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気液平衡データ集(大江修造・著 )のWilson定数を使ってた多成分系の気液平衡を計算していますが、

例えば、メチルエチルケトン/2-プロパノール等のようにWilson定数が記載されていないものが多数あります。

大江先生の本以外にWilson定数を記した本、サイト、
あるいは、効率的なウイルソン定数を記した文献の調べ方を教えて下さい。

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A 回答 (1件)

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この回答へのお礼

ありがとうございます。
図書館等で探してみます。

お礼日時:2008/04/10 08:22

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Q2種類の液体の飽和蒸気圧

密閉した容器の中にA,Bという液体を入れたときの飽和蒸気圧ってどうなるのでしょう。

ドルトンの分圧の法則ってありますよね。
Aの蒸気圧が10kPaで、Bが20kPaだと、全圧は分圧の合計なので、A,Bが混ざっているときは30kPaになるんでしょうか。
それとも、混ざっている比率に応じて10kPa~20kPaの値をとるのでしょうか。

どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

こう考える方が、わかりやすいです。

ある、温度Tにおける、2種類の液体A,Bの混合液の蒸気圧はいくつになるか?

この問題を、解くには、このA,Bの2成分系が
  理想溶液   例 ベンゼン+トルエン
  非理想溶液  例 エタノール+水
の何れなのか?を調べる必要があります。

理想溶液を形成する2成分の場合、
ある温度Tにおける、
 Aの純物質の蒸気圧が10kPa
 Bの純物質の蒸気圧が20kPa
混合液中の
 Aのモル分率をx
 Bのモル分率を(1-x)
だと仮定すると、
 全圧は (10kPa*x)+(20kPa*(1-x))
になります。 

非理想系については、学問になりますので、キーワード
  ・2成分系
  ・気液平衡
 ・活量係数
 ・ウィルソン定数
  などで調べてみてください。

QAntoine式の定数について

今、化学便覧でAntoine式を使って蒸気圧の計算をしているのですが、
1,1,2トリクロロエタンのAntoine定数が、A=-24,B=-2.0,C=93となっており、
計算するととてつもない値になります。まともな値となる物質がほとんど
なのですが、他にもAが負の値の物は同じように変な値になるようです。
これらは特別な計算方法があるのでしょうか?
Antoine式:log(P/mmHg)=A-B/(C+t/℃)

Aベストアンサー

rei00さんのいわれるようにAntoine定数ではない
ようです。

http://www.globalfia.com/index2.html から LIBRARY をクリック
 Disassembly / Reassembly Instructions For Supported Capillary Membrane Sampler の Download (scms.pdf) 

に次の値がありました。
1,1,2-trichloroethane 6.95185 1314.41 209.2
これでどうでしょう?
ちなみに沸点 113.5℃を入れるとP=756.3mmHg
となりました。

Q粘度の単位換算について教えてください。

今接着剤の粘度について調べています。
粘度の単位でmPas, cP, cpsとありますが、cpsをmPas, cPへ変換する方法を教えてください。
もしかしてcpsとはcPasのことでしょうか?

Aベストアンサー

MKSとcgs系の記号の区別が紛らわしいのでご注意下さい。

〔MKS(m,kg,s)系の場合〕
圧力の単位:N/(m^2) =Pa(パスカル)
粘度(次元は 圧力×時間)の単位:Pa・s(パスカル秒)

〔cgs(cm,g,s)系の場合〕
圧力の単位:dyn/(cm^2)
粘度の単位:dyn・s/(cm^2) =P(ポアズ)

ここで、m=(10^2)cm、N=(10^5)dyn であることを使うと、
P = 0.1 Pa・s

したがって、
cP(センチポアズ)= 0.01 P = 0.001 Pa・s = mPa・s

cpsはセンチポアズの別表記法と思います(私としては、counts per second の方を連想してしまいますが、、)。

Qトルエンと水の混合溶液の沸点が下がるのはなぜですか?

