• 締切済み
  • 困ってます

極大共沸点をもつ混合物の分離について教えてください

アセトンとクロロホルムのように極大共沸点をもつ混合物も、精密蒸留で純物質を得ることはできないのでしょうか? 極小共沸点をもつ混合物は純物質が得られないのは分かるのですが、例にあげたアセトン-クロロホルム混合液の場合、沸点が「アセトン<クロロホルム<共沸点」なので、混合物を加熱すると、まずアセトンが留出し、次いでクロロホルムが留出してくるのではないのでしょうか?

noname#211281
noname#211281

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数2
  • 閲覧数4399
  • ありがとう数2

みんなの回答

  • 回答No.2

まず気液平衡に対し誤解があるようなので補足します。例えば、共沸混合物をつくらない水-メタノール混合液を加熱すると、沸点の低いメタノールだけが留出するのではなく、メタノールと水の混合蒸気が留出してきます。ただし、この時蒸気中のメタノールの濃度は液中のメタノール濃度より高くなります。次に、最初に流出してきた蒸気を一旦凝縮させ、再度同じ操作をすれば、メタノールの濃度は更に上がります。 一方共沸点を持つ系の場合、共沸点に近づくと蒸気中の低沸点成分が高くならず、液と蒸気の組成が同じに近づき、これ以上蒸留操作をしても意味がなくなってきます。 なお、上に記述した事象は極大(極小)共沸物および原料組成が共沸組成より上か下により変わります。 このため共沸成分を蒸留で分離するためには特別の工夫が必要になってきます。例えば操作圧力を減圧下で行えば共沸が切れる場合もあります。またこの系に共沸が切れる第三成分を混入させ蒸留する方法もあります。工業的には経済的な観点からこの方法を用いることが多いようです。アセトンークロロホルムで第三成分としてどのような成分があるかは中々文献が見当たりませんでした。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。 また次回ご教授いただけたら幸いです。

質問者からの補足

申し訳ありません。説明不足でした。 単蒸留ではなくて、十分理論段数のある精密蒸留での留分についてです。 精密蒸留で、含水メタノールから水分を含まないメタノールを得ることは簡単です。 必ず、気液平衡で、気のメタノール濃度が高くなるので、十分な理論段数を備えた精留設備なら水分不含のメタノールが塔頂留分として得られます。 こういった精留設備であれば、極大共沸点をもつアセトン-クロロホルム混合液でもアセトンとクロロホルムを完全分離できるのではないかと質問したつもりでした。

  • 回答No.1
  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)

共沸混合物の構成比と蒸留の出発点とした混合物の構成比にもよりますが ・出発点の方がアセトンが多い場合: 最初はアセトンのみが蒸気になるが, そのうちクロロホルムも蒸気に混ざる. アセトンの構成比率は蒸気の方が残っている液体よりも常に高く, 最終的には共沸混合物の構成比になる ・出発点の方がクロロホルムが多い場合: アセトンとクロロホルムを入れ替えれば上と同じ となります. いずれにしても「混合物を加熱すると、まずアセトンが留出し、次いでクロロホルムが留出してくる」ということはありません. http://en.wikipedia.org/wiki/Azeotrope の相図をじっと見てみてください.

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。 また次回ご教授いただけたら幸いです。

質問者からの補足

回答ありがとうございます。 しかしながら、私の知識不足で回答者様の書かれている内容が理解できませんでした。 例えば、共沸混合物をつくらない水-メタノール混合液を精密蒸留した場合、初めに沸点の低いメタノールが留出し、メタノールが留出し終わった後、水が留出するんですよね? 極小共沸点をもつ水-エタノール混合液(例えば50%ずつ混合した液)の場合は、共沸混合物である96%エタノールが留出した後、残った水が留出するんですよね? あくまで、段数を充分にとった精密蒸留の場合ですが。 アセトン-クロロホルム混合液の場合は、たとえ残液が共沸混合物の組成になっても、共沸点よりアセトンとクロロホルムの沸点のほうが低いので、沸点の順にアセトン→クロロホルムと留出してくると頭の中で考えてしまうんですが。

関連するQ&A

  • 沸点

    なぜ、混合物だと沸点が純物質より 高いのですか? 簡単な説明で良いので教えて くださいますと助かります、 例: オレンジジュース(混合物)と水(純物質)

  • 混合物と純物質について

    純物質の水をビーカーに注いで、その中に小石をひとつ入れます。 この状態は混合物ですか?

