気体の混合物の分離とは?

液体にして分離する方法

空気は、窒素・酸素、その他の気体の混合物ですが、
これに圧力をかけて、冷やすと、液体空気が得られます。




液体空気の中にある液体窒素も液体酸素も
それぞれ違った沸点をもっていますから
これを放置しておくと、沸点の低いヘリウムや
ネオンが気体となって蒸発し
続いて窒素・アルゴンが蒸発します。

残った液には、酸素が多く含まれますが
これが蒸発すると、クリプトンやキセノンなどの液体が残ります。

このような方法でそれぞれの気体を分離することができます。

また、アンモニアと水素や窒素の混合気体を冷やすと
アンモニアは液体になり、他は気体のままでいるので
アンモニアを分離することができます。

このように気体混合物は、その全部を液体にしてから分留するか
液化しやすい気体だけを液化して分離します。

吸収剤・吸着剤などで分離する方法

二酸化炭素と酸素の混合気体から
酸素だけを分離するにはつぎのようにします。

混合気体を注射器に入れ、二酸化炭素をよく吸収する液
(水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの濃い水溶液)を吸い込み
栓をしてよく振ります。

すると、二酸化炭素は、それらの液に溶けるので
気体の体積は小さくなり、酸素だけが残ります。



空気中の酸素の量を測定する

窒素の混合気体から、酸素を取り除くには、つぎのようにします。

酸素は、塩基性にしたピロガロールの水溶液
(ピロガロールの5%水溶液と10%水酸化ナトリウム水溶液を1対1に混ぜたもの)に吸収されるので

まえのように注射器に入れて振ると、酸素は吸収され窒素だけが分離します。

この方法を用いると、空気中の酸素の量を測定することができます。
すなわち、注射器にとってはじめの空気の体積V1をはかっておき

つぎにピロガロールを入れて、これに吸収された酸素の体積V2をはかれば
V2/V1 が空気中の酸素の割合となります。

また、つぎのような方法もあります。

繊維状の鉄(スチールウール)を試験管に入れ
水の中に逆さまに立てておくと、空気中の酸素は
スチールウールをさびさせるのに使われてしまいます。

そのため、使われた酸素の量(体積)だけ
水が試験管の中に入りますから
その体積から酸素の量を測定することができます。







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