普通混合物の沸点は、純粋な物質に比べてあがりますよね?ですが、トルエンと水の混合溶液の沸点は下がるそうです。どなたかこの理由が分かる方はおられませんか?よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

水とトルエンの共沸のお話ですね。
共沸について以前回答したことがあるので、それを転載させて戴きます(但し、一部変更)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1662272

   ~~~~~~~~~~~~~~

「沸騰」は、「その液体の蒸気圧が、まわりの圧力(大気圧など)よりも大きくなることで、液体の表面以外からも気体になる現象」です。

つまり、大気圧下での水の場合、100℃では1気圧を超えるため沸騰し、それより低温では1気圧に満たないので蒸発しかしない、ということになります。
(蒸気圧が0だと、蒸発もしないことになります)

一方、水以外の液体も、水と同様に蒸気圧を持っています。
その液体が水と混和した場合、その混合液は「水の蒸気圧」と「もう一方の液体の蒸気圧」を持つことになります。

ここで、仮に90℃において、水の蒸気圧が0.9気圧、もう一方の液体(A)の蒸気圧が0.1気圧だったとします。
すると、両方の合計は1気圧となるため、この混合液は「水:液体(A)=9:1」の比率の混合気体として沸騰することが可能になるのです。

このように、一般的な「共沸」では「混合液体のそれぞれの蒸気圧の和(合計)が周りの圧力を上回った」場合に起こる現象なので、それぞれの沸点よりも低い温度に「共沸点」を持つことになります。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E7%95%99

水とトルエンの共沸のお話ですね。
共沸について以前回答したことがあるので、それを転載させて戴きます(但し、一部変更)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1662272

   ~~~~~~~~~~~~~~

「沸騰」は、「その液体の蒸気圧が、まわりの圧力(大気圧など)よりも大きくなることで、液体の表面以外からも気体になる現象」です。

つまり、大気圧下での水の場合、100℃では1気圧を超えるため沸騰し、それより低温では1気圧に満たないので蒸発しかしない、ということになります。
(蒸気...続きを読む

Q蒸留塔について

蒸留塔における理論段数Nは小さいほど
装置の性能が良いとのことですが
還流比Rを大きくすると理論段数はどう変化して
装置の性能はよくなるのでしょうか?悪くなるのでしょうか?

大学の学生実験で、還流比を大きくすると
理論段数は小さくなるという結果が得られたので
還流比が大きいほど分離の性能がよくなるのだと思ったのですが・・・

H.E.T.P(height equivalent to a theoretical plate)を考えると、
理論段数が小さいほどH.E.T.Pの値は大きくなりますよね?
H.E.T.Pの値が大きいと装置の性能が悪くなるのだと思ったのですが
それでは先ほどの予想と矛盾しているように思えるのですが・・・。

還流比と装置の性能の関係について教えていただきたいと思っております。
また、間違っているところがありましたら指摘していただけると幸いです。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 確かに混乱が生じていますね。一度基本から整理した方がいいと思います。
 ある決まった分離をしたい場合に必要な理論段数は、成分の物性(相互の気液平衡関係)と組成で決まります(実際には圧力が変わると気液平衡関係も変わるので、圧力はほぼ一定にできるものとします)。化学工学の教科書などでフェンスケの式を調べてみて下さい。この式で与えられる最少理論段数というのは、これ以下の理論段数では決して目的の分離はできないという下限値です。
 ただ、フェンスケの式は全還流状態でのことであり、これではいつまでたっても留分は得られません。そこである有限の還流比で留出するわけですが、そうすると必要な理論段数は大きくなります。ギリランドの相関を調べて下さい。これを見ると、還流比と必要理論段数は負の相関にあります。この意味は、成分の分離の仕方を固定した場合には還流比が大きいほど理論段数は少なくて済む、つまり充填物の高さや棚段の段数が少なくて済むということです。
 一方、ある高さに充填物を詰めた蒸留塔で成分の分離をする場合、還流比を大きくすると充填物に降り注ぐ液の流量が増えて気液間の物質移動が促進されるため成分の分離がよくなります(もちろん液流量はどこまでも増やせるわけではなく限度はあります)。このときHETPは小さく、理論段数は大きくなっています。

