平成27年度 問28 化学プロセス

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。

(ア)、(イ)
(ウ)、(エ)
(ア)、(エ)
(イ)、(ウ)
(イ)、(エ)
正答
② (ウ)、(エ)

図 1 は沸点図とも呼ばれ、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 のとき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。

技術士(化学部門)一次試験の要点まとめ

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