アルコール水溶液はシリカゲルで濃縮できますか。

質問

以前テレビで見たと記憶しているのですが、ワインや日本酒をシリカゲルの入ったカラムを通すと、アルコール度数が上がるというのをやっていました。これは本当ですか。また、これが出来るのなら、蒸留法では共沸してしまうエタノール濃度のものを更に濃縮できますか（９５％→１００％）。

回答No.4

38endoh · ベストアンサー

shota_TK さんのご回答で既に十分なのですが，少しだけ。

> アルコール度数が上がるというのをやっていました
> 蒸留法では共沸してしまうエタノール濃度のものを更に濃縮できますか

前者は可能，後者は不可能だと思います。厳密な議論を行うには吸着平衡定数などを持ち出す必要がありますが，恐らく無水シリカの水との親和力よりも，無水エタノールの水との親和力の方が強いと思います。

無水エタノールを作るには，金属ナトリウムと反応させて，少量のナトリウムエトキシドを含むままゆっくり蒸留するなど，非常に大変な作業が必要です。他にも，水共沸エタノールにわざとベンゼンを添加して，共沸の組成を変えるという方法もあったと思います。

ところで，市販のモレキュラーシーブスの組成は，シリカやアルミナなどのセラミックスです。脱水のみの場合は，通常は孔径が 3A のモレキュラーシーブスが使われますが，例えこれを用いても恐らく 100% の無水エタノールは得られないと思います。

お礼

回答ありがとうございます。モレキュラーシーブスは通常、溶液中に投入して使う（バッチ処理）ようですが、カラムのように充填してこれにエタノール水溶液を流したら（モレキュラシ－ブスは再生してこの操作を繰り返す）どうでしょいうか。

回答No.5

38endoh

> カラムのように充填してこれにエタノール水溶液を流したら

理論的には，移動相に脱水溶媒を選べば，エタノール水溶液をエタノールと水とに分離できます。しかし脱水用のモレキュラーシーブスは，水分子との親和性がとても強いため，もしカラムの固定相として使うと，水の保持時間は非常に長く，ずっと tailing することになるでしょう。また，モレキュラーシーブスは目が粗いので，高い理論段数を得るには相当なカラム長が必要でしょう。

お礼

ご返答ありがとうございます。モレキュラーシーブスの特性が良く分かりました。ありがとうございました。

回答No.3

ice_rif

醸造酒のアルコール度数をシリカゲルで上げた酒は
市販されていないので、たぶん実用的で無いのだと
思います。日本酒をいったん霧にして回収した、ア
ルコール度数が２５％位の酒は売られています。

有機合成反応用の試薬は、モレキュラーシーブスと
いう乾燥剤で水を取り除きます。取り除きたい分子
と同じ大きさの穴が開いた粒子で、その穴に水が取
りこまれます。溶媒の入ったボトルに直接モルキュ
ラーシーブスを入れて使用します。

お礼

回答ありがとうございます。テレビの内容の日本酒やワインの例は、単にシリカゲルの脱水を説明するためだったと思います。”日本酒をいったん霧にして回収”というのは、日本酒の蒸留酒と言うことですね。

回答No.2

toagoo

少し曖昧ですが、　シリカゲルのカラムで通せば　アルコール度は多少は上がると
思います。

私のやる方法は、試薬のエタノールを脱水をするために、乾燥したモレキュラシーブを瓶の中に入れます。　純度１００％ちかくになります。
グレードにより　効果は変わります。　品番が曖昧ですが４Ａだった気がします。

純度９５％なら前処理してもう少し純度を高めて置いた方が良いかな。

お礼

回答ありがとうございます。モレキュラシーブならシリカゲルと操作方法は似ていますね。９５％をもう少し純度を高める前処理方法とは、どんなものですか？

回答No.1

shota_TK

一応，化学関係の仕事をしています．
ワイン程度のアルコール度数であれば，シリカゲルでもいけると思いますが，
90％→95％ぐらいになると，まず無理だと思います．

シリカゲルは，取り込んだ水分をガッチリ押さえ込むんじゃなくて，
ぼんやりつかんでいるだけなんですよね．
だから，周囲が乾燥したりすると逆に水分を放出します．
高濃度のアルコールが存在する場合も同様で，取り込んだ水分をすぐ
放出してしまいます．絶乾状態で使用したとしても，エタノール90％となると
乾燥剤としての機能はほとんど働かないと思います．

当てずっぽうですが，普通の操作なら30％ぐらい，専門家がプライドをかけて操作しても
60％ぐらいまでが限界ではないかと思います．
それ以上となると，五酸化二リンや硫酸などで強制的にアルコール中の水分を奪う方法や，
膜を使った分離でないと無理だと思います．

お礼

回答ありがとうございます。工業的には膜を使うとは聞いたことはあるのですが、もっと簡単に出来ないものかと考えていたもので、、、。