 確かに混乱が生じていますね。一度基本から整理した方がいいと思います。
 ある決まった分離をしたい場合に必要な理論段数は、成分の物性(相互の気液平衡関係)と組成で決まります(実際には圧力が変わると気液平衡関係も変わるので、圧力はほぼ一定にできるものとします)。化学工学の教科書などでフェンスケの式を調べてみて下さい。この式で与えられる最少理論段数というのは、これ以下の理論段数では決して目的の分離はできないという下限値です。
 ただ、フェンスケの式は全還流状態でのことであり、...続きを読む

Q気化熱と蒸発潜熱

両者の違いが分かりません。
どなたか教えてください。できれば今日中に…

Aベストアンサー

確か同じものですよね。

気化熱は潜熱の一種です。
潜熱というのは物体の相が変わるために必要な熱量のことで、
固相←→液相(融解、凝固)のときを融解潜熱、
液相←→気相(蒸発、凝縮)のときを蒸発潜熱、
固相←→気相(昇華)のときを転移潜熱というわけです。

Q熱交換の基礎式を教えてください。

熱交換器における基礎式を教えてください。
蒸気と水での熱交換を行う際に、入口温度と出口温度の関係、
それに流速等も計算のデータとして必要なんだと思うんですが、
どういう計算で熱量、流速を決めればいいのか熱力学の知識がないので
分かりません。
いろんな書籍を買って勉強していますが、難しくて分かりません。
それに独学ですので、聞ける人がいなくて困っています。
どなたか、簡単に熱交換の基礎式などを教えてください。

Aベストアンサー

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2種類有る。
 L:伝熱面厚み
 kav:伝熱面の熱伝導率の異種温度の平均、熱伝面内外で温度が異なり、温度によって変化する熱伝導率を平均して用いる。
 hは、流体の種類や流れる速さ(主な指標はレイノルズ数)によって変化します。
 hsは、どの程度見積もるか、、、設備が新品ならZeroとしても良いのですが、使い込むとだんだん増加します。
 更には、Aも円管で厚みが有る場合は、内外を平均したり、Δtも入り口と出口の各温度差を対数平均するとか、色々工夫すべきところがあります。

>冷却管はステンレス製(SUS304)です。
 →熱伝導度の値が必要です。
>冷却管の中の水の温度は入口が32℃で出口が37℃です。>流量は200t/Hr程度流れております。
 →冷却水が受け取る熱量は、200t/Hr×水の比熱×(37-32)になります。この熱量が被冷却流体から奪われる熱量です。=Q
>冷却管の外径はφ34で長さが4mのものが60本
>冷却管の外径での総面積は25.6m2あります。
 →冷却管の壁厚みの数値が計算に必要です。
 伝熱面積も外側と内側を平均するか、小さい値の内側の面積を用いるべきです。

 まあしかし、現場的な検討としては#1の方もおっしゃっているように、各種条件で運転した時のU値を算出しておけば、能力を推し測る事が出来ると思います。
 更には、熱交換機を設備改造せずに能力余裕を持たせるには、冷却水の温度を下げるか、流量を増やすか、くらいしか無いのではないでしょうか。

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2...続きを読む

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。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
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。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q潜熱、比揮発度@蒸留計算

蒸留工程での収支を計算する際に用いる、潜熱、比揮発度とは何ですか?

Aベストアンサー

こんにちは.当方,化学工学を専攻する大学院生です.
以下,理解している範囲でお話させていただきます.

