecten op de contractie kunnen hebben denk ik :D

#14

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 mei 2011 - 21:53

Je zoekt het echt te ver. Als je een 10% v/v ethanoloplossing in water moet maken neem je 100ml ethanol en 900ml water. Dat het totaal dan minder wordt dan 1 liter boeit niet....

#15

Pelson

    Pelson


  • >250 berichten
  • 318 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2011 - 18:55

Ok...

Daar zit inderdaad wel wat in.... :oops:

Dank voor deze opheldering.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures