オムニロキスト【共沸のやりかけページを投稿する】

没になりそうに埋もれてたページを発見した。
やるやる詐欺とはまさにこのこと。本当に申し訳ないのです。

コメントで”共沸についてもまとめてほしい”とありましたので、避けていたページを書いてみようと思います。
偉そうに『現在、作成中ですのでお待ちを』などと書いてましたが、これがみなさまに対する最初で最後の嘘になります。

簡単に経緯を説明すると、ウイスキーの蒸留についての記事で「共沸」というワードが出てきたわけです。フューゼルアルコールをエタノールとの混合物から単離したいんだけど、共沸しちゃうから無理！
そこで”加水抽出蒸留”という方法が開発されたんです。

ということで、書きかけで、なおかつこれ以上書く気力がなくなったページです。
人間がどこで気力がなくなったのかを見るには良い機会かと思います。

共沸の定義

さて、毎回おなじみ定義と言えば、wiki大先生です。

共沸（きょうふつ）とは液体の混合物が沸騰する際に液相と気相が同じ組成になる現象である。このような混合物を共沸混合物（きょうふつこんごうぶつ）という。通常の液体混合物は沸騰するにしたがって組成が変化し、沸騰する温度が徐々に上昇していくが、共沸混合物の場合は組成が変わらず沸点も一定のままである。このことから定沸点混合物（ていふってんこんごうぶつ、constant boiling mixture, CBM）ともいう。

出典：wikipedia

ね。もうビール狂の人たちは『CBMはCraft Beer Marketしか知らない』ってなってそうですが。ちなみに僕は、”びあま”とはクラフトビアマーケットの略称だと思っていました。どうしてそんなややこしい名前にするの！笑

定義としてはこんな感じで、基本的にはこれを元にdeepに理解を深めてみたいと思います。

水とエタノールを完全に分離できるのか

定義は上の通りとしておいて、
共沸がもっと頭に入ってきやすいように、柔らかくしてみたいと思います。そのためには、まず【水とエタノール】の混合物を色んな割合で作成して、蒸溜するといったいどういう事象が起きているかを考えてみましょう。

前提①水とエタノールは共沸する。
前提②沸点は水が100℃、エタノールが78.3℃。共沸点は78.2℃。
前提③上記の共沸組成は【水：エタノール＝4:96】である。

前提として3つのことを置いておきました。
共沸点とは、そのまんまで共沸開始するときの温度です。2つの混合物の沸点より低いこともあるし、高いこともあります。今回は低い方ですね。共沸組成というのは、水とエタノールが共沸しているときの蒸気に各成分がどれくらいの割合で存在しているかということです。

御託はこの辺りにして、とりあえず一例を挙げてみましょう。呑兵衛たちがいました。

呑兵衛達の思惑は一つ、純粋なエタノールを飲むこと。

さて、それにはどうしたら良いでしょうか。とりあえず、鍋に入れて鏡月をゆっくり加熱してみることにします。このとき、鏡月の中身は純粋な水とエタノールのみで構成されていたとします。温度が78.2℃に達したところで、共沸が起ります。共沸組成は水4に対してエタノールが96です。ですので、このときの温度でずっと鍋を放置すると、出てきた蒸気は4%の水分を必ず含みます。

つまり、その蒸気をいくら冷やして、液体に戻したところで度数は96%以上にはなりません。

なぜ単離できないのか

上記の先生の言葉を、借りたりしながらある疑問に向き合ってみたいと思います。

”フューゼルアルコールをエタノールとの混合溶液から、単離することはできないのは何故か”

そもそもフューゼルアルコール自体が混合物なので、単離ということ自体おかしいんだけど、そんな話は僕に扱えるはずもないので、ここでは単体の物質として認識します。

あらゆる物質は沸点を持ちます。沸点とは、液体の飽和蒸気圧が外圧と等しくなる温度のことで、一般的には１気圧時の温度を差すときがほとんどです。水なら１００℃ですね。ちなみに外圧が低くなると、一般的に沸点は下がります。なので、お山の頂上では低い温度で沸騰します。故に、そこで食べるカップラーメンがうまいか、まずいかでよく議論が起きますね。
ちなみに僕はお山を登らないので、議決権がありません。