固液平衡図

固液平衡図において、Bの質量百分率が50%になるように10度で混合した混合物がある。この混合物を50度まで上昇した後に10度まで温度を下げた。最初の状態との違いについて答えよ。

No.1 回答者： Zincer 回答日時： 2016/12/26 19:11

最初の状態が

＞Bの質量百分率が50%になるように10度で混合した混合物
「Bを50wt%含む固体(粒でも塊でよい)」としておきましょうか？

＞この混合物を50度まで上昇した
均一な液相の出来上がり

さて、ここからが本題。状態図とにらめっこしながらイメージしてください。
徐々に冷却していくと
１．２８℃付近（液相線と50wt%の交点）になると、固体（おそらく粉末状）が析出し始めます。
※不思議なことに、この固相は融点が高い方の純物質Bです。
この結果、液相の温度の低下に伴って、Bの濃度は低下します。
これが液相線となって表れています。

閑話休題
通常の分離操作であれば、１３℃付近になる前に冷却をやめて、純物質Bを濾別したくもなりますね。

２．さて本題に戻って、先ほど「１３℃付近」と書きましたが、ここでまた不思議なことが起きます。
左側の物質と物質Bが同時に析出しはじめます。（これを「共晶」といいます。）
そして、全部析出するまで（要するに全部が固相になるまで）温度は一定になるのです。

＞10度まで温度を下げた。
これ以降は、析出した固相の温度を下げているだけですので、なにも起きません。

＞最初の状態との違いについて答えよ。
あとは、質問者さんがこの状態をどう見るかです。

攪拌等の混合操作をしていないならば、通常固相の方が比重が大きいですから、下の方に純物質Bが沈んでいることになります。
共晶を始めた１３℃で、ともに析出している固相の分離はかなり困難と言わざる負えません。
（攪拌操作によって、析出した粉体を混ぜてしまえば元の木阿弥ということです。）

以上、ご参考までに。

この回答へのお礼

ご丁寧にありがとうございます。
参考にさせていただきます。

お礼日時：2016/12/27 00:20