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揮発性

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アセトンは沸点５２℃で常温で高い揮発性があると教科書に書いてあります。揮発性とは気体になることですよね？それなのに52℃が沸点とはどういうことですか？

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A 回答 (4件)

No.3ベストアンサー

  • 回答日時：

沸点というのは、もちろん「その液体が沸騰する温度」なわけですが、この「沸騰」というのは、「その液体の蒸気圧が外圧(大気圧)以上になることにより、液体表面だけでなく、液体内部からも気化が起こっている状態」のことをいいます。



http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%CA%A8 …

逆に、液体の蒸気圧が大気圧未満の場合は、液体の表面からしか気化できません。
この気化が「蒸発」で、それが常温で起こる場合を特に「揮発」といいます。

http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%B4%F8 …


アセトンなどのように「揮発性が高い」といわれる液体は、大気圧未満とはいえ、それなりに高い蒸気圧を持っているため、沸点より低くても、液体表面からどんどん蒸発(揮発)していきます。
一方、温度が上がって沸点に達すると、今度は液内部からも気泡として気化する、つまり沸騰するというわけです。
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No.4

  • 回答日時：

一般的に液体には飽和蒸気圧というものがあり、その圧力に達するまで液体は蒸発して気体になります。


水たまりが乾くのは、水が蒸発しているからです。
湿度何％というのは、飽和水蒸気圧に対してどのくらいの割合の水蒸気が空気中に存在するかを示しています。
アセトンの場合は、常温だと200mmHg程度の高い飽和蒸気圧を持っています。
水の場合は20mmHg程度です。
飽和蒸気圧が気圧(通常は760mmHg)と等しくなる温度が沸点です。
アセトンの場合は52℃、水の場合は100℃で飽和蒸気圧が760mmHgになります。
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No.2

  • 回答日時：

沸点以下の温度でも液体が蒸発（気化）することは、No.1のご回答の例からわかると思います。



さらに付け加えるならば、沸点が低いほど蒸発しやすいと言えるます。また、気化するのに必要なエネルギーは物質によって異なっており、それが小さいものほど少ないエネルギーで気化する、すなわち気化しやすいということが言えます。
ちなみに、同じ重さの水と比較した場合に、アセトンを気化させるのに必要なエネルギーは４分の１以下ですので、かなり気化しやすいと言えるでしょう。
「高い揮発性がある」という記述は、こういった事実に基づいているわけです。
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No.1

  • 回答日時：

分かりやすいように、逆に質問者さんにお聞きしますね。



水は１００度で沸騰します。
でも干してある洗濯物は１００度にならなくても乾きます。

どういう事でしょうか？
考えてみて下さい。
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Q有機溶剤の蒸発速度

　有機溶剤の蒸発速度が分かる書籍かデータベースを探していますが、
良い物が見つかりません。
　良い物が有りましたらお教え下さい。
　溶剤の揮発をシュミレート出来るソフトが有ればそれも教えていただきたいです。

Aベストアンサー

長期の外出で遅くなりました。

＞欲しいデータはある溶剤に対して同じ条件での相対的な乾燥速度が解れば嬉しいです。

でしたら、＃1でご紹介した本の中の溶剤一覧表に「飽和蒸気圧＠20℃」の項目が一番参考になると思います。
飽和蒸気圧が大きい方が乾燥が早いですよね。

沸点より、さらに如実に乾燥速度を反映していると思います。

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Q蒸気圧ってなに？

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか？具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は０ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ（おおよそ、0.02気圧程度）の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
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ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は０ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ（おおよそ、0.02気圧程度）の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

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最近水より酢酸は揮発性が高い事を知りました。
そこで調べてみましたが、物質揮発性を示す法則はわかりませんでした。
良ければ物質が揮発性を持つ原理から教えていただけると嬉しいです。

高校生ですので高校の範囲はわかります

Aベストアンサー

水と酢酸の関係はちょっと複雑なようですが、揮発しやすさの本質は、沸点の低さにあります。

液体中の分子は軽ければ軽いほど、そして互いの分子間力が弱ければ弱いほど、液体から抜け出て蒸発・揮発しやすくなります。
例えばエタノールは揮発しやすい液体の代表でしょうが、分子量は32、沸点は78度です。これに対し揮発しにくい液体、例えばサラダ油なんかは、成分の分子量は数百くらいあり、沸点は300℃くらいはあるようです。お皿にサラダ油を引いて置いたらいつの間にか揮発して皿が乾いていたなんて話は聞いたことありませんよね？　勿論揚げ物をするときは揮発して、換気ダクトの綿にこびりついて掃除が面倒なわけですが。
こんな風に、基本的には分子量が大きいと沸点が高くなり、おのずと揮発もしにくくなります。