  • 混合物と化合物の違いがいまいちわかりません。(大学受験)

    タイトルの通りなのですが、今、物質の分類について勉強しています。物質を、単体、化合物、混合物に分類する問題です。単体については、化学式が一つの元素で表せるものなので、すぐにわかります。でも、石油は混合物、アンモニアは化合物、水蒸気も化合物、塩酸は混合物、塩化ナトリウムは化合物と、どうも似ているようなのに、混合物と化合物で一体同違うのかわかりません。定義としては、純物質である化合物は、二種類以上の元素からできた物質で、一定の融点・沸点を示す、とありますが、混合物も二種類以上の物質(元素)からできているものです。 私の考え方は、 ○水蒸気の場合、H2Oで水素と酸素から構成されている→単体ではない→混合物か化合物→一定の沸点、融点を示す??? ○塩酸の場合、HCl→単体ではない→混合物か化合物だ→一定の沸点、融点を示す??? となります。ということは、それぞれの物質が、一定の融点、沸点を示すかどうか、覚えておかないといけないということでしょうか。 他に区別の方法はあるのでしょうか?いまいち化合物と混合物の違い、区別の方法がわかりません。 この分類は、センターの過去問にもあるので、必ず理解したいのです。どなたか、わかりやすく、混合物と化合物の区別の方法をお教えいただけませんか。宜しくお願いいたします。

  • 炭酸水は混合物?

    塩酸はHCl(塩化水素)が水にとけた混合物で    純物質でないことは有名ですが 炭酸水も混合物なのでしょうか? 化学式としてはH2CO3となるように 一色たんに表記してしまいますよね・・・・  どうなのでしょうか?   お教え下さいm(._.*)mペコッ

  • 純物質 混合物

    純物質と混合物について質問です。 ドライアイスと牛乳はどっちなんでしょうか? ドライアイスは混合物だと思うんですが、牛乳がよくわかりません。牛乳の成分って何ですかね?何か混ざっているようには思えないんですけど、純でもないような・・・?わかる方教えてください!

  • 混合物の分離の方法

    現在高校一年です。化学の授業でなんですが、分離の方法がイマイチわかりません。 (1)蒸留と分留 蒸留のなかでも特に分留があるのですが、なんとなくわかるのですが違いがよくつかめません。 蒸留が「不揮発性物質が溶けている液体の分離」分留が「液体どうしの混合物からの液体の分離」 とかいてあるのですが・・・。ほとんど一緒に見えます。 「蒸留は蒸発しやすい液体だけを気体にし、冷却して再び液体にして取り出す」、 これって沸点の違いを利用する分留とどう違うのでしょうか?石油は分留だそうですが・・・ (2)再結晶 「固体結晶にまざった少量のほかの固体物質を取り除く」とあるのですが なぜ少量じゃないとだめなんですか?例えば塩化ナトリウムと硝酸カリウムであれば 塩化ナトリウムは温度による解ける量の差はあまり変わらないので 大量にいれても、その溶液の温度を下げれば 硝酸カリウムが固体として出てくるのではないのでしょうか? あと、食塩水の分離のしかたなのですが、 「食塩を取り出す」ならば蒸発乾固で、「食塩水を分離する」ならば蒸留でいいんですか? 聞かれ方によって同じ物質でも分離の方法は違うのですか? 回答よろしくお願いします。

  • 純物質と混合物

    純物質なのか混合物なのかを確かめる方法を教えてください! (1)空気(2)ドライアイス どうぞよろしくお願いします

  • 純物質と混合物

    いまいち純物質と混合物の種類の見分けができません; 教科書の問題を引用させてもらったのですが 次の(1)~(5)の物質を混合物と純物質に分類せよ。 (1)氷 (2)石油 (3)鉄 (4)塩酸 (5)砂糖(スクロース) 上記5つの物質は混合物と純物質どれにあたるのでしょうか? 初歩的な質問で申し訳ないのですが、解る方できれば詳しく教えてほしいです(´・ω・`)

  • ガソリンは混合物で2種類以上の純物質からなる。

    ガソリンは混合物で2種類以上の純物質からなる。 とのことですが、ガソリンを濾過すると何の純物質に分離できますか?

  • 純物質と混合物の違いを教えてください!

    純物質と混合物の違いを教えてください! あと 水素・二酸化炭素・水・塩化ナトリウムは それぞれ どちらに分類されるのでしょうか?