Warum bildet Wasser und Ethanol ein Azeotrop?
Wenn ich Wein destilliere, dann bekomme ich ein Gemisch aus 96% Ethanol und 4% Wasser, welches nicht weiter destilliert werden kann. Aber warum bildet sich nun so ein Azeotrop und warum genau diese Werte?
1 Antwort
Diese Frage nach dem Warum ist im Detail sehr schwer zu beantworten. Im Groben ist es allerdings einfach:
Wassermoleküle ziehen einander an. Alkoholmoleküle ziehen einander auch an. Aber in einer Mischung ziehen die Alkoholmoleküle die Wassermoleküle stärker an als andere Alkoholmoleküle, und beim Wasser ist es spiegelbildlich ebenso. Deshalb kontrahiert ein Gemisch aus 50 ml Wasser und 50 ml Alkohol auf 97 ml Mischung.
(Hier verwende ich die Formulierung „ziehen einander an“ als Synonym für „wechselwirken miteinander“, was energetische und entropische Effekte zusammenfaßt).
Weil in einer Ethanol/Wasser-Mischung die „gemischte“ Anziehung zwischen verschiedenen Molekülen stärker ist als die „reine“ zwischen gleichen Molekülen, wehrt sich das System gegen den Versuch, die beiden Komponenten zu trennen. Das führt unter anderem zur Azeotropbildung.
Nur zum Verständnis: Die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen Wasser+Ethanol sind stärker als zwischen Wasser+Wasser / Ethanol+Ethanol. und Weil das Azeotrop stabiler ist als das nicht Azeotrop bildet sich eben das Azeotrop.
Ich habe mir paar Bücher ausgeliehen, um bisschen mehr drüber zu erfahren, nur steht in diesen Büchern nicht explizit warum/wie diese entstehen, sonder nur dass sie entstehen. Und ich finde auch im Internet kein passendes Siedediagramm zu Ethanol+Wasser