さて、水の揮発性についてですが、酢酸より小さい分子で、また沸点も100℃と、酢酸の118度より低いので、これだけの情報からは、水のほうが揮発しやすいという結論が導かれます。しかし、液体が空気中へと揮発するときは空気から液体への出戻りも考えなければいけません。（平衡の概念のところで習ったと思います）水はもとから空気中に結構存在するので、空気中にほとんど存在しない酢酸よりも、出戻りが多い分、揮発速度が下がるのだと思います。

ということで、揮発性は、沸点の高さ（分子量の大きさと言い換えても良い）で原則として整理可能である。ただし、もとから空気中に存在している水などは、例外的な傾向を示す。というのが端的な答えになると思います。

参考URL：http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6280229.html

水と酢酸の関係はちょっと複雑なようですが、揮発しやすさの本質は、沸点の低さにあります。

液体中の分子は軽ければ軽いほど、そして互いの分子間力が弱ければ弱いほど、液体から抜け出て蒸発・揮発しやすくなります。
例えばエタノールは揮発しやすい液体の代表でしょうが、分子量は32、沸点は78度です。これに対し揮発しにくい液体、例えばサラダ油なんかは、成分の分子量は数百くらいあり、沸点は300℃くらいはあるようです。お皿にサラダ油を引いて置いたらいつの間にか揮発して皿が乾いていたなんて話は聞い...続きを読む

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Q揮発は何故起こる

　昔から疑問に思っていたのですが、常温で液体が気化する揮発は、何故起こるんでしょうか？インターネットでも調べてもたのですが、なかなか答えを見つけることが出来ません。自分は中学生なので、科学的な知識無しで説明お願いいたします。

Aベストアンサー

「沸騰」は液体の内部から気化する現象です。これは、沸点以上でないと起こりません。

で、「蒸発」は液体の表面で気化する現象です。これは、温度に関わらず常に起こっています。なお、気体が液化する「凝縮」という逆の変化も、温度に関わらず常に起こっています。

蒸発という現象を正しく理解するには、まず「平衡」という現象についての理解が必要です。専門用語になりますが、これだけは我慢して覚えてください。

表面にある液体分子は、気体分子となって飛び立つことが容易であり、また気体分子は液体に戻るのも容易です。つまり「可逆性」があります。

このような可逆な反応では、反応物と生成物の割合は常に一定になろうとします。難しい書き方をすれば、エネルギー的に釣り合った状態になろうとします。これが平衡という現象です。

平衡では、その比率が完全に０：１０や１０：０になることはありません。例えば、１：９や、２：８というような、必ず中途半端な比率になります。液体と気体の濃度の比率も、必ず中途半端な値になります。この割合は「平衡定数」と呼ばれます。

w-palace さんのおっしゃる「2%の水蒸気」とは、平衡状態における水蒸気の濃度のことですね。室温の水の場合、水と水蒸気はこの比率で一定になるのです。

蒸発や凝縮という現象が起こるのは、この平衡状態が壊れたときです。例えば、乾いた空気を水の表面に吹き付けると、表面の水蒸気濃度が下がってしまいます。すると、再び安定な水蒸気濃度に高めようと、気化が起こります。いわゆる揮発ですね。逆に、もし湿った空気を吹き付ければ、表面の水蒸気濃度が上昇するため、凝縮が起こります。

擾乱があった場合、必ず釣り合いの取れた状態に向かうのですね。これが、気化や凝縮の正体です。

なお、もしよければ、参考 URL にある過去ログの私の回答もご覧ください。わからない点がありましたら補足いたします。

ちなみに、No.3 の方の認識は不十分です。エントロピーだけではこの現象は説明できません。エンタルピーも考慮する必要があります。つまり、ギブスエネルギーで議論しないといけません。

