3. 알 코 올 도 수
3.1 알 콜 의 도 수 환 산
알코올과 물은 완전히 혼합하나 체적이 수축되므로 함유량과 체적과 온도와의 관계식은
복잡하여 간단히는 계산할 수 없다.(1편 1.3 알코올의 물리적, 화학적성질, 2.2 밀도, 비중참조)
wt%는 온도에 따라 변화하지 않으나 vol%는 변화한다..중량으로 계산하면 수축율의 문제는 없으나
주세법관계나 일반적인 취급단위가 용량이므로 실용상에서는 환산표가 이용된다.
전매법 및 주세관계에서는 도수(비중 (15℃/15℃)0.7947 의 알코올의 체적백분율)로서 함유량을
표기하므로 도수와 비중의 환산표를 3.1.1에 게재한다. 3.1.2는 0-35℃에서 측정한 알콜도수를
15℃에서의 알콜도수로 환산하는 표이다. 3.1.3은 -20℃--+40℃에서의 알콜수용액의 용량을 15℃에서의
용량으로 환산하는 표이다. 3.1.4는 96.3-95.4도(온도 0-28℃)의 알콜원액을 95.3도로 가수조정하는
속견표이다. 3.2에서는 가수할 임의농도의 알콜수용액을 조정하는 방법을 기술한다.
일반적으로 온도범위 -20℃--+40℃에서 환산할때는 2.2 밀도, 비중으로 게시된 국제알콜표(기준온도
20℃, 15℃)를 참조하십시오.
3.1.1 알코올의 비중과 농도
표-1.60에 알콜수용액의 비중(15℃/15℃)과 비중 0.7947의 알코올의 vol%(도수), wt%, 함유수의
vol%를 나타낸다.{게이.루삭이 1823년에 공표한 비중 0.0001단위로 vol%를 기재한 표(통칭
게이.루삭표)로부터 산출, 단 76도의 비중은 보정}
<표1.60> 알콜수용액의 wt%, vol%, 비중의 환산표(15℃, 게이.루삭에 의함)
|
알콜 (vol %) |
水 分 (vol %) |
알콜 (wt %) |
比 重 (15℃/15℃) |
알콜 (vol %) |
水 分 (vol %) |
알콜 ( wt %) |
比 重 (15℃/15℃) |
|
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
100.0 99.06 98.11 97.18 96.24 95.32 94.39 93.47 92.55 91.63 90.72 |
0.00 0.80 1.59 2.39 3.20 4.00 4.81 5.62 6.43 7.24 8.05 |
1.0000 0.9985 0.9970 0.9956 0.9942 0.9929 0.9916 0.9903 0.9891 0.9878 0.9867 |
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |
52.76 51.77 50.77 49.78 48.77 47.77 46.76 45.76 44,74 43.73 42.71 |
43.34 44.39 45.34 46.30 47.26 48.23 49.20 50.18 51.17 52.16 53.16 |
0.929 0.9309 0.9289 0.9269 0.9248 0.9227 0.9206 0.9185 0.9163 0.9141 0.9119 |
|
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
89.81 88.90 88.00 87.09 86.20 85.30 84.41 83.52 82.63 81.74 |
8.87 9.69 10.51 11.33 12.15 12.97 13.80 14.62 15.45 16.28 |
0.9985 0.9844 0.9833 0.9822 0.9812 0.9802 0.9792 0.9782 0.9773 0.9763
|
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 |
41.69 40.66 39.64 38.61 37.59 36.56 35.52 34.49 33.44 32.40 |
54.17 55.18 56.20 57.22 58.25 59.29 60.34 61.39 62.46 63.53 |
0.9096 0.9073 0.9050 0.9027 0.9004 0.8980 0.8956 0.8932 0.8907 0.8882 |
|
21 22 23 24 25 |
80.84 79.94 79.04 78.14 77.24 |
17.11 17.95 18.78 19.62 20.46 |
0.9753 0.9742 0.9732 0.9721 0.9711 |
72 73 74 75 76 |
31.35 30.30 29.24 28.19 27.13 |
64.60 65.69 66.79 67.89 69.00 |
0.8857 0.8831 0.8805 0.8779 0.8753 |
|
26 27 28 29 30 |
76.34 75.44 74.54 73.63 72.73 |
21.30 22.14 22.99 23.84 24.69 |
0.9700 0.9690 0.9679 0.9668 0.9657 |
77 78 79 80 81 |
26.07 25.00 23.94 22.87 21.80 |
70.13 71.26 72.40 73.54 74.70 |
0.8726 0.8699 0.8672 0.8645 0.8617 |
|
31 32 33 34 35 |
71.81 70.90 69.98 69.06 68.13 |
