理論化学

混合物を分離し、純物質とするための方法は?

物質の分離操作

博士

(ゴリゴリゴリゴリ)

ケミ太

博士、さっきから何をしているのですか?

博士

あぁ、コーヒーを飲もうと思って、コーヒー豆を粉状にしているんだよ。この粉をフィルターに入れて上からお湯を注ぐと、下からコーヒーが出てくるよ。見ててごらん。

ケミ太

わぁ、お湯が注がれるとお湯がコーヒーの色になって下から出てきました!

博士

これを「抽出」というよ。コーヒーの成分(カフェインなど)をお湯に溶かし出して分離しているんだ。ちなみに粉がコーヒーに入らないように「ろ過」もしているね。

ケミ太

抽出とろ過は学校で勉強しました。
化学の実験でも大切な物質の分離操作だとか何だとか。

混合物を純物質へ

博士

自然界のほとんどの物質は混合物として存在するんだ。
混合物は2種類以上の物質からなる物質のことだよ。その混合物から必要な物質を取り出すことを「分離」と言うんだけど、抽出やろ過は代表的な分離操作だね。

ケミ太

抽出は「物質を溶媒(水など)に溶かし出して分離すること」、ろ過は「固体と液体を分離すること」ですよね。混合物は成分が混ざっているので実験では使いにくいってことですか。

博士

混合物は沸点や融点のような化学的性質が一定でないんだ。それでは実験をする時には困るよね。あと化学反応させる時に余計な物質が混ざっていることでうまく反応できないこともある。

ケミ太

だから分離をすることで必要な物質を取り出していくんですね!

博士

最終的には1種類の物質のみからなる「純物質」にして化学の実験では使うことがおおいよ。

ケミ太

コーヒーは水やカフェインなどの混合物、空気も酸素や窒素や二酸化炭素などの混合物ですね。
見分け方ってあるんですか?

博士

1つの化学式でかけるか、だね。
例えば水はH2Oカフェインは C8H10N4O2だけど、コーヒーという化学式は無いよ。

ケミ太

色々なコーヒーがありますもんね。

様々な分離操作

ケミ太

分離操作は抽出、ろ過以外にどんなものがあるのですか?

博士

あとは有名なもので覚えておくと良いのは「蒸留」「再結晶」「昇華」「クロマトグラフィー」あたりかな。これについてはまたの機会にしよう。ケミ太もコーヒー飲むかい?

ケミ太

ぼくはミルクと砂糖を入れて、カフェオレにします。

博士

さらに混ぜていくわけだね、よしよし。

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