Если смешать 50 мл воды и 50 мл спирта, то объём получится меньше 100 мл. Почему?

Если смешать 50 мл воды и 50 мл спирта, объём действительно получится меньше 100 мл, потому что молекулы воды и спирта при смешивании укладываются друг между другом плотнее, чем каждая жидкость по отдельности.

У воды молекулы очень маленькие. У этилового спирта молекулы крупнее и имеют такую форму, что между ними в чистом спирте остаются сравнительно большие промежутки. Когда воду добавляют к спирту, маленькие молекулы воды частично «проваливаются» в эти промежутки между молекулами спирта. В результате смесь занимает меньший объём, чем простая сумма объёмов двух жидкостей.

Но дело не только в механическом «заполнении пустот». Между молекулами воды и спирта возникают сильные межмолекулярные взаимодействия, прежде всего водородные связи. Молекула спирта имеет группу –OH, похожую по свойствам на часть молекулы воды, поэтому вода и спирт хорошо притягиваются друг к другу. Из-за этого их молекулы сближаются сильнее, чем молекулы воды с водой или спирта со спиртом в исходных жидкостях.

Такое уменьшение объёма называется контракцией. Это не исчезновение вещества и не химическая реакция в обычном смысле. Масса сохраняется: если взять 50 мл воды и 50 мл спирта, масса смеси будет равна сумме масс воды и спирта. Меняется именно объём, потому что меняется способ упаковки молекул в жидкости.

Похожий бытовой пример — если смешать крупу и песок: общий объём может оказаться меньше суммы объёмов отдельно взятой крупы и отдельно взятого песка, потому что мелкие частицы занимают промежутки между крупными. С водой и спиртом аналогия не идеальная, потому что молекулы ещё и притягиваются друг к другу, но общий смысл похож.

Поэтому 50 мл воды + 50 мл спирта дают не 100 мл раствора, а немного меньше: молекулы воды и спирта располагаются в смеси компактнее, чем в отдельных жидкостях.