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こんにちはo(^_^)o

mik********さん

2017/3/3012:00:05

こんにちはo(^_^)o

写真は水-エタノール系の1atmにおける沸点-組成図ですo(^_^)o

「エタノール含量が0.89より少ない混合溶液を分留すると、低沸点成分はエタノール0.89の共沸混合物となり、高沸点成分は純粋な水である。
エタノール含量が0.89以上の組成の混合溶液を分留すると低沸点成分は共沸混合物になるが、高沸点成分は純粋なエタノールとな
る。」(*^_^*)

この文章がさっぱり分かりません( ; _ ; )/~~~

わかる方がおられましたら、解説して頂けませんでしょうか( ; _ ; )/~~~

エタノール含量,共沸混合物,低沸点成分,高沸点成分,組成,エタノールモル分率,液相線

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ベストアンサーに選ばれた回答

pla********さん

2017/4/109:32:40

エタノールのモル分率0.2の溶液を低温から加熱すると0.2からの垂線が液相線とぶつかるほぼ82.5℃のところで気化が始まります。
その時、出てくる蒸気は82.5℃で引いた水平線と気相線がぶつかるところで、エタノールのモル分率がおよそ0.55のところです。

ここでこの蒸気を液化させればエタノールモル分率0.55の液体が出てきます。その液を加熱すれば、そこでの垂線が液相線と交わる約80℃気化が始まります。蒸留塔なら、出てきた液を連続的に再びこれを気化させます。簡単なイメージでは、蒸留で取れてきた微量の沸点80℃の液をまた蒸発させます。すると大雑把ですが、グラフからエタノールのモル分率0.7位の蒸気がでてきます。

しかしエタノール0.89より小さな溶液を蒸留して、上記の操作を繰り返しても、
液相線交点→水平線→気相線交点→気相凝縮(垂線)→液相線交点→水平線...
と段々をたどり、図からあきらかにエタノール(低沸点溜分)のモル分率は0.89以上にはなれません。

一方、エタノールモル分率=0.2のところで昇温しつづければ、この垂線は液相線と気相線に挟まれたところに入っていきます。ここで水平線を引き、気相線にぶつかったところが気相組成、液相線とぶつかったところが液相線組成になります。最終的に0.2の垂直線が気相線にぶつかるのがほぼ95℃のところで、この時気相はエタノールモル分率がほぼ0.2であり、ここで水平線を引いて液相線にぶつかるところが液相組成に対応しますが、ほぼ水(高沸点溜分)になっていることがわかります。ここでとれた微量液相を再び加熱して液相をとれば結局水がとれます。

さて今度はエタノールモル分率0.89より大きい溶液を蒸留すると、図では液相線と気相線が重なってはっきりしませんが、狭い範囲でも上記と同じ論理で、高沸点溜分側に行けば純エタノールにいたり、低沸点側にいけばエタノールモル分率0.89の混合物にいたります。

質問した人からのコメント

2017/4/4 13:59:17

分かりやすかったです*\(^o^)/*

ありがとうございます♪( ´▽`)

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