赤ワインを蒸留してエタノールを取り出そう!

エタノールの性質を知ろう!

エタノールが何に使われているか知ってますか?

消毒に使われてる!

そうですね。

エタノールには殺菌作用があります。

じゃあ飲むとどうなるんでしょう?

死んじゃう?

いいえ、エタノールを飲んでも死ぬわけじゃないです。

エタノールを飲むと酔っ払いになります(笑)。

そう!お酒の中にはエタノールが入っているんです。

お酒にはアルコール度数という値があって、アルコール度数はそのお酒にどのくらいエタノールが入っているかを表しています。

例えば、アルコール度数8%と書かれたお酒の中身には8%のエタノールが入っているってことです。

アルコール度数10%の赤ワイン500mLの中には500mL×0.1(10%)で50mLのエタノールが入っていると考えられますね。

 

ちなみに、アルコールランプの中身はエタノールではなくてメタノールという物質です。

メタノールは飲むと失明するような危険な液体なので、違うものだということも知っておいてください。

エタノールは他にも、油性ペンの文字を消すのにも使えます。

POINT

エタノールは消毒に使われ、殺菌作用のある無色でにおいのある液体

蒸留をしてみよう!

今回は赤ワインからエタノールを取り出してみましょう!

ワインは赤いけどその中にエタノールが入ってるのか

さて、どうやって取り出せばいいでしょうか?

今日の課題

赤ワインからエタノールを取り出すにはどうすればいい?

混ざったものを2つに分けるのはかなり難しい作業になります。

もし、砂糖と水を混ぜてしまって砂糖を取り出したい場合はどうすればいいでしょう?

水を蒸発させる!

そうです!水を蒸発させると固体の砂糖が出てくるはずですね。

砂糖と水の場合は固体+液体ですが、赤ワインは主にエタノールと水からできているので、液体+液体が混ぜっているので難易度が高いです。

じゃあどうすればいいか、正解は砂糖水と同じように蒸発させるんです!

そしたら、エタノールと水の両方とも蒸発しない?

と、思いますが、

エタノールの沸点(気体に変わる温度)は78℃で水の沸点の100℃よりも低いんです。

つまり、例えば90℃の時はエタノールは気体の状態なのに、水は液体の状態になります。

状態が違えば、砂糖と水のように2つの成分に分けることができます!

沸点についてはコチラ↓

蒸発と沸騰の違いって何だろう?富士山では88℃で沸騰する!
さて、何が違うのでしょう?どちらも、液体が気体に状態変化することだとわかると思います。水をイメージして考えます。コップの中に水を入れてほかっておくと、いつの間にか水の量が減ります。これが蒸発です。洗濯物を干しておくと乾くのも蒸発です...

沸点の差を利用して混合物から成分を分離する方法を蒸留といいます。

POINT

液体+液体の混合物でも沸点の違いを利用して蒸留できる

【実験】

以下の装置を組み立てて蒸留をしてみましょう。

この実験では、ガスバーナーの火を弱めにして温度をゆるやかに上げないといけません

なんで?

一気に温度が上がると100℃以上になってしまって、エタノールも水も両方気体になって分離することが出来なくなってしまうからです。

POINT

赤ワインが78℃~100℃の間になるようにゆっくり加熱する

仕組みは赤ワインを加熱して、成分を気体にした後右側の試験管の中で冷やして液体に戻すことで、取り出すという感じです。

加熱を続けると集められる液体の成分が変わってくるはずなので、1mlほど試験管に集めたら次の試験管に付け替えます。

このようにして試験管3本にそれぞれ液体を集めます。

集められた液体の成分が試験管ごとに違えば、実験は成功です。

確かめてみましょう。

エタノールの成分を確認しよう

蒸留によって集められた3本の試験管を比較すると、

3本とも無色透明の液体ですが、最初に集めた試験管は、特有のにおい(エタノールのにおい)がします。

逆に3本目に集めた試験管の液体はにおいがほとんどしません

におい以外にもエタノールを確かめる方法として、

・脱脂綿に液体を付けて火をつける⇒火がつけばエタノール

手に液体を付ける⇒手がスースーすればエタノール

・ガラスに書いた油性ペンの文字が消えればエタノール

というような確認方法があります。

POINT

沸点の低いエタノールが先に集められ、エタノールがなくなった後に水が集まる 

沸点が低いエタノールが先に気体になって集められ、沸点の高い水が後から集められたことがわかりますね。

沸点の違いを利用して分離できたね!

蒸留によって、アルコール度数の高いお酒を作ったり、石油を灯油・軽油・ガソリン・重油に分けたりと身の回りでもたくさん利用されています。

今日のまとめ

沸点の差を利用して混合物から成分を分離することを蒸留という

赤ワインを蒸留をすると、沸点が低いエタノールが先に集まる

においや火がつくかどうかでエタノールか判断できる

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