共沸混合物は、類似の沸点と類似の気相組成を持つ 2 つ以上の液体の混合物です。共沸混合物はラウルの法則に従いません。
ラウルの法則は、溶液の蒸気圧は、溶液の成分のモル分率に基づいて、その特定の溶液の揮発性成分の蒸気圧の合計に常に等しいことを示しています。共沸混合物は、ラウルの法則からの共沸溶液の逸脱の程度とタイプに応じて、2 つのタイプに分類できます。
共沸混合物とは?
- 共沸混合物は、類似の沸点と類似の気相組成を持つ 2 つ以上の液体の混合物です。
- 共沸混合物は、その成分より沸点が高いか低いかのいずれかです。
- 沸点が同じ値であるため、共沸溶液の成分は単純な蒸留では分離できません。
- 成分が完全に混和する共沸混合物は、均一な共沸混合物として知られています。
- 構成成分が完全には混和しない共沸混合物は、不均一な共沸混合物として知られています。
- 二元共沸混合物は 2 つの成分または液体を持ち、三元共沸混合物は 3 つ以上の液体を持ちます。
共沸混合物の注意事項
共沸混合物は一般に、1 つの溶質と 1 つの溶媒の 2 つの成分で構成されます。溶質と溶媒は液相にあります。溶質と溶媒の組成は一定の割合です。共沸混合物の沸点は固定されています。
ネガティブ共沸混合物
最低沸点共沸混合物としても知られているこの混合物は、その構成成分よりも高い沸点を持っています。たとえば、塩化水素と水の混合物は 110℃ で沸騰しますが、個々の塩化水素は -84℃ で沸騰し、水は 100℃ で沸騰します。
正の共沸混合物
最大沸点共沸混合物としても知られるこの混合物は、その成分よりも沸点が低くなります。例えば、エタノールと水。エタノールと水を合わせると 78.2℃ で沸騰しますが、エタノールは 78.4℃ で沸騰し、水は 100℃ で沸騰します。
分離プロセス
- 気相の成分は通常の液相の共沸混合物と同様の比率を持っているため、蒸留では共沸混合物をその成分に分離することはできません。
- 共沸混合物の成分は同じ温度で沸騰するため、混合物をその成分に分離することが困難になります。
- 共沸蒸留などの特別な蒸留技術により、共沸混合物を分離できます。
- 共沸蒸留では、一般にエントレーナーまたは質量分離剤として知られている別の揮発性成分を使用して混合物を分解します。 この質量分離剤を共沸混合物に添加して、新しい低沸点共沸混合物を形成する。この低沸点の混合物は分離器に入り、簡単に分離できる 2 つの異なる相に分かれます。
アプリケーション
- ガスクロマトグラフィーでは、混合物の組成の変化による誤差を最小限に抑えるために、共沸物質が使用されます。たとえば、シクロヘキサンとベンゼンの混合物
- 最低沸点の共沸混合物は、化学者にとって非常に重要です。
結論
共沸混合物は、類似の沸点と類似の気相組成を持つ 2 つ以上の液体の混合物です。共沸混合物は、どの成分よりも沸点が高いか低いかのいずれかです。共沸溶液の成分は沸点が同じであるため、単純な蒸留では分離できません。
ラウルの法則は、溶液の蒸気圧は、溶液の成分のモル分率に基づく、その特定の溶液の揮発性成分の蒸気圧の合計に常に等しいことを示しています。共沸混合物はラウルの法則に従いません。
ラウルの法則からの逸脱に基づいて、共沸混合物は 2 つの異なるタイプに分類されます。最小沸騰共沸混合物と最大沸騰共沸混合物です。共沸混合物はガスクロマトグラフィーで使用され、化学者にとってさまざまな化学反応に非常に役立ちます。
