平成27年度 問28

　平衡状態における液相組成－気相組成－温度－圧力の関係を気液平衡図で表すことができる。その一例としてメタノール－水系の気液平衡関係を下図に示す。
　次の記述の下線部（ア）～（エ）について、正しいものの組み合わせは１～5のうちどれか。ただし、図1、図2においての矢印は、それぞれ同じ長さである。

　図1は平衡温度と組成との関係を示す。図中の線（a）は（ア）液相線（又は沸点曲線）を示し、線（b）は、（イ）気相線（又は露点曲線）を示す。
　メタノールの沸点は、（ウ）約65℃である。
　図2は液相組成と気相組成の関係を示したものである。図1から図2を作図すると、（エ）曲線（c）が得られる。

1. （ア）、（イ）
2. （ウ）、（エ）
3. （ア）、（エ）
4. （イ）、（ウ）
5. （イ）、（エ）

解答解説

正答は2番です。

図1は沸点図とも呼ばれ、あるモル濃度で温度を上昇させたときの状態変化を表す図です。温度上昇と共に気化していくことから（a）は気相線、（b）は液相線です。横軸のモル分率が0および1の時に各成分の沸点を表します。水（沸点100℃）とメタノール（沸点65℃）であることが読み取れます。

図1において、同一温度ではメタノールのモル分率が液相0.3と気相0.6と点線矢印で記載された分の差があります。これを踏まえ図2を見ると液相のメタノールのモル分率に対し気相のメタノールのモル分率が2倍近い（c）が最も適した曲線と言えます。

参考資料