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共沸混合物の分留
物理化学の問題なんですが教えてください。 問：共沸混合物の系における分留について述べよ。 という問題があるんですが、教科書には共沸混合物は分留では分けられないと書いてありました。しかし、先生は工夫すれば純粋な物質が得られると言っていました。そこで、私なりに調べたのですが3成分系で分留すれば純粋な物質が得られるということがわかりました。でもあまり詳しく書いてなかったので、どなたかわかる方がいましたら解説してくれませんか？
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例えば水とエタノールは共沸混合物を形成し、その組成はエタノールが約９６重量％です。ここまで来ると平衡状態にある気相と液相の組成が等しくなるため、いくら蒸留装置の性能（分離能力）を上げてもエタノールの濃度は上がりません。これ以上にエタノール濃度を上げたければ、共沸の関係を崩すか、９６％のエタノールから水を吸着除去、あるいは化学的分解などの方法で除去することが必要です。あるいは蒸留操作を行い圧力を変えてやると共沸関係が消失するケースもあります。 水ーエタノールの系にベンゼンを添加すると上記の共沸関係が崩れます。これにより９６％を超える濃度のエタノールを得ることが可能です。これが「共沸蒸留」と呼ばれる手法です。この系の場合、水とベンゼンがやはり共沸関係にあり、水－エタノールの共沸関係よりも強いため水の挙動がベンゼンに引っ張られて水とエタノールの分離が可能になります。 では共沸関係にある成分にどのような物質を加えると共沸関係が崩れるのかというと、これがなかなか難問です。ポピュラーな化合物の共沸であれば過去に検討がなされた可能性が大なので、文献の検索などで解決できる事もあります。逆に新規な化合物が共沸混合物を形成する場合、ある程度経験的に第三成分の目星をつけることもできますが、あくまで「やってみないと判らない」程度のものです。ただ現在は相互溶解性や親和性を予測できる方法がパソコンレベルで得られるので、計算化学的に候補を絞ることは可能になりつつあります。下記urlはご参考まで。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E7%95%99 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%B1%E6%B2%B8
お礼
わかりやすくありがとうございます。やっと理解することができました！本当にありがとうございました。