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 ガソリンの「ハイオク」って? ★学習のポイント★
  工学院大学非常勤講師・高城英子
 (朝日新聞社発行 2015年5月23日付be)


●学習のポイント

 原油には、様々な種類の物質が混ざっているのですが、それぞれの物質の性質を保って混ざっているので、沸点などその物質の性質の違いを使って、用途に合わせたいくつもの燃料に分けることができます。混ざっている物質を分けていくには様々な方法がありますが、今回は「沸点の違い」や「水への溶けやすさ」で分けてみる事を考えます。

 (1)2種類以上の液体の沸点(沸騰する温度)の違いで分ける。【分留】

 これが今回のハイオクガソリンなど、原油からの分離にあたります。身近な分留としては、アルコール分を取り出し、蒸溜酒を造る時などに用い、日本では『らんびき』と言う器具等を用いていました。中学校では、赤ワインから透明なエタノール(沸点78℃)を取り出したり、みりんからエタノールを取り出したりする実験が取り上げられています。家庭では、一度気体になったエタノールや水を集める装置が危険なので、実験をおすすめできませんが、水を沸騰(100℃)させ、その中で別の入れ物に入れた水を温めても、沸騰することがなく、水蒸気の気泡(あわ)を確認できませんが、「焼酎」や「ウイスキー」を温めると、エタノールが"沸騰"し、気体になるので、気体のエタノールの気泡が出ているのを確かめられます。

 (2)沸点の違いを使うと、「空気」から「窒素」や「酸素」を分ける事ができます。

 分留は普通、液体を分けるときに使うのですが、空気に圧力をかけて「液体の空気」にすると、その中から、沸点の違う「液体の酸素(沸点-183℃)」や「液体の窒素(沸点-196℃)」が別々の温度で"沸騰"してくるので、その温度差を利用して「酸素」や「窒素」を取り出すことができるのです。家庭で実験することはできませんが、実際にこの方法を利用して、「液化酸素」や「液化窒素」を作り出している工場があります。

 (3)水に食塩と砂を入れた状態から、「水」「食塩(水に溶ける)」「砂(水に溶けない)」を分けるにはどうしたらいいでしょうか。家にある物を使って、「食塩」と「砂」を「水」から取り出す方法を考えてみましょう。

ヒント  たっぷりの水を使い、食塩を完全に水に溶かさないと、「食塩」と「砂」は分けられません。
     「食塩」と「砂」を分けるのは、【濾過(ろか)】という方法です。
     「水」と「食塩」を分けるのは、【蒸発】【再結晶】という方法です。

 (4)ペーパークロマトグラフィーでインクに溶けている「色」を取り出してみましょう。
 インクに混ざっている「色の色素」を、それぞれの色素の"溶け方""紙への留まり方"の違いで分けていくことができます。紙にインク(この場合は水性インク)を染み込ませ、その紙に水を吸い込ませると、水に溶けやすい「色素」は、どんどん水と共に上まで染み込んでいき、紙に留まりやすい「色素」は、早めに紙の中で動きを止めてしまいます。その差が"色のまとまり"となって、紙に残ります。同じような色でも、違う「色素」の組み合わせからできている事もあります。

<参考>
  http://www.geocities.jp/don_guri131/bussitunokouse.html:物質の構成
  http://kids.gakken.co.jp/jiten/1/10017160.html:空気の分留
  http://www.youtube.com/watch?v=j_6x3hOiQ28: you tube空気の分留(画像)
  https://www.aist.go.jp/science_town/dream_lab/dream_lab_12/dream_lab_12_01.html
  :産総研 ペーパークロマトグラフィー

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