令和3年度 問29 化学プロセス
3 成分（A、B、C）の液液平衡関係を表すのに、下図のような二等辺直角三角図を用いた。図中、頂点 A、B、C は各純成分を表し、辺 AB、BC 上の目盛は質量分率である。次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。
①
点Mで表される液において、成分Cの質量分率は0.3である。
②
点Fで表される液に成分Cを加えていったときの液の組成は、常に線分CF上にある。
③
組成が線分CF上にあるとき、成分AとBの質量比は常に等しい。
④
点Fで表される液は、成分AとBの2成分から成っている。
⑤
点Mで示される液を静置したとき、点Eと点Rで表される2液層に分かれたとすると、（Eの質量）：（Rの質量）=1：2となる。
正答
⑤ 点Mで示される液を静置したとき、点Eと点Rで表される2液層に分かれたとすると、（Eの質量）：（Rの質量）=1：2となる。
三角図は抽出においてよく使用されます。抽出対象の溶質を抽質、抽質を溶かしている溶媒を希釈剤と呼びます。希釈剤に溶かした抽質を、より抽質の溶解度が大きな抽剤で取り出します。今回では A が抽質、B が希釈剤、C が抽剤です。
縦軸の目盛は成分 A の質量分率、横軸の目盛は成分 C の質量分率を表します。残りの成分 B については、全体の質量分率 1 から各成分の値を引くことで得られます。
2 番の点 F は成分 C の質量分率が 0 であることを表します。つまり成分 A と B のみです。
3 番および 4 番の点 F の状態は成分 C が無い状態です。そこから成分 C を加えていくため、成分 C の比率増加に伴って同じ比率で成分 A、B は減少していきます。成分 C を加えるだけですので成分 A、B の比率は変化しません。
5 番の R が希釈剤側、E が抽剤側です。それぞれの質量比 \(E:R\) は、てこの原理より \(\mathrm{RM}:\mathrm{ME}\) で表せます。\(E:R = \mathrm{RM}:\mathrm{ME} = 0.2:0.1 = 2:1\) となります。