蒸留について

質問

２種類の化合物（高沸点Aと低沸点B）を蒸留します。
このとき、実験書によるとBが留出し終わると、温度計のメモリが下がる。

とあるのですが、
なぜ、温度計の目盛りが下がるのでしょうか？
（温度計は油浴中の温度計です。）
目盛りが下がることが留出が終わった印になるのでしょうか？

そして、今度は、Aを減圧蒸留するため、マノメーターを使いました。

マノメーターのコックをあけると、まだ沸点(減圧を考慮した際の沸点です）に達していないのに、
すぐにぶくぶく（沸騰しているのでしょうか？）してきました。

これはなぜでしょうか？コックを急に開けたりすると
突沸すると聞いたのですが、温度が（減圧を考慮した際の）沸点に達していなければ、そんなことは起こらないのでしょうか？

時間がありましたら、よろしくお願いします。

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

Bが留出し終わったときに下がるのは、蒸留容器内の温度計です。
仮に、油浴に浸かっている温度計（油浴の温度を測っている温度計）の温度が下がったとすれば、ヒーターによる加熱が弱まったと言うことであり、それは操作として不適切です。

蒸留容器内の温度が高くなるのは、気化したBの蒸気によって暖められているからです、このときの温度は、Bの沸点（ただし、容器内の圧力においての沸点）です。

Bがすべて気化して、受器の方に流れてしまった後は、温度計を暖める蒸気がなくなりますので、温度計の周囲は、外部からの自然冷却によって、温度が低下します。したがって、この温度の低下は留出が終わった印になります。

加熱を続けていくと、いずれAの気化が始まるでしょうから、そうなると今度はAの蒸気によって温度計が加熱され、いずれはAの沸点を示すはずです。

減圧蒸留に関しては誤解があるように思います。「マノメーターのコックを開けると」とありますが、減圧するためには、真空ポンプやアスピレーターなどとつないである必要があります。マノメーターは単に圧力を測るための道具です。真空ポンプ等と蒸留容器を接続しているコックが開けば内部が減圧されると言うことになります。
真空ポンプ等との間のコックを開いた直後に泡が出たとするならば、蒸留しようとしている液体に溶けていた微量の空気が出てきたか、あるいは混入していた低沸点物質（たとえば抽出溶媒の残り）が気化したものと考えられます。
なお、実験室で減圧蒸留するときには、しばしば蒸留容器に突沸防止用のキャピラリー（毛細管）を取り付けます。もしも、これを取り付けていたのでしたら、容器内部が減圧された結果、外部との圧力差が生じ、キャピラリーを通して空気等が入ってきますから、それが泡の正体と言うことになります。

お礼

温度計は、容器内の温度計・・・
この実験書の流れでは、油浴中の温度計と文脈上
取れてしまうので、不思議に思っていたのですが、
助かりました。

減圧蒸留の方で、低沸点物質が気化したものが
考えられるというのは、気がつきませんした。
ありがとうございました。
この可能性が高いと思います。

とても参考になりました。
ありがとうございました。