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水-メタノールの混合溶液を水とメタノールに完全に分離するにはどのような方法があるのでしょうか?

A 回答 (6件)

しばしば誤解されていますが、水と「メタノール」は共沸しません。

水と共沸するのは「エタノール」です。
そのため、理論段数が無限大の条件で蒸留が可能であれば、水とメタノールの完全な分離は可能です。
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あ、ほんとだ。

すみません。共沸するのはエタノールでした(^^;)
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普通に蒸留をしてもメタノールに少し水が混じってしまいます。

また、繰り返し蒸留を行ってもNO.3さんの言うように、共沸してしまうため共沸組成(メタノール約95%)までしか分離できません。しかし、共沸蒸留という蒸留を行えば純粋なメタノールを得られます。共沸蒸留とは次のようなものです。
成分AとBを分離したい時に、普通に蒸留を行えばある温度で共沸してしまいます。この温度を共沸温度といいます。完全に分離するには、この共沸温度よりもさらに低い温度でAと共沸するような成分Cを加え、AとCの混合物をBから分離します。ここでAは水、Bはメタノール、Cは例えばシクロヘキサンです。
ですから、蒸留塔に95%まで濃縮したメタノールをいれ、シクロヘキサンとともに蒸留することで水とシクロヘキサンの混合物が蒸気として出て行きます。塔底からほぼ純粋なメタノールが得られます。また、蒸気として出て行った気体を冷却し液体にすると、水相とシクロヘキサン相に分かれるので、この水相を別の蒸留塔で蒸留することで、純粋な水を得ることができます。シクロヘキサン相ははじめの蒸留塔に還流液として還流します。
こんな感じでOKです。分からないことがあれば共沸蒸留について調べてみてください。図を見たほうが理解しやすいと思いますので。
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蒸留法では共沸混合の問題で95%濃度のメタノールしか分離できませんね。

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こんばんは(^^♪



この場合なら、沸点の差を利用して蒸留にて分ければ問題ないと思います!!メタノールの沸点が64.7℃、水が100℃ということなので問題なく分留できると思います!!
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どの程度の量を分離するのか、コストを意識する必要があるのか、純度は必要かなどを無視した場合、思いつきですが


1)高速液体クロマトグラフィーにかける
 移動相を上手に選べば分離しそうな気がします。
2)多段蒸留
3)混合溶液に無水硫酸ナトリウムをいれて脱水したらメタノールだけ残る?
などが出来そうな気がします。

状況がつかめないので、これぐらいしか考え付きませんでした。
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