種々の溶媒に含まれる微量揮発性物質の活量に関する研究

• 研究課題/領域番号: 06650868
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 化学工学一般
• 研究機関: 宇部工業高等専門学校
• 研究代表者: 福地 賢治 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (00117235)
• 研究分担者: 荒井 康彦 九州大学, 工学部, 教授 (50005435)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 相平衡 / 活量係数 / 無限希釈 / ガス・ストリッピング法 / ASOG式 / アルカン / アルコール / エーテル

研究概要

化学工業や最近のバイオインダストリーでは分離・精製技術が重要であり、相平衡関係の基礎データとして液相の非理想性を表現する活量(活量係数)が必須となる。しかしながら、実測データの蓄積も不十分であり、また工学的に有用な推算法も少ないのが現状である。そこで本研究では、迅速かつ正確な測定を可能にするガス・ストリッピング法による無限希釈活量係数の測定装置を製作し、炭化水素溶媒中の揮発性物質(アルコール、エーテルなど)の測定を系統的に行った。
まず、ガス・ストリッピング法による無限希釈活量係数の測定装置を製作した(福地)。装置は、水恒温槽部、サンプリング部、濃度分析部から構成される。現有の冷凍機付き恒温水相で測定温度20〜80℃に±0.03℃で制御されたディリューター中の溶質(揮発成分)がヘリウムガスで溶媒からストリッピングされ、現有の空気恒温槽中のサンプル管を備えた六方切り換えコックを経て、本研究の設備備品として購入したガスクロマトグラフ(ジ-エルサイエンス(株)GC-380TDD)で濃度の時間変化が分析され、無限希釈活量係数を決定できる。本装置を用いて、無限希釈活量係数データの豊富なヘキサン+ヘキサデカン系の測定を20〜80℃で行い、文献値と比較することで、本実験方法を検証した。次に、炭化水素溶媒(オクタン、ノナン、テトラデカン、ヘキサデカン)中の溶質(メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル)の無限希釈活量係数を20〜80℃の範囲内で測定した(福地)。今後は、溶質としてケトンや水の測定も計画中である。
さらに、集積したデータに立脚し、工学的に有用な無限希釈活量係数推算法であるASOG式を適用し、良好な結果を得た。さらに、極性物質にも十分適用できるグループ寄与法を新たに検討している(荒井)。