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=346035

「沸騰」は液体の内部から気化する現象です。これは、沸点以上でないと起こりません。

で、「蒸発」は液体の表面で気化する現象です。これは、温度に関わらず常に起こっています。なお、気体が液化する「凝縮」という逆の変化も、温度に関わらず常に起こっています。

蒸発という現象を正しく理解するには、まず「平衡」という現象についての理解が必要です。専門用語になりますが、これだけは我慢して覚えてください。

表面にある液体分子は、気体分子となって飛び立つことが容易であり、また気体分子は...続きを読む

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Q水の蒸発速度について

熱平衡、T℃、大気との接触面積A、の条件下でビーカーに入っている
体積Vの水の蒸発速度を求めるにはどうしたら良いのでしょうか？
或いは水の残りの量によって蒸発速度は異なるのでしょうか？
このための式などがありましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
ここで水の表面に垂直にx軸をとりますと、x軸に垂直な平面dFをdt時間に通過する水蒸気の質量dmはFickの拡散法則により、
dm=D(dρ/dx)dFdt...(1)
となります。こうした条件でならFickの式が蒸発速度を決めるのです。水の体積や残りの量には依存しません。ここでDは拡散係数で温度と空気の圧力に依存します。空気中の水蒸気分圧eは、
e/ρ=RT/18...(2)
となります。但し水の分子量を18でいれているので、ρはg/ccの単位です。
(2)から
dρ/dx=(18/RT)(de/dx)...(3)
ですから(1)は
dm=D(18/RT)(de/dx)dFdt...(4)
となります。
蒸発が定常的としたので、このdmがまさに水の表面dFの部分からdtの間に蒸発する水の質量に等しくなります。蒸発速度をVとすれば、V=dm/(dFdt)ですから、
V=D(18/RT)(de/dx)...(5)
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D=0.241(T/288)^(1.75) (760/P) cm^2/s (Pは空気圧をmmHgで測定)
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Vを計算するには分圧の勾配de/dxが必要ですが、私が見たことのある古いデータでは26℃でde/dx≒5.8 mmHg/cm程度でした。D≒0.24とすれば、V=5-6 mg/cm^2/hになります。新しいデータはお確かめ下さい。

水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
ここで水の表面に垂直にx軸をとりますと、x軸に垂直な平面dFをdt時間に通過する水蒸気の質量dmはFickの拡散法則により、
dm=D(dρ/dx)dFdt...(1)
となります。こうした条件でならFickの式が蒸発速度を決めるのです。水の体積や残りの量には依存しません。ここでDは拡散係数で温度と空気の圧力に依存します。空気中の水蒸気分圧e...続きを読む

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Q溶剤の蒸発速度の概算方法

溶剤の蒸発速度の概算方法
ある揮発性有機溶剤の蒸発速度を概算したいのですが、以下のような計算式で問題ないでしょうか？
（気流による溶剤表面の熱交換の影響は考えないものとした場合。）
N=DP/RTL*(1-α/100)

N(mol/s・m^2):蒸発速度
D(m^2/s)：溶剤の相互拡散係数
P(Pa)：溶剤の蒸気圧
R(J/Kmol)：気体定数
T(K)：温度
L(m)：溶剤蒸気拡散距離
α(%)：湿度

環境の湿度の影響をどう考えれば良いかそこもアドバイス頂ければ幸いです。
基本的には、ある温度を基準に温度が変化した場合に、どの程度蒸発速度が変化するのか概算できればと思っています。

ご教授のほどよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

なぜここに「湿度」が？
また必要なのは、「溶剤の蒸気圧」ではなくて、「溶剤の飽和蒸気圧」でしょうね。
さらに、
>気流による溶剤表面の熱交換の影響は考えない
「熱交換」の影響もあるでしょうが、気流による接触空気の「移動速度」の方が大きく効きますよ。
再度モデルを作り直すことをお薦めします。
なお、化学工学ちゃんと習っていますよね？

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Qなぜ１００度になっていない水も蒸発するのでしょうか？

中一の子供に
「水は１００度で蒸発するって習ったけど、部屋や外に置いてある水が、沸騰してないのに、ちょっとずつ蒸発してるのはなんで？」
と聞かれました。
どなたか中学生にもわかるように、説明していただけるかたいらっしゃいませんでしょうか！（自分もそういわれると、気になってしょうがなくなりました・・笑）

