共沸混合物とは?
きょうふつこんごうぶつ
共沸混合物とは、特定の組成で沸点が一定となり、蒸留によって成分を分離できない液体混合物のことです。
共沸混合物(きょうふつこんごうぶつ)とは、ある特定の組成比において、その混合物全体が純粋な物質と同様に一定の温度で沸騰し、蒸気の組成が液体の組成と一致してしまう混合液体のことです。この状態では、どれだけ蒸留を繰り返しても成分を分離することができません。
通常の蒸留では、沸点の低い成分が先に気化するため成分を分けることができますが、共沸混合物では蒸気と液体が同一の組成を持つため、蒸留による分離が不可能になります。共沸混合物には2種類あり、混合物の沸点が各純成分の沸点より低くなる最低共沸と、高くなる最高共沸があります。
代表的な例として、エタノールと水の混合系があります。エタノール約96%・水約4%(体積比)の組成で最低共沸点(約78.1度)を形成するため、通常の蒸留ではこれ以上エタノールを濃縮できません。工業的に無水エタノールを得るには、第三成分(ベンゼンなど)を加えて共沸点を破壊する「共沸蒸留」や、分子ふるいを用いた吸着法が用いられます。
共沸混合物の存在は化学工業・食品工業・医薬品製造などで重要な制約となり、溶媒回収や製品純度管理において特別な工程設計が必要です。
使い方・例文
エタノールを蒸留で精製する際、水との共沸混合物が形成されるため、通常の蒸留だけでは無水エタノールを得られず、特殊な脱水工程が必要になります。
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