物質の分離と精製
身の回りには複数の物質が混ざった混合物が多くあります。混合物から特定の物質を取り出す方法を学びます。
基本知識
物質は純物質(1種類の物質)と混合物(2種類以上の物質)に分けられます。混合物から目的の物質を取り出すことを分離、より純度を高めることを精製といいます。
主な分離方法:
① ろ過: 液体と溶けない固体を分ける(ろ紙の上に固体が残る)。
② 蒸発: 水を蒸発させて溶質を取り出す(食塩水を加熱)。
③ 蒸留: 沸点の差を利用(水+エタノール→エタノール先に出る)。
④ 再結晶: 温度による溶解度差を利用(硝酸カリウムなど)。
⑤ クロマトグラフィー: 物質の移動速度差を利用(色素分離)。
📘 重要用語
純物質（1種類の物質からなる。水・酸素・食塩など）
混合物（複数の物質が混ざったもの。空気・海水・石油）
ろ過（液体と固体を分離。ろ紙はガラス棒で誘導）
蒸留（沸点差を使った分離。枝付きフラスコと冷却管）
再結晶（高温で溶かし冷やして結晶を取り出す）
沸騰石（突沸を防ぐため蒸留で必ず入れる）
純物質（1種類の物質からなる。水・酸素・食塩など）
混合物（複数の物質が混ざったもの。空気・海水・石油）
ろ過（液体と固体を分離。ろ紙はガラス棒で誘導）
蒸留（沸点差を使った分離。枝付きフラスコと冷却管）
再結晶（高温で溶かし冷やして結晶を取り出す）
沸騰石（突沸を防ぐため蒸留で必ず入れる）
深掘り (背景・意義)
分離技術は産業の基盤です。原油の精製は分留(分別蒸留)で行われ、沸点の低い順にガソリン・灯油・軽油・重油などが取り出されます。製塩は海水を蒸発させる古くからの技術で、瀬戸内海の塩田が有名です。
再結晶は不純物を除く強力な方法で、薬の精製や半導体材料(シリコン)の高純度化にも使われます。クロマトグラフィーは現代化学・生化学の必須技術で、DNA分析や薬物検査、新薬開発まで広く応用されています。
💡 ポイント
- 純物質＝1種類、混合物＝2種類以上
- ろ過＝液体と固体を分ける
- 蒸発＝水を飛ばして溶質を残す
- 蒸留＝沸点差で分ける
- 再結晶＝溶解度差で純度を上げる
- クロマト＝移動速度差で分ける
- 沸騰石は蒸留に必須(突沸防止)
注意点 (混同しやすい)
① 蒸発(溶媒を飛ばす)と蒸留(沸点差で分ける)を混同しない。② ろ過ではろうとの先をビーカーの壁につけ、ガラス棒で液体を誘導する。③ 混合物は融点・沸点が一定にならないことが純物質との見分け方。④ 再結晶では、温度差が大きい物質ほど効果が大きい(硝酸カリウムが代表例)。
練習
- 空気は純物質か混合物か。
- 食塩水から食塩を取り出す方法を答えなさい。
- 蒸留で沸騰石を入れる理由を説明しなさい。