分餾：蒸発および凝縮によって分離する
導入済み| English | 意味 |
|---|---|
| fraction/ˈfrækʃn/ | 画分 |
| feedstock/ˈfiːdstɒk/ | 原料 |
この観察を説明する要因は何か？
- 蒸留塔は多くの化合物を含む燃料の画分を収集できる。有用な沸点範囲を分離することは、収集された液体中のすべての分子が同一であることを意味しない。
- まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。
モデルを構築する
- 原油を加熱すると多くの成分が蒸発する。蒸気は下部が熱く上部が冷たい分餾柱に入る。成分は themselves を液体にするのに十分な低温領域で凝縮する。高い沸点の炭化水素は下部で凝縮し、低い沸点のものはさらに上まで移動してから凝縮する。収集された各画分には、一つの高純度物質ではなく、類似した炭素数と沸点範囲を持つ分子が含まれる。
- 画分：類似した炭素数と沸点範囲を持つ分離された炭化水素の混合物；原料：他の化学品や材料を製造するために使用される出発材料。
なぜ沸点の高い成分は、一般にカラムの下部で凝縮するのか？
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蒸留塔の底が最も熱いです。沸点の高い成分は、蒸気が沸点以下に冷却された瞬間に凝縮します。これは塔の低い位置で起こり、沸点の低い蒸気は凝縮する前により冷たい上部へ上昇します。
各専門用語を正確な意味と対応させよ。
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関連する物理量やプロセスを区別するために定義を使用せよ。
これを検証できる証拠を選ぶ
- 蒸発と凝縮は物理変化であり、炭素鎖を切断せずに分子が分離される。十分な揮発性を持つ画分は上部で気体として残ることもあり、重質物質は下部付近に残る。燃料にはガソリン、軽油、灯油、重油、液化石油ガスなどが含まれる。また、画分は溶媒、潤滑油、高分子、洗剤などの製造に使用される石油化学工業の原料としても機能する。炭素原子は関連する構造ファミリー同士で結合することができ、これが天然および合成炭素化合物の多様性を説明する一因となる。
- 温度勾配図上でラベル付きの蒸気を追跡し、与えられた沸点範囲を用いてどこで凝縮するかを説明せよ。特定の画分の目的である燃料としての用途と、原料としての用途を比較せよ。単なる名前の暗記順序だけで説明を置き換えるのは不適切であり、他の具体的な画分の名称は必須ではない。学校の演示実験では、密閉加熱された原油容器を使用せず、承認された代替装置およびリスク評価を使用しなければならない。
この場合、調査やモデルをより妥当にする2つの習慣は何か。
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条件や仮定を明記することで他者が正確に再現でき、根拠となる証拠を記録することで結論を検証できます。相反する結果を隠すと、誤った結論を疑う証拠を失いますし、単一の測定でより広い主張を成立させることはできません。
既知の量から始める
- 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
- 既知: 図示されたカラム領域は 180 °C に位置する。沸点が 250 °C の成分は蒸気がこの領域に冷却される際に凝縮できるが、沸点が 100 °C の成分は気体として残ってさらに上昇する。これらの提供された沸点の差は ΔT=250−100=150 °C である。これらの架空の数値は分離原理を示すものであり、公式の分画境界ではない。
2つの提供された成分の沸点は 220 °C と 80 °C である。その差を求めよ。以下の手順を用いる：既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。
2つの成分の沸点は 220 °C と 80 °C である。その差を求めよ。
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結果は 140 °C です。既知: 沸点が 220 と 80 °C です。差 = 220 - 80 = 140 °C。沸点の差が大きいほど、塔内での分馏分離が容易になります。
結論とその限界を確認する
- 大きな分子が重いからといってより遠くまで上昇すると错误或、塔が新しいアルカンを生成すると述べるな。位置は温度勾配内での沸騰挙動によって決まる。収集された画分が必ずしも純粋とは限らず、工業プロセスにおける温度も一定ではない。クラッキングは後続の化学反応であり、分馏の別名ではない。
- 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。
分餾は炭素-炭素結合を切断してより小さな分子を作る。この主張は誤りである: 分餾は物理的分離であり、分子は蒸発・凝縮しても変化しない。炭素-炭素結合を切断してより小さな分子を作るのは「クラック（熱分解）」という別個の化学プロセスである。
分馏：蒸発および凝縮による分離：蒸発と凝縮は物理変化であり、炭素鎖を切断せずに分子が分離される。十分な揮発性を持つ画分は上部で気体として残ることもあり、重質物質は下部付近に残る。燃料にはガソリン、軽油、灯油、重油、液化石油ガスなどが含まれる。また、画分は溶媒、潤滑油、高分子、洗剤などの製造に使用される石油化学工業の原料としても機能する。炭素原子は関連する構造ファミリー同士で結合することができ、これが天然および合成炭素化合物の多様性を説明する一因となる。
分留は、より小さな分子を作るために炭素-炭素結合を切断する。
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分馏は物理的な分離です: 分子は蒸発して凝縮しても変化しません。炭素-炭素結合を切断して小さな分子を作るのは CRACKING（クラッキング）であり、別に行われる化学プロセスです。
炭素数および沸点範囲が類似した炭化水素の混合体が分離されたもの：技術用語を書け。
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画分とは、炭素数および沸点範囲が類似した炭化水素の混合体が分離されたものを指す。