問題

 水 84 molに成分A 16 molを溶解た水溶液に、純粋トルエン84 molを加え容器中で攪拌し、 静連しところ、2 液相に分離した。上層のA成分の量として、最も近い値はどれか。
 相互溶解は非常に小さいので、ここでは、相互落解度ゼロとし算出てよい。液液平衡データを下表に示す。

水ートルエンの役役平衡データ 単位はmol%

水相
トルエン相
A
トルエン
A
トルエン
92.1
7.8
0.1
0.5
2.6
96.9
84.8
15
0.2
1
5
94

① 2 mol
② 4 mol
③ 8 mol
④ 12 mol
⑤ 15 mol

【引用】公益社団法人日本技術士会「過去問題(第一次試験)」ページ内掲載資料(
https://www.engineer.or.jp/c_topics/010/attached/attach_10606_7.pdf、2025年5月9日アクセス)

解答

水の比重は1.00、トルエンの比重は0.87のため、上層はトルエンである。

また、表の下段においてトルエン相に成分Aは5 mol%、水相には 15 mol%であり、A成分は水に溶けやすいことが分かる。

以上の事を踏まえ、各層における成分のモル数を計算すると、

上層(トルエン相) では 84 ×(5 ÷ 94)= 4.46 mol
下層(水相)では 84 × (15 ÷ 84.8) = 15 mol

よって答えは②となる。

答え