25.54 26.40 27.26 28.12 28.99 |
0.9645 0.9633 0.9621 0.9608 0.9594 |
82 83 84 85 86 |
20.72 19.64 18.56 17.47 16.38 |
75.87 77.06 78.25 79.45 80.67 |
0.8589 0.8560 0.8531 0.8502 0.8472 |
|
36 37 38 39 40 |
67.20 66.27 65.33 64.39 63.44 |
29.86 30.73 31.61 32.49 33.38 |
0.9581 0.9567 0.9553 0.9538 0.9523 |
87 88 89 90 91 |
15.28 14.18 13.06 11.94 10.80 |
81.90 83.15 84.41 85.70 87.00 |
0.8442 0.8411 0.8379 0.8346 0.8312 |
|
41 42 43 44 45 |
62.49 61.53 60.57 59.60 58.64 |
34.27 35.17 36.07 36.97 37.88 |
0.9507 0.9491 0.9474 0.9457 0.9440 |
92 93 94 95 96 |
9.67 8.51 7.36 6.18 4.99 |
88.32 89.67 91.03 92.43 93.86 |
0.8278 0.8242 0.8206 0.8168 0.8128 |
|
46 47 48 49 50 |
57.66 56.69 55.71 54.73 53.75 |
38.80 39.72 40.64 41.57 42.51 |
0.9422 0.9404 0.9386 0.9367 0.9348 |
97 98 99 100 |
3.77 2.54 1.28 0.00 |
95.33 96.84 98.39 100.00 |
0.8086 0.8042 0.7996 0.7947 |
3.1.2 알콜도수의 온도보정
<표1.61> 알콜도수의 온도보정표(15℃의 경우)
3.1.3 알코올(94vol%이상)의 각온도에서의 용량환산법
94vol%이상의 알코올의 경우 실용량(검액 1L을 15℃로 환산한 값)과 온도의 관계를 표-1.62및
표-1.63에 나타내었다. 또한 95vol%이상의 경우는 다음의 식으로 추계하여도 좋다.(+_0.001)
실용량(L) =1.000-0.001029(t-15)
여기에서 t; 검액온도
< 표1.62> 알코올(94vol%이상, 15℃)의 -20℃---+35℃에서의 용량환산표
| 溫 度(℃) | 實 容 量(L) |
|
-20.0 -15.0 -10.0 -5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 |
1.036 1.031 1.026 1.021 1.016 1.010 1.005 1.000 0.995 0.989 0.984 0.979 |
< 표1.63> 알콜수용액(50-90vol%, 15℃)의 -20℃---+40℃에서의 용량환산표
| 溫 度 | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% |
|
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 |
1.026 1.023 1.015 1.019 1.012 1.008 1.004 1 0.996 0.992 0.988 0.984 0.979 |
1.029 1.025 1.021 1.017 1.013 1.009 1.004 1 0,996 0.991 0.987 0.982 0.978 |
1.031 1.027 1.022 1.018 1.014 1.009 1.005 1 0.995 0.991 0.986 0.981 0.976 |
1.033 1.028 1.024 1.019 1.014 1.010 1.005 1 0.995 0.990 0.985 0.980 0.975 |
1.035 1.030 1.025 1.020 1.015 1.010 1.005 1 0.995 0.990 0.984 0.979 0.973 |
3.1.4 알코올의 가수표(95도 알코올의 조정)
표-1.64 는 정확히 95.3vol/vol%(15℃)의 알코올로 조정할 때에 온도 0-28℃, 도수 96.3-95.4vol%의
범위의 원 알코올에 가해져야 할 물의 수량과 가수후의 용량을 나타내는 조견표이다. 차식의 온도보정
계수로는 표-1.62의 실용량값을 사용한다.
(t ℃에서의 x%의 알코올 1kL) X (t ℃에서의 온도보정계수) = 15℃에서의 알코올 kL수
(15 ℃에서의 x% 알코올 kL수) X(15℃에서의 x% 알코올 1kL을 15℃에서의 95.3% 알코올로
만드는데에 필요한 가수량) =t ℃의 x%알코올 1kL을 15℃의 95.3%알코올로 만드는데에
필요한 가수량
엄밀하게는 희석에 요하는 물의 온도에 의한 용량보정을 하지 않으면 안되나 표-1.64에서는
제외하였다.
표-1.64의 각 온도에 따른 좌측의 숫자는 가수량을 나타내고 우측의 숫자는 가수후의 알콜량을 나타낸다.
숫자는 소수점이하 세자리를 사사오입하여 계산한다.
예를 들면 18℃, 96.2%의 알코올 1kL을 95.3%의 알코올로 만들기 위해서는 11.28L의 물을 가하여야 하고
가수후의 용량은 1006.41L가 된다.
