蒸留は一般に、沸点の異なる液体の混合物を分離するのに有効である。
しかし、蒸留で分離できない物質として、沸点が同じもの、あるいは共沸を形成するものがある。
共沸物は一定の温度で沸騰する混合物で、蒸気の組成は液体と同じである。
蒸留で分離できない物質がある理由を理解するための4つのポイント
1.沸点が同じ物質
沸点が全く同じ物質同士は蒸留で分離できない。
気化と凝縮が一緒に起こるからである。
各成分の蒸気圧は沸点での蒸気圧の合計に等しく寄与する。
そのため、揮発性に基づいて分離することはできない。
このシナリオはまれであるが、異性体や近縁化合物で起こりうる。
2.共沸物
共沸物は、沸点が一定であるため単一成分として振る舞う混合物である。
蒸気の組成は液体と同じである。
そのため、蒸留を行っても混合物は変化しない。
共沸物には、最小沸点共沸物と最大沸点共沸物の2種類がある。
最小沸点共沸物は、どの成分よりも沸点が低い。
最大沸点共沸は、沸点がどの成分よりも高い。
最小沸点共沸の例は、エタノールと水の混合物である。
この混合物の沸点は78.15℃であり、純粋なエタノール（78.3℃）や水（100℃）の沸点よりも低い。
このため、単蒸留でエタノールを純度100％まで蒸留することは不可能である。
まとめ
蒸留では、沸点が同じ物質は一緒に気化・凝縮するため、分離できない。
また、気体と液体の組成が蒸留の間中同じであるため、共沸物の分離にも失敗する。
これらの限界は、蒸留によって物質を分離しようとする前に、物質の特性を理解することの重要性を強調している。
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