【一覧表】溶剤の沸点・蒸気圧・引火点

化学工学/物性・熱力学物性・熱力学の4本目(全5本)公開

主な溶剤の沸点は、1気圧でジクロロメタンの40℃から DMSO の189℃まで開きがあります。メタノールは64.7℃、エタノールは78.3℃、トルエンは110.6℃です。下の表に16種の沸点・20℃の蒸気圧・引火点・密度と、消防法の区分をまとめました。

主な溶剤の沸点・蒸気圧・引火点(沸点の低い順)

溶剤 沸点 ℃ 蒸気圧 kPa(20℃) 引火点 ℃(密閉式) 密度 g/cm³(20℃) 消防法の区分(第4類)
ジクロロメタン(塩化メチレン) 40 47.4 - 1.326 -
アセトン 56.1 24.6 −20〜−18 0.791 第一石油類(水溶性液体)
メタノール 64.7 13.0 9〜12 0.792 アルコール類
テトラヒドロフラン(THF) 66 17.3 −20〜−14.5 0.889 第一石油類(水溶性液体)
n-ヘキサン 68.7 16.2 −22 0.659 第一石油類(非水溶性液体)
酢酸エチル 77.1 10.1 −4 0.900 第一石油類(非水溶性液体)
エタノール 78.3 5.9 12〜13 0.789 アルコール類
メチルエチルケトン(MEK) 80 10.0 −9 0.805 第一石油類(非水溶性液体)
2-プロパノール(IPA) 82.3 4.4 12 0.785 アルコール類
n-ヘプタン 98.4 4.7 −7 0.684 第一石油類(非水溶性液体)
水 100.0 2.34 - 0.998 -
トルエン 110.6 2.9 4 0.866 第一石油類(非水溶性液体)
酢酸 118 1.5 39 1.049 第二石油類(水溶性液体)
キシレン(o-・m-・p-) 138〜144 0.65〜0.88 25〜32 0.861〜0.880 第二石油類(非水溶性液体)
N,N-ジメチルホルムアミド(DMF) 153 0.38 58 0.945(25℃) 第二石油類(水溶性液体)
ジメチルスルホキシド(DMSO) 189 0.056 87 1.100 第三石油類(水溶性液体)
  • 沸点:101.3 kPa(1気圧)での値。NIST WebBook の平均値を℃に直し、化学工学便覧の物性定数表と照合した。小数のない値は、NIST の値の幅が±0.5 K 以上のもの。DMSO は ICSC とモデルSDS の189℃とした(NIST の平均は190℃)
  • 蒸気圧:化学工学便覧の物性定数表のアントワン定数で計算した。水は同じ便覧の水の蒸気圧表、DMF はモデルSDS(GESTIS の値)、DMSO は NIST WebBook の係数による。キシレンの20℃は便覧の定数の温度範囲より低いので、NIST の係数(範囲内)で出した
  • 引火点:密閉式の値。厚生労働省のモデルSDS と ICSC(国際化学物質安全性カード)で、整数に丸めても値が違うものは幅で示した
  • 密度:モデルSDS と PubChem に収録の HSDB(Merck Index など)の値を、小数3桁に丸めた。アセトンは PubChem に収録の米国エネルギー省のデータベース、水は NIST WebBook の値。DMF は25℃の値
  • 消防法の区分:モデルSDS の適用法令の欄による。区分の名は消防法 別表第一、水溶性液体と非水溶性液体は危険物の規制に関する政令 別表第三の語。ジクロロメタンは引火点も区分も記載がなく、燃焼範囲(13〜25 vol%)の記載はある
  • キシレン:o-・m-・p- の3つの異性体の値の範囲
この記事の内容
  1. 減圧したときの沸点
  2. 蒸気圧で揮発のしやすさと引火の危険を比べる
  3. アントワン式で別の温度の蒸気圧を出す
  4. 混合物の沸点と水との共沸
  5. 値を使うときの注意
  6. 参考資料

