水・エタノールの蒸留について質問です。
水・エタノール混合液に熱を加えると
(1)エタノールだけが蒸発
(2)水・エタノール混合物が一定の比率で蒸発
(3)水だけが蒸発
のどれでしょうか?
(1)水・エタノールだと沸点の違いからエタノールの方が低温で沸騰→蒸気を冷やすことでエタノールが生成だと思ってました。
(2)下記の質問を見ると
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa1662272.html
この混合液は「水:液体(A)=8:2」の比率の混合気体として沸騰することが可能
と書かれてますが、水・エタノールを沸騰させると、純粋なエタノールではなく水・エタノール混合物が蒸気として出てくるのでしょうか?
(3)共沸についての記述ですが、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%B1%E6%B2%B8
水(沸点100℃)とエタノール(沸点78.3℃)の混合物が沸騰する際、エタノールの濃度が低ければ気相におけるエタノール濃度は液相のそれより高い。ところが、エタノールの濃度が96%(重量%、以下同じ)に達すると共沸混合物となり、気相のエタノール濃度も同じく96%となる。よって蒸留によって水-エタノール混合物のエタノール濃度を96%以上に濃縮することはできない。
とのことが理解できません。この記述だけ見ると「エタノールの濃度が96%(重量%、以下同じ)に達する」というのは、蒸留していって水だけがとんでエタノール濃度が96%に達するということでしょうか?
よろしくお願いします。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
(2)水・エタノール混合物が一定の比率で蒸発、です。
蒸気に含まれる水・エタノールの比率は、混合液の水・エタノールの比率により変化します。
詳しい数値は気液平衡で調べれば色々でてくるはずです。
次に共沸についてです。
水・エタノールの混合液を加熱すると、液体よりエタノールの濃度の高い(水・エタノール混合の)蒸気となります。
この蒸気を集め、再度蒸留することを繰り返すことで徐々にエタノールの濃度を増やすことができます。
しかしエタノールの濃度が一定以上(96%以上)になると液体の水・エタノールの比率と蒸気の水・エタノールの比率が等しくなるため、蒸気を回収してもエタノールの濃度は上がりません。
これが共沸です。
そのため「エタノール濃度を96%以上に濃縮することはできない」となります。
http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/ohelabo/joryu/joryu …
http://irws.eng.niigata-u.ac.jp/~chem/itou/ice/i …
No.1
- 回答日時:
(2)になります。
ただし、蒸発の過程で水かエタノールのどちらかがなくなってしまえば、それ以降は残ったもののみが出てくるのは当然のことです。
(3)に関しては、はじめに96:4の混合物が出て来るということです。
水が多い場合でも、はじめに96:4の混合物が出て来て、エタノールがなくなれば水のみが出てきます。ただし、いずれも蒸留が理想的に進んだ場合の話で、現実には(加熱の状況によっては)完璧にそのようになるというわけではないと思います。
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