メタノール水気液平衡図、沸点露点曲線がわかりません。 エネルギー管理士の問題ですが、疑問に思っていま

メタノール水気液平衡図、沸点露点曲線がわかりません。
エネルギー管理士の問題ですが、疑問に思っています。メタノール濃度が0.4だった時、温度Taで沸騰し始めるとします。そして、このまま温めていきTbになります。
この時、メタノールが気体になった濃度がybで、メタノールが液体のまま残ってる濃度がxa だそうです。
？？なんかおかしくないですか？Taになった瞬間はメタノール気体なんかないですよね？最終的にTcでメタノール全て気体になります。
全て気体になる前が濃度高いのおかしくないですか？
全部液体から全部気体なのだから少しずつ気体が増えて最後同じ濃度分気体になるのでは？途中のメタノール気体濃度が高いってのが意味がわからないです、、読み間違えてますか？

質問者からの補足コメント

• 失礼しました　これです

  
    補足日時：2024/05/18 09:05

• すみませんでした　https://www.kce.co.jp/tec-info/distillation/gas- … の図の4になります　右側が気体の濃度になるとありますが、
  低沸点液体の濃度0.3だったものが115度になったとき、その低温沸点液体が、、低沸点気体の濃度がこの図を見ると0.72位になるという説明がわからないです。その時点での蒸気は高沸点の物質が存在しないからこんなに高いという事なんですか？

    補足日時：2024/05/18 09:15

• メタノール水で考えた時、メタノールが低沸点物質です。メタノール沸点前にメタノールが気体として存在するのは蒸気圧曲線分水に溶け込むということですよね？
  沸騰し始めてから全て気体になるという過程で気体の濃度が下がるというのがわからないということです。液体のメタノールが少しずつ気体になって全部気体になると気体の濃度が下がるっておかしいと思ってます

    補足日時：2024/05/18 12:26

• 写真をアップロードしたいけど何故か真っ暗になったりアップロード失敗するからもどかしい、、これ見てください　http://www.pupukids.com/jp/gas/05/102.html
  これの図3です。低沸点物質をメタノールとして、xで沸騰開始ですよね。この水平線右側のyがメタノールの気体濃度ということですよね？気相線・露点曲線と接触している所です。
  なんでメタノール液体の濃度より、メタノール気体の濃度の方が高いんですか？って事です。
  水に溶け込むは言い間違えました、空気に溶け込むです。気体になるってのは空気に溶け込むって事ですよね。メタノールの蒸気圧曲線にしたがい、ある圧力のある温度で沸騰し始める一方で、ある温度より前に気体になっているのは理解しています。でも微々たるものですよね？x=0.4として、yがその比率より右側にあるのが理解できないって事です

    補足日時：2024/05/19 00:54

• できるかな、、

  
    補足日時：2024/05/19 01:02

• 同じことを知恵袋で質問しています。そっちは写真成功しました。写真見るとわかると思います。メタノール水気液平衡図　知恵袋で検索してください。そしたら写真見れます

    補足日時：2024/05/19 01:06

• Wi-Fiならアップできるかな、、蒸留とか聞きたいんじゃないですけどね、、

  
    補足日時：2024/05/20 19:47

• じょうりゅうの原理なんか聞いてないだろ　グラフの読み方がわからない、納得できないって言ってんの！だからなんで液体の濃度より気体の濃度が高いんだよ意味わからねーよ

    補足日時：2024/05/22 13:16

No.6 回答者： yos1912 回答日時： 2024/05/19 20:49

図をどう解釈しているのかが全くつかめないので何とも説明のしようがありませんが、根本的に図の見方が違っているような気がします。

まず、最初の水溶液のメタノール・水の混合比はいくらでもいいと考えてください。横軸で示されているのは、混合液の温度を上げていったときに、ある温度で蒸発してできた気体の混合比です。蒸発する液体の混合比ではありません。
(この状態で温度を上げていくと沸騰曲線に従って水の割合が増えていきます)

次に、メタノール・水の混合気体から凝結する場合を考えてみます。最初の濃度はいくらであるかは関係ありません。温度が下がってくると気体から液体が凝結してきます。この時できた水溶液のメタノール濃度と温度の関係を示したのが露点曲線になります。

何を言っているのかというと、例えば水溶液を７５℃まであげたとします。この時にできた気体の混合比は０．４モルです。もともと水溶液の濃度が０．４モルだとするとその温度を維持し続けると全て蒸発することになります。
ここで蒸発してできた気体を考えます。気体をどこかに誘導(そのままでもよい)して７５℃のまま放置すればかってに凝結して水溶液ができます。この溶液のメタノールの混合比は０．７２になるということです。要するに蒸発させて凝結すれば元よりも濃い濃度の水溶液を作ることができます。これが蒸留の原理です。

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/05/19 12:51

単純に考えれば

水よりメタノールの方が沸点が低い
→同じ温度だと水よりメタノールの方が蒸気圧が高い
→水-メタノール混合物の液相におけるメタノールの割合よりも, 気相におけるメタノールの割合の方が高い
というのは自然な流れじゃない? どこで何にどう悩んでいる?

もちろん現実はこんなに単純じゃないけど.

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/05/18 22:03

う～ん....

何かを勘違いしているような気はするんだけど文章の解読がうまくできない....

・「メタノール沸点前にメタノールが気体として存在するのは蒸気圧曲線分水に溶け込むということですよね？」ってどういうことだろう. 「蒸気圧曲線分水に溶け込む」がどういう現象を指しているのかわからんし, 「溶液の外にメタノールが (気体として) 存在することはありえない」と考える理由もわからない.

・「沸騰し始めてから全て気体になるという過程で気体の濃度が下がるというのがわからない」「液体のメタノールが少しずつ気体になって全部気体になると気体の濃度が下がる」の「気体の濃度」ってなに? 「気体の濃度が下がる」とはどういう現象?

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/05/18 11:15

「Taになった瞬間はメタノール気体なんかないですよね？」とか「その時点での蒸気は高沸点の物質が存在しないから」とかいう文章を読むと, ひょっとして「沸点より低い温度では液体は蒸発しない」と思っているのではないかと危惧してしまうのだが....

どんな温度でも「沸点の低い成分」の方が「沸点の高い成分」よりも蒸気圧は高いはずだから, 直感的には
液体よりも気体の方が低沸点は多い
というのがふつうじゃないかねぇ, 実際にはそれに反するケースもあるんだが.

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/05/17 02:47

のり弁当かな? あるいは自分に不都合な部分を黒塗りしたらこうなったとか?

さておき「Taになった瞬間はメタノール気体なんかないですよね？」ってどういうことだろう. 「温度Taで『沸騰』し始める」んだよね.

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2024/05/16 22:44

画像が真っ黒・・・。