<표1.64> 알코올 1kL에 대한 가수량(알코올 온도보정및 용적수축을 포함) 및
가수후의 알코올 용량표(단위 L)
|
原알콜 (%) |
加水量 (15℃) |
加水後의 알콜容量 (15℃) |
加水量 (16℃) |
加水後의
알콜容量 (16℃) |
加水量
(17℃) |
加水後의
알콜容量 (17℃) |
加水量
(18℃) |
加水後의
알콜容量 (18℃) |
|
96.3 96.2 96.1 96.0 95.9 95.8 95.7 95.6 95.5 95.4 |
12.56 11.31 10.04 8.79 7.53 6.28 5.02 3.77 2.51 1.26 |
1010.49 1009.44 1008.38 1007.33 1006.28 1005.24 1004.19 1003.14 1002.09 1001.04 |
12.55 11.30 10.03 8.78 7.52 6.27 5.01 3.77 2.51 1.26 |
1009.43 1008.43 1007.37 1006.32 1005.27 1004.23 1003.19 1002.14 1001.09 1000.04 |
12.53 11.29 10.02 8.77 7.51 6.27 5.01 3.76 2.50 1.26 |
1008.47 1007.42 1006.36 1005.32 1004.27 1003.23 1002.18 1001.13 1000.09 999.04 |
12.52 11.28 10.01 8.76 7.51 6.26 5.00 3.76 2.50 1.26 |
1007.46 1006.41 1005.35 1004.31 1003.26 1002.22 1001.18 1001.13 999.08 998.04 |
3.2 알코올 희석방법
알코올-물 의 2 성분계에 있어서 특정알콜농도에서 중량과 용적을 각각 W(kg) 및 V(L)로 하면
W = W + W
V = V + V
가 성립되는데 여기에서 붙임문자 A: 알코올 ,W : 물
또한 특정알콜농도에서 비중을 d라 하고 편의상 비중이 밀도와 같다고 할때
d = W/V의 관계가 성립된다. 물의 w%를 w라 하면
w = Ww/W x 100
지금 어떤 알콜농도의 혼합액의 비중에 물의 wt %를 곱하면
W Ww Ww
d X Ww = ----- x ----- x 100 = -------- x 100 (1)
V W V
로 된다. 여기에서 알콜水混合液中의 물의 重量 Ww를 水單獨으로 존재할 때의 容積 V로 환산할 때
15℃에서 물의 比重은 dw =1.000 이 되므로
Vw = Ww ÷ dw = Ww ÷ 1.000 = Ww
로 되고 15℃에서 式(1)은 다음과 같다.
Vw
d x Ww = --------- x 100 (2)
V
式(2)의 우변은 알콜수용액혼합축소후의 容積에 대한 물이 단독으로 존재랗 때의 용적의 비율(백분율)이다.
따라서 임의의 알콜농도에서 알콜수용액의 비중(15℃/15℃)에 물의 wt %를 곱하면 알콜수용액혼합축소후
후의 용적에 대하여 물이 단독으로 존재할 때의 용적백분율이 얻어진다.
예를 들면 10%의 알콜에 함유된 수분은
0.9867 x (100-8.05) = 90.73 vol % 인데 10% 알콜의 전체용량에 대해 90.73%의 용량이 水單獨으로
존재할 때의 물의 量에 相當한다. 이 관계를 사용하여 알콜을 희석하는 경우 加水量을 구할 수 있다.
例1. 95 vol % 의 알콜을 25%로 희석하는 경우(15℃ 에서)
希釋후의 量은 度數에 반비레하므로 95% 1KL은 25%로 하면 95/25 =3.8 KL가 된다. (혼합에 따른 용적
축소는 무시한다.) <표 1.60>에서 95%의 수분은 6.18%가 되므로 1KL중에 0.0618 KL의 수분을 함유한다.
생성된 25%의 알콜에 함유된 수분은 同表에서 77.24%가 되므로
3.8KL x 0.7724 = 2.93512 KL
의 수분을 함유한다.
따라서 1KL의 95 vol %알콜을 25%로 희석하는데 필요한 가수량은
2.93512 KL - 0.0618KL =2.87332KL 이 된다.
例2. 95% vol%의 알콜을 20%로 희석하는 경우(15℃에서)
95% 1KL은 20%로는 95/20 =4.75 KL가 된다. <표1.60>.으로부터 95%의 수분은 6.18%이므로 1KL중에
0.618KL의 수분이 함유되어 있다.
생성된 20%의 알콜에 함유된 수분은 同表로부터 81.74 %이므로
4.75 KL x 0.8174 = 3.88265KL 의 수분을 함유한다.
따라서 1KL 95 vol % 알콜을 20%로 희석하는데 필요한 加水量은
3.88265KL - 0.0618KL =3.82085 KL 가 된다.
例3. 88 vol%의 알콜을 67%(59.3 wt %)로 희석하는 경우(15℃에서)
88% 1KL는 67%로 88/67 1.3143 KL이 된다. <표1.60>에서 88%의 수분은 14.18%이므로 1KL중에
0.1418KL의 수분을 함유한다.
생성된 67%의 알콜에 함유된 수분은 同表에서 36.56%이므로
1.31343 KL x 0.3656 = 0.48019 KL
의 수분을 함유한다.
따라서 1KL, 88vol %알콜을 67%로 희석하는데 요구되는 가수량은
0.48019 KL - 0.1418 KL = 0.33839 KL 가 된다.
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