蒸留について

質問

学校でメタノールの蒸留の実験をやったのですが、100mlのメタノールを使って蒸留したのに、実験の結果、初留と本留と残留の量をたしても、100mlよりも低い値になってなってしまいました。どうしてなのか理由がわかりません。また、蒸留終了のが目安が、温度が下がった時と先生に言われて、ここの過去ログを読んだのですが、イマイチ理解が出来ませんでした。どなたか教えて下さい！

回答No.4

kikero · ベストアンサー

足して100%にならない理由は既回答者の皆さんのおっしゃるとおりですので、温度が下がったところが終了目安の理由についてのみ書きます。

　温度は蒸留装置の上部、気化したものが冷却される直前で測定します。
　蒸留が終わりになり、下部から上がって来る物が無くなると。温度計に熱を伝えられなくなるので、温度計感温部は室温に向かって下降し始めます。
　下降の程度は、蒸留温度が高い（室温との差が有る）ほど急激になります。

お礼

先生が言った考察の要点の中には、「温度が下がったところが終了目安」の理由も大事だ！
と、言われたので大変参考になりました！ありがとうございます。

回答No.5

takkochan

大方答が出ていますが・・・・

No.3さんの回答で、
>（たしか水５０ｍｌと純粋なメタノール５０ｍｌを混ぜ合わせた場合、同じ温度で測定しても、ぴったり１００ｍｌにはならなかったはず）
特に、３：のあたりの考察が重要ではないかな？
とのことですが、50mlの水とメタノール50mlを混ぜると、100mlより少なくなるはずです。

100mlのメタノール溶液を作るには、混合前の各物質の量の合計は、100mlより多くなるはずです。ということは、分離した後の合計量は、100mlよりも多くなっても良いと言うことになります。

>１：実験操作のミス（コンデンサーの冷却が不十分で、釜から上がってきた蒸気の一部が凝縮されずに逃げてしまった）
>２：計測操作のミス（容量（体積）ｍｌ測定時の液温がバラバラ

は、ありえると思います。

あと、本質的ではありませんが、初留、本留、残留をとった容器の壁に若干は残りますから、若干のロスはありえます。
現実的には、もし、大きく体積が減っていれば、蒸留中に冷却水の流量が減っていたなどが原因で、1が一番ありえると思います。

お礼

冷却水ですか・・・。実験のパートナーにも聞いてみます！ありがとうござしました！

回答No.3

himajin1

純粋な１００％メタノールを蒸留すると、初留も本留も残留も、１００％メタノールになってしまいます。

蒸留の実験に仕込んだのは、純粋なメタノールではなく、メタノールの水溶液ではないでしょうか？

であると仮定して回答（補足要求）を続けます。

実験では、仕込み、初留、本留、残留の量を計るのに、容量（体積）ｍｌを計測するよう指示されたのでしょうか？
イジワル問題としては良いですね。

さて、通常の蒸留で、仕込み＝初留＋本留＋残留
が成立するのは、モル数または、重量（ｇ、Ｋｇ）の場合です。
重さで比較していれば、理論的には合計値が合います。

容量（体積）ｍｌが合わなかった理由は、
１：実験操作のミス（コンデンサーの冷却が不十分で、釜から上がってきた蒸気の一部が凝縮されずに逃げてしまった）
２：計測操作のミス（容量（体積）ｍｌ測定時の液温がバラバラ）
３：混合比率ごとの、濃度対比重の関係が直線でないことによる誤差
（たしか水５０ｍｌと純粋なメタノール５０ｍｌを混ぜ合わせた場合、同じ温度で測定しても、ぴったり１００ｍｌにはならなかったはず）

特に、３：のあたりの考察が重要ではないかな？

蒸留終了のが目安が、温度が下がった時というのは、私にも理解できません。

お礼

＞特に、３：のあたりの考察が重要ではないかな？
ありがとうございます！濃度と比重の関係もあるんですね！

回答No.2

plasmagnu

１さんのおっしゃる通りぴったり100mlにならないのは学校での実験なので精度が悪い為だと思います。
　また、「蒸留終了のが目安が、温度が下がった時？」と言うのは「液体＋気体」の状態の時に熱を加えていっても温度は変わらないためだと思います。たとえば水ですと
水（液）→１00℃の水（液）→100度の水（液＋気体）→100℃の水（気体）→100℃以上の水（気体）
となり二つの状態が混在している時は熱を加えても温度はあがりません。
　ん？ということは「蒸留終了のが目安は、温度が上がった時」なはず、、、、

お礼

そーなんです！目安の理由がよく分からないんです。

回答No.1

cherry-love

学校でやる程度の実験だと、あまり精密？な実験じゃないので誤差がでるのはしょうがないと思いますよ！！私もこの実験をやったとき、数値ぴったりにはなりませんでしたから↓

お礼

そーですよね！ありがとうございます！
でも先生につっ込まれそうで・・・