>潜熱について

液を加熱していくと,やがて沸点に達しますが,さらにガスの温度を上げるには,ある一定以上の熱エネルギーが必要です.
すなわち,加熱し続けているのにも関わらず,温度が上がらない期間が存在します.この期間(まるで潜んでいる?!)に費やされる熱量を潜熱といいます.
概念自体は,中学理科にて既習かと存じます.

>比揮発度について

分離のしやすさを数値で表したものを分離係数と言い,特に蒸留操作における分離係数のことを比揮発度といいます(単位操作により分離係数の呼び名が異なる).
すなわち,蒸留のしやすさを数値で表したものが比揮発度です.

教科書では,平衡比Kの差を分数で表わしたものを比揮発度αとして定義しているかと思います.
平衡比は,蒸発のしやすさを表しており,平衡比大→沸点低→蒸気圧大(揮発性大)の関係があります.
したがって,比揮発度とは混合物を構成する成分の蒸気圧(揮発性)の差を分数で表したもの,ということになります.
ふつう,比揮発度の分子に低沸点成分の平衡比,分母に高沸点成分の平衡比がきます.

そう致しますと,比揮発度が1より大きければ大きい程,分離成分間の蒸気圧差が大きく,蒸留で分けやすい,ということになります.
一方,比揮発度が1の場合,分離成分間の蒸気圧に差がない,ということになり,蒸留による分離は理論的に不可能,ということになります.
(不純物を添加して蒸気圧差を生成させることは可能)

今のは蒸留プロセスに限ったお話ですが,分離係数を用いることにより,ある分離対象物質における最適な分離プロセス(抽出,吸収,晶析,吸着等)を選定することができます.
分離係数の高いプロセスほど,分離を行いやすいといえます.
ただし,実際に適用されるかどうかについては,生産性,コスト,環境,操作の得手・不得手等によるでしょう.

訂正等ございましたならば,宜しくご指摘いただけると幸いです.

最後までお読みいただき,ありがとうございました.

こんにちは.当方,化学工学を専攻する大学院生です.
以下,理解している範囲でお話させていただきます.

>潜熱について

液を加熱していくと,やがて沸点に達しますが,さらにガスの温度を上げるには,ある一定以上の熱エネルギーが必要です.
すなわち,加熱し続けているのにも関わらず,温度が上がらない期間が存在します.この期間(まるで潜んでいる?!)に費やされる熱量を潜熱といいます.
概念自体は,中学理科にて既習かと存じます.

>比揮発度について

分離のしやすさを数値で表した...続きを読む

Q混合溶液の蒸気圧とモル分率

ある温度で理想気体となる、2成分からなる混合溶液の蒸気圧を求めたいのですが、気になる点があるので、教えていただけたら幸いです。

今わかっていることは、各成分の分子量、理想気体となる温度での各成分の蒸気圧です。自分なりに考えて、ラウールの法則で答えを求めたのですが、問題として求められていることは『2成分が等重量のときの溶液の蒸気圧』です。この『等重量』というところに引っかかります。ラウールの法則だと、特に重量は関係してこないと思うのですが、ただ単にラウールの法則を用いるだけでは、答えは求められないのでしょうか。

また、モル分率に関しても、きちんと理解できているか不安なので、教えていただけたらと思います。
例えば『ベンゼンとトルエンの混合液』の場合、ベンゼンの分子量は 78、トルエンの分子量は 92 だと思うのですが、ベンゼンのモル分率は 78 / (78+92) で正しいでしょうか。それとも、このモル分率を求める際に各溶液の重量が関係してくるのでしょうか。

よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

(1) Benzene/Toluene no Toujuryo deha
ex. 100g Benzene = 100/78 mol=1.282 mol
100g Toluene = 100/92 mol=1.087 mol

Total mol = 2.369mol
mol%(Benzene)=1.282/2.369=0.541=54.1
mol%(toluene)=1.087/2.369=0.459=45.9

(2) Toujuryo o mol% ni naosu koto ga mondai
desu yo.
Good luck from Swiss !


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