コンタクトレンズとは関係ない？理科の問題でつまづいたあなたへ贈る、蒸留の解説

こんにちは！コンタクトレンズなび運営者です。今回は、コンタクトレンズとは少し離れますが、理科の実験でつまづいた方のために、蒸留について分かりやすく解説します。 実は、私も学生時代、蒸留の実験でかなり苦戦した経験があります…共感できる部分も多いはずです！

水とエタノールの混合物の蒸留：ポイントは沸点の違い！

この問題は、水とエタノールの混合物を蒸留する実験に関するものです。ポイントは、水の沸点（100℃）とエタノールの沸点（約78℃）の違いにあります。

混合物を加熱すると、沸点の低いエタノールが先に蒸発し始めます。そのため、加熱開始直後は、試験管に集まる液体はエタノールを多く含みます。これが、5分後の結果「水よりエタノールを多く含む液」につながります。

ここで、あなたの疑問「5分後、エタノールが完全に蒸発してフラスコ内には水だけが残っている状態では、水は試験管には集まってないんじゃないんですか？エタノールのみではないんですか？」についてお答えします。

グラフをよく見てください。5分後、温度は上昇し続けていますが、一定の温度に近づきつつあるのが分かりますよね？これは、エタノールがほぼ全て蒸発し、残りの水はまだ沸騰していない状態を示しています。しかし、エタノールの沸点より低い温度でも、エタノールは蒸発します。そのため、5分後にはまだエタノールが蒸発しており、試験管には水よりエタノールを多く含む液体が集まっているのです。

11分後の液体：なぜ水が多いのか？

11分後については、「グラフが斜めの所だから、水が温度上昇しているだけで、エタノールは蒸発しきって、もうエタノールはなく、水だけが温度上昇しているだけなんじゃないんですか？」という疑問ですね。

確かに、11分後にはグラフは上昇していますが、これは水自身の温度が上昇しているからです。しかし、90℃でも水は蒸発しています（ただし、100℃に比べて蒸発速度は遅い）。 そして、重要なのは、この時点では、ほとんどのエタノールは既に蒸発してしまっているということです。 よって、11分後の試験管には、水の方が多く含まれる液体（エタノールより水を多く含む液）が集まっているのです。

グラフの見方と実験のポイント

グラフの読み取りが難しいと感じた方もいるかもしれません。グラフは、時間と温度の関係を示しており、温度が一定になる（または緩やかに上昇する）部分は、ある物質がほぼ蒸発しきったことを示唆しています。

この実験を成功させるには、以下の点に注意しましょう。

* **加熱の速度:** 加熱速度が速すぎると、正確なデータが得られません。ゆっくりと均一に加熱することが重要です。
* **冷却効率:** 試験管を冷やす水の温度や水の量も、結果に影響します。十分に冷却することで、蒸気中の成分を効率的に凝縮させることができます。
* **装置の密閉性:** 装置が密閉されていないと、蒸気が漏れてしまい、正確な結果が得られません。

他のユーザーの工夫：実験の精度を高めるには？

他のユーザーの工夫として、温度計の精度を上げるために、より高精度の温度計を使用したり、温度計の読み取りを複数回行い平均値を取るといった方法があります。また、蒸留フラスコと冷却管の接続部分をしっかりと密閉することで、蒸気の損失を防ぎ、より正確な結果を得ることができます。

通販サイトをうまく活用するコツ

今回の実験とは直接関係ありませんが、コンタクトレンズ通販サイトをうまく活用するコツとしては、複数のサイトを比較して価格やサービス内容を確認することです。また、レビューを参考に、自分に合ったレンズを選ぶことも重要です。