減圧したときの沸点

真空ポンプやエジェクターで圧力を下げると、溶剤は低い温度で沸騰します(真空状態の特徴と使いどころ)。表の圧力は絶対圧です。大気圧を101.3 kPa とすると、20 kPa はゲージ圧で約−81 kPa です。10 kPa なら約−91 kPa に当たります(絶対圧力とゲージ圧力)。

減圧したときの沸点(℃。圧力は絶対圧)

溶剤 101.3 kPa 50 kPa 20 kPa 10 kPa 5 kPa
ジクロロメタン 40 21 1 −13 −25
アセトン 56 37 15 1 −11
メタノール 65 48 28 15 4
THF 66 46 23 9 (−4)
n-ヘキサン 69 48 25 10 −3
酢酸エチル 77 57 34 20 7
エタノール 78 61 42 29 17
MEK 80 59 35 20 6
2-プロパノール 82 66 46 34 22
n-ヘプタン 98 76 51 35 21
水 100 81 60 46 33
トルエン 111 88 62 45 30
酢酸 118 96 72 56 42
キシレン 138〜144 114〜120 87〜92 69〜74 53〜58
DMF 153 126 98 80 64
DMSO 189 165 136 117 100

値は化学工学便覧のアントワン定数で計算しました。NIST WebBook の係数が使える範囲では、差は1℃以内でした。DMF は Cui らの実測(34〜96℃)と沸点に当てはめた式で出しました。DMSO は NIST の係数(52〜169℃の測定)によります。THF の5 kPa は係数の温度範囲を少し外れるため、かっこ付きです。

減圧で溶剤を飛ばすときは、凝縮させる側の温度も見ておきます。例として10 kPa でアセトンを蒸発させると、沸点は1℃です。冷却水が30℃では蒸気が液に戻らず、真空ポンプの方へ流れていきます。

蒸気圧で揮発のしやすさと引火の危険を比べる

液と平衡になった空気には、蒸気圧を全圧で割った割合まで溶剤の蒸気が含まれます。大気に通じた容器の中なら、20℃のアセトンで約24 vol%です。トルエンでも約2.9 vol%あります。DMSO なら0.055 vol%(550 ppm)です。蒸気圧と沸点の関係は、蒸気圧の基本とプラントでの活用方法で解説しています。

引火点は、液面付近の蒸気の濃度が燃焼範囲の下限に届く液温です。トルエンの燃焼範囲の下限は1.1 vol%です(ICSC)。大気圧のもとでは、蒸気圧1.1 kPa 分の濃度に当たります。トルエンの蒸気圧がそこに届くのは約3℃で、表の引火点4℃に近い値です。キシレンは20℃でも0.6〜0.9 vol%で、下限(m-キシレンで1.0 vol%)に届きません。引火点も25〜32℃と、室温より高くなっています。

沸点の順と室温の蒸気圧の順は、一致しないことがあります。メタノールの沸点は、n-ヘキサンより4℃低い64.7℃です。それでも20℃の蒸気圧は、ヘキサンの16.2 kPa がメタノールの13.0 kPa を上回ります。沸点での蒸発熱は、メタノールが35.3 kJ/mol です(化学工学便覧)。ヘキサンの28.9 kJ/mol より2割ほど大きい値です。クラウジウス・クラペイロンの式のとおり、蒸発熱が大きいほど温度による蒸気圧の変化も大きくなります。2本の蒸気圧曲線の交点は約47 kPa です。20 kPa では、ヘキサンが25℃でメタノールが28℃と順が入れ替わります。エタノールと MEK も同じ関係です。1気圧の沸点は78.3℃と80℃で近いのに、20℃の蒸気圧は MEK が1.7倍あります。

アントワン式で別の温度の蒸気圧を出す

表にない温度の蒸気圧は、アントワン式で計算できます。化学工学便覧の物性定数表は、次の形で定数を載せています。

アントワン式(化学工学便覧の形)

$$\ln p = A - \frac{B}{C + T}$$

式は横にスクロールできます

p:蒸気圧[Pa]、T:温度[K]、A:定数[-]、B・C:定数[K]

