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3分で簡単にわかる「共沸」!なぜ2つの液体が沸騰しても組成が変わらない?京大出身研究員がわかりやすく解説!

今日は「共沸」という現象について学んでいきます。共沸は沸点が異なる2つの液体が沸騰するとき、液体の組成を変えずに沸騰が起こるという現象です。

身近な物質ではお酒のような水とエタノールを混ぜた溶液でも共沸という現象は起こる。共沸という現象が起こるため、お酒は蒸留を何回繰り返してもアルコール度数を96%以上にすることはできなのです。今回はまず沸騰という現象について学んだ後に水とエタノールの混合液を中心に共沸という現象を学んでいこう。解説するのは京都大学卒業のメーカー研究員、珈琲マニアです。

ライター/珈琲マニア

京都大学で化学を学び、今はメーカーの研究員として勤務。大学時代に物理化学を学んでおり共沸などの物理現象に関しても詳しい。

1.化学で考える沸騰現象

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水とエチルアルコール(エタノール)が混ざったお酒のように、2つの化合物が混ざった溶液を沸騰させると蒸発した気体の組成はどうなるでしょうか。直感的には沸点が低い化合物が多くなりそうですよね。通常はその直感通りの挙動を示しますが、2つの化合物をある組成で混ぜると沸騰した気体が溶液の組成と同じになります。これが共沸という現象です。

例えば水とエチルアルコール(エタノール)の混合溶液の共沸点はエタノールが96%、水が4%の割合。この組成になると水とエタノールは組成を保ったまま沸騰、気化していきます。ちなみにこの共沸点に到達するまで蒸留を繰り返したアルコール度数96%のお酒の一種がスピリタスと呼ばれるお酒です。

では共沸点ではなぜ沸点が異なる2つの化合物が同じ組成で気化するのでしょうか。その理由を知るためには「ものが沸騰する」とはどういうことか知ったほうが良いでしょう。そこでまずは一種類の液体で沸騰という現象を考えてみます。

\次のページで「1-1.沸騰とは分子の気化現象の一つ」を解説!/

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