混じった液体を分けたいとき
たとえばワインや日本酒のような 醸造酒 は、水とエタノール（アルコール）の混合物です。ここから純粋なエタノールに近いものを取り出したい ── こんなときどうすればいいでしょうか。ヒントは、水とエタノールで 沸点が違う ことです。
- 水の沸点：100℃
- エタノールの沸点：78℃
液体を加熱していくと、沸点の低いエタノールが先に蒸発します。その蒸気を集めて冷やせば、ふたたび液体に戻ります。戻った液体には、もとの混合物よりエタノールが多く含まれています。これが蒸留のしくみです。
蒸留の装置
教科書に必ず出てくる、蒸留装置の図を確認します。各部に名前と役割があり、どれも「なぜそこにそれが置かれているか」がはっきり決まっています。
- 温度計は 枝の付け根 に球部を合わせる。液体の温度ではなく、出てくる気体の温度 を測るため。
- 沸騰石を必ず入れる。突然沸騰して液体が飛び出す「突沸（とっぷつ）」を防ぐためです。
- 加熱はガスバーナーで 弱火。急激に加熱すると、液体が一気に飛び出してしまいます。
- 冷却器の水は 下から上に 流す。蒸気が進む向きと逆方向に水を流すことで、効率よく冷やせます。
水とエタノールの蒸留 ── 何が起きるか
実際に水とエタノールの混合液（たとえば赤ワインなど）を蒸留すると、温度計の値の変化と、出てくる液体の性質に注目するとよくわかります。
- 加熱開始：温度がゆっくり上がっていく。
- 78℃付近：エタノールが盛んに蒸発。温度計の値はしばらく78℃前後で停滞気味になる。
- 試験管1（最初に集まる液体）：エタノールが多めに含まれる。火を近づけると よく燃える。アルコール特有のにおいがある。
- 温度がさらに上がり100℃近くに：水も蒸発し始める。
- 試験管2（あとから集まる液体）：水のほうが多い。火を近づけても あまり燃えない。においも弱い。
大事なのは、蒸留しても 完全に純粋なエタノールにはならない ということ。沸点が78℃と100℃で離れているとはいえ、エタノールの蒸気の中には水蒸気も少し混じってしまいます。それでも、もとの混合液よりは エタノール濃度をずっと高くできる ── これが蒸留の効果です。
身近な蒸留の応用
蒸留は、実は私たちの身のまわりでも広く使われている技術です。
- ウイスキー・焼酎の製造：醸造酒（ビール・ワイン・日本酒のもとになる液体）を蒸留して、アルコール濃度を高めたお酒。
- 海水から真水を作る装置：海水を加熱して水蒸気にし、それを冷やして真水を取り出す。船や離島で使われます。
- 石油の精製：原油を加熱し、沸点の違いを利用して ガソリン・灯油・軽油・重油 などに分けます（分留）。これも蒸留の一種。
再結晶と蒸留の使い分け（単元2のまとめ）
単元2でいくつかの「物質を取り出す方法」が出てきました。混乱しやすいので、ここで一度整理しておきます。
液体に溶けない固体を取り出す → ろ過（例：泥水から砂を分ける）
水溶液中の固体を、純粋に取り出す → 再結晶（例：硝酸カリウム水溶液を冷やす）
水溶液から溶質を全部取り出す → 水を蒸発させる（例：食塩水から食塩）
混じった液体を分ける → 蒸留（例：水とエタノール）
「何を取り出したいか」「もとの混合物が固体なのか液体なのか」で方法が変わります。テストではこの使い分けをよく問われます。
練習問題
- 蒸留する液体を入れる、口が枝のように出ているフラスコ。
- 突沸を防ぐために、フラスコの底に入れる小さな石。
- 蒸気を冷やして液体に戻す、水を流す筒状の装置。
- 出てきた液体を集める器具。
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(1) 枝つきフラスコ
(2) 沸騰石
(3) リービッヒ冷却器
(4) 試験管
- 温度計の球部を、枝つきフラスコの 枝の付け根 に合わせるのはなぜか。
- 蒸留前に 沸騰石 を入れるのはなぜか。
- 冷却器の水を 下から上に 流すのはなぜか。
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(1) 出てくる 気体（蒸気）の温度 を測るため。液体の温度ではなく、フラスコから出ていく蒸気の温度を測ることで、いま何が蒸発しているかがわかる。
(2) 突沸（液体が突然沸騰して飛び出すこと）を防ぐため。沸騰石の小さな穴から少しずつ気泡が出ることで、おだやかに沸騰させることができる。
(3) 冷却器の中を 水で常に満たし、効率よく蒸気を冷やすため。蒸気の進む向きと逆方向に水を流すことで、温度差を大きく保てる。
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解答：エタノール
理由：エタノールの沸点（78℃）は水の沸点（100℃）よりも低いため、加熱すると エタノールのほうが先に蒸発 する。最初に冷却器を通って試験管にたまる液体は、その蒸気を冷やしたものなので、エタノールの割合が高くなる。ただし、水の蒸気も少し混じるので、完全に純粋なエタノールにはならない。
まとめ
- 蒸留：液体を加熱して蒸発させ、蒸気を冷やして再び液体として取り出す操作。沸点の違い を利用する。
- 水（100℃）とエタノール（78℃）の混合液を蒸留すると、最初は エタノールが多い液体 が出てくる。
- 装置の重要ポイント：温度計は枝の付け根・沸騰石を入れる・冷却水は下から上。
- 応用：ウイスキーや焼酎の製造、海水からの真水取り出し、石油の精製（分留）など。
- 単元2で学んだ取り出し方の使い分け：ろ過／再結晶／水の蒸発／蒸留。何を分けたいかで選ぶ。