例として、トルエンの40℃の蒸気圧を出します。便覧の定数は A=20.9065・B=3096.52・C=−53.67 です。T=313.15 K を入れると ln p=8.973 となり、p=7.89 kPa です。沸点は、式を T について解いた T=B/(A−ln p)−C で出せます。20 kPa での沸点は335.1 K(61.9℃)でした。

定数は、求めたときの温度範囲の中で使います。NIST WebBook に載る DMF の係数は、30〜90℃の測定から求めたものです。この係数で1気圧の沸点を出すと150℃となり、実際の153℃より3℃低く出ます。

定数の形も資料ごとに違います。化学工学便覧は自然対数と Pa・K、NIST は常用対数と bar・K の形です。ケムファクのアントワン式の記事の式は、常用対数と mmHg・℃ の形です。アントワン式の計算ツール(別サイト)なら、対数の底と単位を選んで計算できます。

定数が見つからない物質は、沸点ともう1点の蒸気圧からクラウジウス・クラペイロンの式(別サイト)で概算します。

混合物の沸点と水との共沸

混ぜた溶剤の沸点は、成分の沸点の間に入るとは限りません。成分のどの沸点よりも低いか高い温度で、液と蒸気の組成が同じになる点を共沸点と呼びます。共沸点の組成を越えて、ふつうの蒸留で濃くすることはできません。

水との共沸(101.3 kPa。共沸点の低い順)

組み合わせ 共沸点 ℃ 共沸の組成(溶剤の質量%) 凝縮液
酢酸エチル+水 70.4 約92 2層(水層にも酢酸エチルが約9%溶ける)
MEK+水 73.4 88 1層
エタノール+水 78.2 95.6 1層
2-プロパノール+水 80.4 87.7 1層
トルエン+水 84〜85 約80 2層
  • 酢酸エチル・MEK:エディンバラ大学の共沸データの表の値。MEK と水は、組成によっては2液相になる系(化学工学便覧 表10·10)
  • エタノール:『解説 化学工学』のモル分率0.894を質量%に直した値。エディンバラ大学の表とも同じ
  • 2-プロパノール:Merck Index(PubChem 収録)の値。エディンバラ大学の表では87.8%
  • トルエン:下の式で計算した値(84℃・80%)と、エディンバラ大学の表の値(85.0℃・79.8%)

酢酸エチルやトルエンの共沸蒸気を冷やすと、凝縮液は2層に分かれます。水の層を抜き出せるので、分けるには有利な性質です。ただし酢酸エチルの水層には約9%の酢酸エチルが溶けていて、水層と一緒に抜けます。トルエンのように水とほとんど溶け合わない液は、2つの蒸気圧の和が全圧に届く温度で沸騰します。

互いに溶けない2液が沸騰する条件

$$P = p_{\mathrm{w}} + p_{\mathrm{A}}$$

式は横にスクロールできます

P:全圧[kPa]、p_w:水の蒸気圧[kPa]、p_A:溶剤の蒸気圧[kPa]

トルエンと水について便覧の定数で解くと、101.3 kPa での沸騰は84℃です。このとき水の蒸気圧は56.3 kPa、トルエンは45.0 kPa になります。蒸気の組成は分圧の比で決まり、トルエンは質量で約80%です。水の沸点より16℃ほど低い温度で、2つが一緒に留出する計算です。

共沸点は圧力でも動きます。エタノールと水の共沸は、およそ6.7 kPa 以下でなくなります(解説 化学工学)。THF も水と共沸し、1気圧での共沸点は約64℃です(米国特許第4,919,765号)。THF の沸点66℃より低く、ふつうの蒸留では共沸物が先に出てきます。

メタノールとアセトンは、水と共沸しません。ただしアセトンは濃くなるほど、水と分けにくくなります。沸点の近い組み合わせも、蒸留では分けにくくなります。p-キシレンと m-キシレンの相対揮発度(蒸気圧の比)は、1.02しかありません(絵とき「蒸留技術」基礎のきそ)。共沸を越えて分ける方法は、蒸留の種類と使い分けで扱っています。

