蒸留について

質問

前も蒸留について質問したのですが、他にも
質問したいことがありましたので、回答お願いします。

減圧蒸留で、出てきた液体を冷やして、ナスフラスコに集めますが、このとき、ナスフラスコにいかず、
トラップ管に行ってしまいました。

もちろん、そんなこともあるだろうと思っていたのですが、最初に出てきた気体の温度は100度にも満たない
温度だったのですが、ナスフラスコに少しも集まらず、トラップ管に行き、本留の気体の温度は150、160度ぐらいだったのですが、きちんと冷却されて
ナスフラスコに集まったのですが、なぜ高い温度
のほうが冷却されたのでしょうか？
されないと困るのですが。

全員このような結果になるみたいですが
こんなことあるのでしょうか？

回答No.3

himajin1 · ベストアンサー

用語の使用方法が適切でないので、質問を書き直してみました。
こういう意味の質問と思って良いでしょうか？

質問
減圧蒸留で、出てきた蒸気を冷やして凝縮（液化）させ、ナスフラスコに集めました。
最初の間、気体部分の温度が１００℃に満たないような間は、コンデンサーで凝縮（液化）は見られず、ナスフラスコには少しも溜まらず、トラップ管に溜まりました。
続いて本留の頃、気体部分の温度が150、160度ぐらいになると、きちんとコンデンサーでの凝縮（液化）が見られ、ナスフラスコに液体が集まりました。

気体部分の温度が低い方が冷やすのは簡単で、気体部分の温度が高いときは冷やすのが大変だと思うのですが、なぜ気体部分の温度が高い時のほうがきちんと冷却され液体が捕集できたのでしょうか？

回答
今回の実験は、低沸点の溶媒と目的物が混ざった液体を蒸留していますね？

有機物などの混合物には、操作圧力と、その蒸気の組成に応じて、沸点と、凝縮液の組成の関係が存在することは理解して居られますか？
気液平衡などの単語で調べてみましょう。
高温の蒸気を冷却して、液化させるには、その、沸点以下に気体を冷却していくと凝縮（液化）が発生します。
最初は、コンデンサーの冷却が足りずに、低沸点の化合物が、ガスの状態のままトラップ管に行き、そこで、ドライアイスアセトンなどにより、無理矢理冷やされて液化したのです。
本留になると、水で冷却しているコンデンサーでも、十分な冷却が行われ、蒸気がきちんと液化され、ナスフラに溜まったのです。

要は、何度まで冷やせば液化してくれるのかが、蒸留の進行と共に、変化（上昇）したから現れた現象です。

お礼

回答ありがとうございました。

>>用語の使用方法が適切でないので、質問を書き直してみました。

すみません。わざわざありがとうございます。

回答No.4

noname#62864

No.1です。私の想像で書きます。
常圧での沸点が100℃ぐらいのものと150,160℃ぐらいのものを減圧蒸留で分離しようとした。減圧蒸留にはアスピレーターもしくはそれに準ずるものと用いたために、10～20mmHg辺りの圧力になった。
この圧力では沸点が100℃の物質の沸点は、冷却水の温度よりも低くなるので、冷却管およびナスフラスコの部分は、気体のままで通過した。しかし、ドライアイス（＋アセトン？）で冷却したトラップは-７８℃まで、冷却されているので、さすがにこの温度では液体に戻るために、トラップの中に沸点100℃の物質がたまった。
一方で、沸点が150℃のものは、この圧力での沸点は冷却水の温度よりも高いために、冷却管の部分で冷却され、液体に戻り、ナスフラスコにたまった。

ということだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

質問が不十分だったのに、わかりやすい説明
ありがとうございました。

回答No.2

marumets

推測でお答えします。

＞初に出てきた気体の温度は100度にも満たない

この場合の温度とは流出温度のことでしょうか？

その前提でいきますと、流出温度が低いということは、逆に凝縮しにくいということでもありますから、
冷却管での冷却（水温程度の冷却）では凝縮が不十分となり、トラップ管（恐らく寒剤で冷却するタイプと思います）で凝集したのでしょう。

一方、本留のほうは、流出温度が高い（すなわち凝集しやすい）ので、凝集するには冷却管での冷却で十分だったのでしょう。

お礼

回答ありがとうございました。

>>流出温度が低いということは、逆に凝縮しにくいということでもありますから、

言われて見るとそうですが、自分では気がつきませんでした。

回答No.1

noname#62864

まず、質問自体が意味をなしていません。
趣旨は想像できるのですが、ある程度、意味が通る形にしてもらえなければ、回答は難しいです。

「最初に出てきた気体の温度」というのはどういう意味でしょうか。「最初に出てきた気体の常圧での沸点」という意味でしたら、理解できますが、そうでなければ理解不能に近いです。

減圧蒸留の際に、どの程度の圧力まで減圧しましたか。圧力によって沸点が変化することはご存じですよね。

温度計の表示はどのように変化しましたか。

トラップ管というのはどのようなものでしょうか。ドライアイスで冷却されているものですか。

「なぜ高い温度のほうが冷却されたのでしょうか？」と書かれていますが、『温度が高い方が水によって効率的に冷却されるのは当たり前です』が、何が問題なのでしょうか。

「全員このような結果になるみたいですがこんなことあるのでしょうか？」
あるから、そうなったのです。それが正しい結果です。正しくないと思うのは、正しい理解ができていないからだと思います。ただし、質問文からは実験の詳細がわからないので、どこが理解できていないかを指摘するのは困難です。せめて、『　』でくくった部分は理解して下さい。これが理解できないといわれれば説明不能だと思います。

お礼

回答ありがとうございました。

>>趣旨は想像できるのですが、ある程度、意味が通る形にしてもらえなければ、回答は難しいです。

すいません。自分以外の人が見てもわかるように
質問するように、心がけます。