蒸留とは何か?簡単に仕組みを図解!

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    さてあなたは蒸留という言葉をご存知でしょうか。

     

    日常的にそこまでよく聞くような言葉ではないですが、
    学生の人やお酒が好きな人は聞く機会も多いでしょう。

     

    中には蒸留という言葉自体は知っていても、
    それがどのような仕組みなのか理解していない人もいますよね。

     

    そこでこのページでは、
    蒸留の仕組みについて簡単に図解します。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.蒸留とその仕組みについて簡単に図解!

    では蒸留とその仕組みについて簡単に見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうと蒸留(じょうりゅう)とは、
    混合物を蒸発させることによって沸点の異なる物質を分離させる方法を言います。

     

     

    簡単に言えば蒸留は、混合物からある液体のみを取り出す方法です。

     

    物質の混合物については液体と液体を混ぜ合わせたものでも、
    液体と固体を混ぜ合わせたものでもかまいません。
    (液体を主としたもので、気体と固体や固体と固体などはダメです)

     

    蒸留の仕組みについて簡単にまとめると上図のようになりますが、
    上図だけでは分かりにくいと思うのでこれから細かく解説していきます。

     

     

    まず蒸留を理解するためには、液体の沸点について理解する必要があります。

     

    沸点というのは液体が沸騰するときの温度のことを示していて、
    私たちの身近なもので分かりやすい例としては水(液体)があります。

     

    水を加熱していくと100度で沸騰して水蒸気(気体)に変化しますが、
    このとき水の沸点は100度(1気圧における場合)ということになります。

     

    ただ水の沸点が100度だからと言って、他の液体についても沸点が100度というわけではありません。

     

    例えば物質A(沸点=50度)と物質B(沸点=70度)と水(沸点=100度)の混合物から、
    蒸留という方法を用いてそれぞれを分離していきます(物質Aと物質Bも液体)。

     

     

    沸点とは液体が沸騰するときの温度のことを表しているので、
    この3種類の液体の中で沸点の低い物質Aが最も沸騰しやすいということになります。

     

    そして沸騰しやすいということは液体から気体に変化しやすいということなので、
    混合物の中に存在する物質A(液体)が1番先に気体に変化します。

     

     

    上図のように混合物を加熱していき温度が50度に達すると、
    物質Aは液体の状態から少しずつ気体に変化していきます。
    (気体の物質Aを冷やすことで、物質Aのみの液体に凝縮されます)

     

    これにより物質Bと水の混合物が残ることになるので、
    同じように物質Bと水の混合物から物質Bを分離するために再び加熱していきます。

     

     

    先ほどと同様に物質Bと水の混合物から沸点が70度の物質Bのみが気体に変化して、
    物質Bと水の混合物からは水だけが気体に変化せずに残ることになります。
    (もし100度になれば水の沸点に達するので、水は水蒸気に変化します)

     

    これにより物質Aと物質Bと水の混合物だった液体が、
    蒸留によって最終的には混合物ではなくそれぞれ単体に分離されたわけです。

     

    これが蒸留の基本的な仕組みです。

     

     

    ちなみに液体と液体の混合物ということで蒸留について解説しましたが、
    液体に固体が溶けた混合物についても仕組みはほとんど変わりません。

     

    例えば水(液体)に物質C(固体)が溶けているような場合です。

     

     

    上図のように液体と固体の混合物の場合には液体が気体にしたとしても、
    最終的に液体と固体が分離されるだけです。

     

    なので液体+液体のときと仕組みは変わりませんよね。

     

    次の章では蒸留を用いて作られるものについて簡単に解説していきますね。

     

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    2.蒸留によって作られているものについて

    では蒸留によって作られているものについて見ていきましょう。

     

    蒸留とは、混合物を蒸発させることによって沸点の異なる物質を分離させる方法です。

     

    そして実際にこの蒸留という方法を用いて作られているものが、
    蒸留水と蒸留酒です(他にも蒸留によって作られているものはあります)

     

    名前に蒸留と付いているので、すぐに分かりますよね。

     

    お酒をよく飲む人であれば蒸留酒という言葉は聞いたことがあるでしょうし、
    蒸留水に関しても学生の頃に実験などで使用している人も多いはずです。

     

    さて蒸留水と蒸留酒についてそれぞれ解説していきますね。

     

    蒸留水とは?

    まず蒸留水とは、水を蒸留することで作られる純度の高い水のことです。

     

    私たちが普段から飲んでいる水道水やペットボトル入りの水は、
    蒸留水のように純度の高い水ではありません。

     

    水道水やペットボトル入りの水みたいに手を加えられていないのであれば、
    カルシウムやマグネシウムなどのミネラル分が必ず含まれています。

     

    そして蒸留水は水道水などの水に含まれているミネラル分や、
    その他の水以外の成分を取り除いた水になります

     

     

    実際には残り物のほうには少なからず蒸発しきれない水が存在しますが、
    これは水蒸気に変化できる量に限界があるからです(この量を飽和水蒸気量と言います)。

     

    これで水蒸気に変化したものを冷やして、再び水に戻すことで純度の高い水が得られます。

     

    このような蒸留によって作られた純度の高い水のことを蒸留水と呼んでいます

     

    また蒸留水は実験などで使用されることが多く、
    学生の頃によく蒸留水を使用していた人もいるのではないでしょうか。

     

    なぜ蒸留水が実験などに使用されるのかというと、
    水道水などを使えば水以外の不純物による影響が発生する可能性があるからです。

     

    実際に水道水には殺菌消毒に使用される塩素が微量に含まれていたり、
    先ほど解説したミネラル分などの不純物が含まれています。

     

    この不純物による影響を可能な限り小さくするために、実験などでは蒸留水がよく使用されています。

     

    蒸留酒とは?

    次に蒸留酒とは、醸造酒を蒸留して作られるお酒のことでスピリッツとも呼ばれています

     

    醸造酒とは簡単に言えば穀類や果実を原料として、
    それを酵母によってアルコール発酵させたお酒のことです。

     

    そしてお酒に含まれているのはアルコールだけでなく、その多くの成分は水です。

     

    なので蒸留酒は醸造酒に含まれている水分と不純物(穀類などのカス)を取り除いて、
    アルコールの純度を高くしたお酒のことなんですね。

     

     

    お酒に含まれているアルコールとは細かく言えばエタノールのことで、
    エタノールの沸点は約78度です(水の沸点は100度)。

     

    エタノールは水よりも沸点が低いので先に気体に変化しますが、
    そのときにエタノールと一緒に水も少しだけ蒸発していきます。

     

    実は水が沸騰するのは100度ですが、水の蒸発については100度未満でも起こります

     

    ですので何度も蒸留を繰り返していくことで、
    よりアルコール純度の高い蒸留酒を作ることができます

     

     

    上図のように少しずつエタノール以外の成分が蒸留した後に残りにくくなるため、
    少しずつエタノールの純度が高くなっていくんですね。

     

     

    以上が「蒸留とは何か?簡単に仕組みを図解!」でした。

     

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    3.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 蒸留とは、混合物を蒸発させることによって沸点の異なる物質を分離させる方法のこと。
    • 蒸留を行う目的は、ある液体のみを混合物から取り出すこと。
    • 蒸留を利用して作られたものとしては、蒸留水や蒸留酒が有名。

     

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