値を使うときの注意

  • 蒸気圧は温度と単位をそろえて比べます。 SDS には20℃の値と25℃の値が混ざっています。表の溶剤では、25℃の値は20℃の1.2〜1.4倍です。単位は1 mmHg=0.1333 kPa、1 hPa=0.1 kPa、1 bar=100 kPa で換算します。
  • 同じ溶剤でも、資料によって値がずれます。THF の20℃の蒸気圧は、表の計算値が17.3 kPa、モデルSDS(NFPA の値)では19.3 kPa です。沸点で1〜2℃、引火点で数℃の違いはよく見られます。
  • 引火点は測り方で変わります。 同じ物質でも、密閉式と開放式で値が違います。DMF では密閉式58℃、開放式67℃という値があります(HSDB)。消防法の区分は、タグ密閉式で測った引火点で決めます。80℃以下で引火点が出ないときはクリーブランド開放式を使います。0〜80℃で引火点が出て、その温度の動粘度が10 mm²/s 以上ならセタ密閉式です(危険物の規制に関する政令 第1条の6)。
  • 区分の境目は、1気圧において引火点が21℃未満なら第一石油類、21℃以上70℃未満なら第二石油類、70℃以上200℃未満なら第三石油類です(消防法 別表第一)。アルコール類は、炭素数1〜3の飽和一価アルコールという物質の種類で決まる区分です(組成によって除かれるものがある)。
  • 水溶性液体は、1気圧・20℃で同じ量の純水と静かに混ぜ、流れが止まった後も均一な見た目を保つ液を指します(危険物の規制に関する政令 別表第三)。法令の要求は、所轄の消防と最新の条文で確かめてください。
  • 製品の値は、その製品の SDS で確かめます。キシレン(CAS 1330-20-7)は、エチルベンゼンを含む異性体の混合物として扱われます。沸点も1点ではなく、範囲で考えます。

参考資料

  1. 化学工学会編:改訂六版 化学工学便覧,丸善(1999),表1·3(物性定数表),1·5·1(p.52〜53,表1·11),10·6·1(p.548〜549,表10·10)
  2. 竹内雍,松岡正邦,越智健二,茅原一之:解説 化学工学(改訂版),培風館(2001),p.27,p.127〜129
  3. 化学工学会監修,多田豊編:化学工学(改訂第3版)-解説と演習-,朝倉書店(2008),p.120,p.129
  4. 大江修造:絵とき「蒸留技術」基礎のきそ,日刊工業新聞社(2008),p.14〜17,p.32〜33
  5. L&L総合研究所編著:この1冊で決める!! 甲種危険物取扱者合格教本 改訂第2版,新星出版社(2015),p.227
  6. 消防法(昭和23年法律第186号)別表第一 備考
  7. 危険物の規制に関する政令(昭和34年政令第306号)第1条の6,別表第三 備考
  8. 厚生労働省 職場のあんぜんサイト:GHS対応モデルラベル・モデルSDS情報(各物質。2026年10月参照)
  9. ILO・WHO:International Chemical Safety Cards(PubChem に収録の値。2026年10月参照)
  10. NIST Chemistry WebBook,NIST Standard Reference Database Number 69:Phase change data(Tboil,Antoine Equation Parameters)(2026年10月参照)
  11. X. Cui,G. Chen,X. Han:Experimental Vapor Pressure Data and a Vapor Pressure Equation for N,N-Dimethylformamide,J. Chem. Eng. Data,51,1860〜1861(2006)
  12. PubChem:Hazardous Substances Data Bank ほかの各物質の Boiling Point・Density・Flash Point・Vapor Pressure(2026年10月参照)
  13. The University of Edinburgh, Chemical Engineering:Azeotrope Databank(Homogeneous Azeotropes,Heterogeneous Azeotropes)(2026年10月参照)
  14. P. R. Wilkes ほか:Process for the Purification of Tetrahydrofuran,米国特許第4,919,765号(1990)

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