Aベストアンサー

　「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか？　どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△％程度です」などという表現をすることもあります。

　この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

　さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない（氷にはならない）けれど、完全に切り離されてばらばらにもならない（水蒸気にならない）状態にある水の「分子」の集まりです。この集まりの中には、ちょっと"元気な"分子もいて、中には空気中に飛び出してしまうものがあります。一方、空気中の水蒸気の中にはちょいと"元気"がなくなって、"おとなしくしている水"の仲間に加わるものもあります。

　このような性質を持つ水を、空気といっしょに密閉容器に半分くらい入れて温度が一定の状態に保ってみましょう。最初は水蒸気がなかった、つまり完全に乾燥した空気があるとします。初めのうちは、水の中の"元気者"がどんどん出て行って空気中に広がり、湿度が上がっていきます。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるので、そのうち容器の中の空気は水蒸気でいっぱいになってしまいます。湿度100％です。こうなってしまうと、後は、ちょいと"元気がなくなって"水に戻る分子と"元気よく"水から飛び出す分子の割合が等しくなって、見かけ上何も変化が起こらなくなります。

　密閉容器の場合は、上記のようになりますが、水が部屋や外にある場合は、空気は大量にありますしどんどん入れ替わりますから、周囲の空気の湿度が何かの理由で100％にならない限り、水からは分子が逃げ出す一方になります。そのために、からっとした季節には、雨上がりにあった水たまりがいつの間にか蒸発してなくなったり、洗濯物がよく乾いたりするわけですね。逆にじめじめした季節には乾きが悪くなります。

　ちなみに、水は１気圧のもとで100℃で沸騰します。このときも蒸発は起こっていますが、水の表面ではなくて内部でいきなり気体になる（この現象を「沸騰」と呼んでいます）分子の方が圧倒的に多くなるので、目立たなくなります。

（"元気"のような擬人的な表現を使いましたが、本来は"運動エネルギー"のような物理用語を使わなければいけません。中学生にもわかるように、ということですので、敢えて"禁断の"表現法を使いました。）

　「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか？　どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△％程度です」などという表現をすることもあります。

　この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

　さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない（...続きを読む

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Qエクセル　STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
（例）
セルA1～A13に1～13の数字を入力、平均値＝７、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
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では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか？統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても（例えばクラス全員というような）、その背景にさらならる母集団（例えば学年全体）を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1（STDEV）かn（STDEVP）かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
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溶媒を満たしたプールから一時間当たりに蒸発する溶媒（今回はメタノール）の予測量を知りたいのですが、どのように求めることができますでしょうか？

条件としては
気温 30℃程度で屋内大気開放系です。
湿度は特定できません。
プールは W 100cm L 100cm D 30cm
溶媒はメタノールで溶質は数種類の塩が5%未満です。

Aベストアンサー

この条件では蒸発速度を予測することはできません．
蒸発速度を左右する一番の要素である，プール液面付近での空気の動きが予想できないからです．屋内といっても実際には空気は動きます．空調でも使っていれば間違いないですし，そうでなくても気温変動等に伴う対流は避けようもありません．したがって，実際の現場でモデル実験をするのがもっとも適切ということになります．
なお，一般的にこのような蒸発の速度は蒸気圧，拡散定数，液面上の定在層厚で決まると大雑把には考えられます．一般的には定在層厚を予測するのは困難です．

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Q蒸発速度・蒸発量

蒸発速度についていくつか質問があります。

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先ほど載せたトルエン240という数字は何度での値とか決まっているのでしょうか？

もちろん、蒸発速度の算出には周囲温度や境界面での風の流れなどいろいろなファクターが起因することは分かっているのですが・・・。

また、沸点を超える周囲温度になったら、蒸発速度は一気に速くなるのでしょうか？

Aベストアンサー

＞何度での値とか決まっているのでしょうか？

調査された資料に条件が書いてなければ、常温（例えば23℃付近）の条件と思います。

蒸発速度比の測定方法は、たとえば　ASTM　D　３５３９－８７　標準試験法　で規定されています。

＞沸点を超える周囲温度になったら、蒸発速度は一気に速くなるのでしょうか？

試験方法によりますね。試料の初期温度を周囲温度にしてから測定をはじめるなら一気に気化するでしょう。試料の初期温度が常温ならば、徐々に気化速度が上がります。

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