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この前授業で蒸留をやりました。
そのなかでわからないところがあるのですが、温度計で
はかる場所は、蒸気のある場所と言われました。
加熱している液体が蒸発して蒸気になるのだから、
別に液体そのものを計ればいいと思うのですが、
なんでですか?

A 回答 (5件)

液体の中に、温度計を突っ込んで測定してはいけないという、極端な例を説明します。



特定のある力における沸点測定(蒸気圧測定)の場合、沸騰している液体の中に、温度計を刺し込んで温度を測るのは2つの理由で、正確でないと言われています。
1:加熱源が近くにいる事による superheating
2:hydrostatic pressure.
  温度計の先端は、液の深さの分、気相部よりも圧力が高くなっていて、
  その分、高い温度で沸騰します。
  実際に蒸気圧を測定している、気相部の圧力に対応する沸点温度よりも
  高い表示になってしまう。

かといって、小さな装置では、気相部の温度測定は、放熱ロスなど誤差が大きいので
蒸気のある場所の液体の温度を測るのがBESTです。
その為には、Cottrell pump で、still(釜)の液を空間部へ強制循環し、その泡と液の混合物を温度計に吹きつけで、液深ゼロの温度を計測するのが最も正確と言われています。

常圧蒸留なら影響は少ないですが、高真空の減圧蒸留では、液深の影響は大きいです。

下記url(googleで、Vapour Pressure Cottrell pump)を検索すると、OECD の ガイドラインM00035752.pdf がヒットします。
この中に、Cottrell pump の絵が出ています。

ここまでは、蒸留工学の説明。

一般の有機化学などの場合は、枝付きフラスコやk字管のの枝の取り出し部分に、温度計の球をセットしなさいと言うことになっていますね。
入学試験的にはそういう、回答が求められるのかも知れないけど、あんな所でガス温計っても、保温ロスが大きくて意味が無いと思う。
別な見方をすれば、実用的には、保温ロスのおかげで、分縮しており2段目の液温を計測していますと言えるかも知れない。

参考URL:http://www.google.com/search?num=30&hl=ja&inlang …
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「何」に温度を使いますか


「蒸留器」の形状は
蒸留物の熱分解等の特性は.わからなければ.蒸留した物の名称と濃度
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 「蒸留」とは『溶液を部分蒸発させ蒸気を回収して残留液と分離する操作』です(「理化学辞典 第5版」(岩波)より)。



 つまり,「蒸留」で欲しいものは蒸気の方です。ですので,蒸気の温度を測るわけです。蒸気の温度を測る事で,目的化合物が出ているかどうか,純度が高そうかどうか,などを知る事が出来ます。

 「蒸留」とは事なりますが,溶液あるいは固体として残る化合物が必要な場合は,均一な加熱,安定した加熱,不要な温度上昇を避ける,などを目的として,加熱浴や溶液の温度を測定します。
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私は仕事柄、 減圧下で蒸留、脱溶剤をしますけど、


温度調節は 外温のバスで調整します。
温度計は バス  内液  蒸気の出る部分に3個入れてます。

一例ですが、IPAが混じった液で、ほぼ真空で60℃で
脱溶を行うと、内液は沸騰してますが、35℃しか有りません。 フラスコの大きさに因りますが、フラスコ出口の
蒸気も40℃以下です。

常圧の場合も、気化の際に冷えて、液温が低めに出るから
からだと思いますが?

IPAが フラスコ内からすべて飛ぶと、液温とバス温は
ほぼ同じになります。

参考までに。
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液体そのものは100℃を超えてしまうからじゃないでしょうか。

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