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。
この章でつまずきやすいところ
蒸留の単元は、装置の図や沸点の数字に気を取られて「結局なにを測っていて、なにが出てくるのか」が途中であいまいになりがちです。本文を読みながらつまずきやすい4つの場面を、見分け方と短い具体例で押さえます。
温度計が液体の温度を測っていると思い込んでしまう
- つまずく場面：「温度計は枝の付け根に球部を合わせる」と本文で読んだとき、フラスコの中の液体に温度計を突っ込みたい気持ちになり、なぜわざわざ枝の付け根なのかが途中で分からなくなる場面です。
- 克服のコツ：位置関係で整理します。温度計の球部が当たっているのは「フラスコから出ていこうとする気体（蒸気）」です。液体ではなく蒸気の温度を読むからこそ、いま蒸発している成分がエタノール寄りか水寄りかが判断できる、という因果のつながりで読み直すと迷いが消えます。
- ミニ例：78℃前後で温度計が止まれば、出ている蒸気はエタノール中心。100℃近くまで上がってきたら、蒸気に水が混ざってきた合図、と読みます。
冷却水を蒸気と同じ向きに流すと思い込んでしまう
- つまずく場面：蒸留装置の図でリービッヒ冷却器の矢印を見ているとき、「蒸気と水が同じ方向に進んだほうが自然では」と感じてしまい、なぜ水を下から上へ、蒸気と逆向きに流すのかが本文中で引っかかる場面です。
- 克服のコツ：位置関係で整理します。水を下から入れると冷却器の内部が常に水で満たされ、冷やす力が安定します。さらに蒸気と逆向きに流すことで、出口側でも新しい冷たい水と蒸気が出会えるので、温度差が最後まで大きく保たれる、という設計です。
- ミニ例：もし水を上から下に流すと、冷却器の中に空気のすきまができたり、出口付近で水が温まりきって蒸気を冷やしきれないことになります。
蒸留すれば純粋なエタノールが取り出せると思い込んでしまう
- つまずく場面：「エタノールの沸点は78℃、水は100℃」と読んだ直後、最初の試験管にはエタノールだけが集まると思ってしまい、本文の「完全に純粋なエタノールにはならない」という記述で「あれ?」となる場面です。
- 克服のコツ：因果関係で整理します。78℃を超えるとエタノールが盛んに蒸発しますが、水も少しずつ蒸発しているため、蒸気には水が混ざります。だから取れるのは「もとよりエタノール濃度が高い液体」であって、純粋なエタノールそのものではない、と教科書では整理します。
- ミニ例：試験管1の液体に火を近づけるとよく燃えるのはエタノールが多いから。ただし水分が残っているので、100%エタノールにはなりません。
食塩水を蒸留したら食塩も一緒に出てくると思い込んでしまう
- つまずく場面：単元のまとめで「ろ過・再結晶・水の蒸発・蒸留」が並んでいるところを読み比べているとき、食塩水を蒸留したら何が試験管に集まるのかが途中で分からなくなり、固体の食塩まで出てきそうに感じてしまう場面です。
- 克服のコツ：見分け方で整理します。蒸留の主役は沸点です。食塩は加熱しても気体になりにくいので、冷却器を通ってくるのは水蒸気だけ。結果として試験管には水が、加熱容器の中には食塩が残る、という役割分担になります。
- ミニ例：食塩水を蒸留すると、試験管側には水、枝つきフラスコの中には食塩が残ります。水だけを取り出したいときに使う方法、と教科書では整理します。
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。
もっと知る ── 発展・実生活（出典つき）
※ 教科書の内容に、信頼できる出典をもとにした発展・実生活・時事の話題を補足しています（教科書そのものではありません）。
海水から飲み水をつくる（海水淡水化）実生活
海水を加熱して水蒸気にし、それを冷やして塩のない真水を取り出す方法を蒸発法（蒸留の一種）といい、これは実験で塩水を蒸留して真水を得るときと同じ原理です。ただし、日本の大規模な海水淡水化施設である福岡市のまみずピアや沖縄県（北谷町）の施設では、実際には蒸留ではなく半透膜を使う逆浸透法で海水から真水をつくっています。逆浸透法は、処理のしくみが簡単で経済的なため選ばれています。
原油を沸点ごとに分ける石油の分留実生活
製油所では原油を加熱炉で約350℃まで熱して常圧蒸留塔に吹き込み、沸点の違いを利用してLPガス・ナフサ・灯油・軽油・重油などに分けます。このように沸点の差で何種類もの成分を一度に分けることを分留といい、蒸留を発展させた技術です。
焼酎やウイスキーをつくる蒸留器実生活
ビールやワインのような醸造酒を蒸留してアルコール濃度を高めたお酒が、焼酎・ウイスキーなどの蒸留酒です。原料を一回ずつ入れて蒸留する単式蒸留と、連続して蒸留できる連続式蒸留があり、酒税法でもこの蒸留方法によって焼酎が区分されています。
植物の香りを取り出す水蒸気蒸留実生活
ハッカ（薄荷）やラベンダーなどの香り成分（精油）は、植物に水蒸気を当てて成分を蒸気と一緒に運び出し、冷やして取り出します。これを水蒸気蒸留法といい、得られた液は水に溶けにくい精油と芳香蒸留水（ハーブウォーター）の2層に分かれます。
沸点は気圧によって変わる発展
水の沸点は約100℃と習いますが、これは平地での気圧での値です。気圧が低い高い山の上では水は100℃より低い温度で沸騰し、富士山の山頂では約88℃で沸騰します。逆に圧力鍋は中の気圧を高めて沸点を約120℃まで上げ、短時間で調理できるようにしています。
温度計はなぜ100℃ぴったりにならない？発展
実験で水の沸点をはかると、ちょうど100℃にならないことがよくあります。これはガラス温度計の目盛りのずれや、その日の気圧、水にとけた空気などが原因で、測定値が必ずしも正しい水温とは限らないためです。実験では数値そのものより、温度の変化のしかたに注目することが大切です。