水に溶けた液体や気体の抽出方法

質問

水に溶けた食塩や水酸化ナトリウムを結晶として取り出すには、水溶液を沸かして煮詰めてしまえば抽出できますよね。

でも、水に溶けているものが、酢酸や炭酸ガスなどの液体や気体の場合はどうやって取り出すのでしょうか？
小学校の頃から２０年以上の疑問です。

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

＞水に溶けた食塩や水酸化ナトリウムを結晶として取り出すには、水溶液を沸かして煮詰めてしまえば抽出できますよね。
現実問題として、空気中の二酸化炭素などの問題がありますので、水酸化ナトリウムの場合には少々困難でしょうが、可能だと思います。ただし、これを抽出とはいいません。

酢酸の場合には、水と混ざりにくく、酢酸を溶かすような溶媒とともに振り混ぜると、酢酸がある程度その溶媒に溶け込みますので、それを利用した分離が可能です。
たとえば、エチルエーテルを用いると、酢酸のかなりの部分がエチルエーテルの側に溶け込みますので、エチルエーテル層を分離した後に、蒸留することによって分離できます。エチルエーテルは低沸点ですので分離は容易です。また、酢酸水溶液に多量の食塩を加えると酢酸の溶解度が低下しますので、エチルエーテルによる分離の効率を上げることができます。もちろん、酢酸水溶液を直接蒸留することによってもある程度の分離は可能だと思います。
炭酸ガスなどの場合は、水溶液を加熱することによって、水から追い出すことができます。酸を加えればさらに効率的に追い出すことができます。口の部分にゴム管などをつないだフラスコなどを用いて上記の操作を行えば、発生したガスをゴム管を通して集めることができます。

液体でも、気体でも、溶けているものよって操作の難易度は大きく変化しますし、方法も変わってきます。たとえば、炭酸ガスではなく、アンモニアが水に溶けているのであれば、酸ではなくアルカリを加えるのが効率的です。

お礼

簡単にはいかないんですね。
ありがとうございました。

回答No.2

134

^^;)

単離する方法は、抽出のみではありません。
むしろ、抽出は、溶媒に溶かし込む方法ですので、抽出後に濃縮して溶媒を飛ばすなどの操作を必要とします。

　酢酸を取り出すには、蒸留の方がよいでしょう。
水の沸点100℃、酢酸の沸点110℃くらいかなと記憶しています。
　沸点が近いので、減圧はあまりしないほうがよさそうです。
　もっとも、100℃でキープして留出分を留去し、110℃設定としても、「完全なる」単離は難しい（ので、複数回蒸留したり、脱水作用のある乾燥剤：モレキュラーシーブや芒硝などで精製することもありますけど）ものですけど。

　炭酸ガスの抽出…
　水酸化カルシウムか何かを入れて、炭酸カルシウムとして沈殿させ、塩酸で酸性化して、炭酸に戻し、水上置換により、採取するようでしょうかね。
（それでも、塩化水素ガスとの分離、水上置換の水に溶け込む分をどうすると指摘されそうですけど）

　ま、とりあえず「抽出」という手法以外にも単離方法はいくつかあるものです。

お礼

モレキュラーシーブや芒硝ってなんですか？
とにかく、素人の近寄りがたい学問であることはわかりました。

ありがとうございます。