蒸留・気液平衡

X軸に液相の低沸点成分濃度を、Y軸に気相の低沸点成分濃度をプロットし、作図したグラフをX-Y曲線といいます。45°の直線は液相と気相の低沸点成分濃度が同じになる点で、共沸点といいます。X-Y曲線がこの45°の直線に接する場合、その濃度以降は通常の蒸留では分離不可ということになります。右図は水-酢酸エチル系（2液層）の101.3kPaでの定圧気液平衡データです 。X-Y曲線が酢酸エチル濃度69mol%で45°の直線に接し、液相及び気相の濃度が同じになる事がわかります。

X軸に液相の低沸点成分濃度を、Y軸に液相温度をプロットし、作図したグラフを沸点曲線、 X軸に気相の低沸点成分濃度を、Y軸に液相温度をプロットし、作図したグラフを露点曲線といい、沸点曲線及び露点曲線を合わせてT-XY曲線といいます。右図は水-酢酸エチル系(2液層)の101.3kPaでの定圧気液平衡データです。 T-XY曲線が酢酸エチル濃度69mol%で液相及び気相の濃度が同じになり、その時の液相温度は71℃で、何れの純品での沸点（水:100℃,酢酸エチル:77℃）よりも低いことがわかります。最も温度が低い状態での共沸点を最低共沸点といい、逆は最高共沸点といいます。

日本大学生産工学部応用分子化学科 日秋先生の御指導・御協力をいただき、エブリオメーターによる気液平衡測定が可能となりました。
エブリオメータは正確な沸点が測定できるようにコットレルポンプを備えた装置です。溶液を装置内に仕込んだ後、ボイリングフラスコ（釜）をヒータで加熱すると、釜の上部にあるコットレルポンプ内に気液混相状態で昇っていき、断熱された温度測定部にフラッシュします。ここで気液分離した液相は、液相サンプリング部を通って釜へ、気相はコンデンサーに導入されて液化したのち気相サンプリング部を通って釜で戻ります。気相と液相がそれぞれ循環することにより迅速に平衡状態を達成します。エブリオメーターでの温度測定は単一成分、混合物ともに可能で、試料量が30mL程度と少量で、安定までに要する時間と測定時間が短いのが特徴です。ただし、沸点が40℃以上～150℃程度、室温での液の粘度が10mPa・s（オレンジジュース程度）以下の物質が測定可能です。装置の構造上、分解洗浄が不可なので、重合性や反応性が無く、熱に対して安定な物質のみ測定可能です。