アセトンは、標準ガス内でなぜ気体なのか？

質問

私は現在、大学の学部生で研究室でボンベに入った標準ガスを取り扱っています。
そこで、アセトンと窒素の混合気体の標準ガスを取り扱っていて、そこから注射器を用いてガスを採取し実験を行っています。

やっていて疑問に思ったのですが、アセトンの沸点は56℃です。それならば、アセトンは常温では気体のはずです。しかし、注射器で取り出す時には気体として採取できます。

理由を色々と調べたのですが、分からなくて困っています。
よろしくお願いします。

回答No.3

ORUKA1951

えっ？？？。理系、それも少なくとも化学形のような気がする。
空気中だって、梅雨時は湿度が高いといいますし、真冬でも洗濯物は乾きますよね。
アセトンの20℃の蒸気圧は247hPaですよ。水は23hPaですから水の十倍も気化しやすい。

水が100℃以下でも気化するように、アセトンはもっと気化しやすいです。

★沸点とは、その蒸気圧が大気圧と同じになる温度に過ぎません。沸点を越えるとやがて内部からも気化が始まりますが、それが沸騰と言う現象で沸点を越えてしばらく温度が上がらないとおきません。

　これは大気圧1013hPaとすると、その24.4%まではアセトンが存在しうるということになります。それより多い、あるいは気温が下がると結露します。

回答No.2

NPAsSbBi

理系大学の4年生とのことなので、
「沸点とはその液体の蒸気圧が大気圧と等しくなる時の温度である」
というのはご存知ですね。

沸点が56℃ということは、アセトンの蒸気圧は、
56℃において１気圧＝101.3kPaになるということです。

液体の蒸気圧は、温度が高くなるほど上がっていきますので、
室温でのアセトンの蒸気圧は、もっと低いということになります。
調べてみると、20℃で25kPaほど。

室温において、その標準ガスに含まれるアセトンの分圧が25kPaより小さい場合、
アセトンはボンベの中でガスとして存在することになります。
例えば、20kPaとか。

混合ガスを理想気体とすると、分圧比＝体積比になります。
(実在気体では、ずれることはご存知ですね。)
つまり、混合ガス中のアセトンの濃度＝体積比が、そのまま分圧比になるということです。
例えば、標準ガスの充填圧力が14.7MPaの場合、その中のアセトン分圧が20kPaのとき、
20/(14700+101.3)=1.35×10^(-3)より、アセトンの濃度は0.135%になります。
　＊1.47MPaはゲージ圧なので、大気圧を足して絶対圧に直しています。

標準ガスとのことで、きっとアセトン濃度はもっと低いのでしょう。
1ppm、10ppm程度なら、標準ガス中のアセトン分圧はさらに低いことになります。
アセトンをもっとたくさん詰めて濃度を上げようとしても、25kPaを超えるとボンベ内で液化してしまい、
標準ガスは作れない、ということになります。
逆に言うと、室温の標準ガス中でアセトンがガスでいられる上限分圧が25kPaである、ということ。

実際の標準ガスの充填圧力とアセトン濃度が分かりませんが、
上記のように計算してみれば、アセトン分圧は25kPaよりも小さくなるはずです。
確認してみて下さい。

回答No.1

RTO

Wikipedhiaって便利だなぁ

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%BB%E3%83%88%E3%83%B3

より抜粋
「蒸気圧が20℃で24.7 kPaと高いことから常温で高い揮発性を有し、強い引火性がある。」

水の沸点が100℃でも　コップに入れた水がそのうち蒸発するのと原理は同じです