質問レス/コメントレス


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(2014/11/27 なぎささん投稿)
希硫酸の性質について質問させていただきます!
学校で理科探究という活動があり、私は酸性雨の被害を実験で調べています。
酸性雨の代わりに、希硫酸を使っているのですが(笑)、
希硫酸で育てたものは、水道水のものに比べ、成長は同じでも、少し水をやり忘れるとしおれています。
これは硫酸の脱水作用のせいだと言えるのでしょうか……。
どの本で調べても、ページを見ても、濃硫酸には脱水作用があり、希硫酸にはないということが書かれていて落胆したのですが、このページには希硫酸でも脱水作用を示すことがあると書かれていたので気になりました。
御回答よろしくお願いいたします。


<回答> 2014/11/30

なぎささん初めまして。

非常に興味深い実験をなさっているのですね!

私もとても気になります。

濃硫酸は有機物を炭化させてしまうような脱水力を持ちますが、希硫酸にその力はありません。

しかし希硫酸が乾いて濃度が上がってくると徐々に脱水力を持つようになります。

でも植物は組織の中にたくさんの水を持ちますので、希硫酸が脱水能力を示すほど乾く状況にはなかなかならないと思います。

ひとつ考えられるのは、希硫酸の酸性によって組織がダメージを受けており、少しでも水をやり忘れて植物が体調不良になるとすぐに力尽きてしまうこと。

もうひとつ考えられるのは、いわゆる「硫酸の脱水力」ではなく浸透圧による脱水。

食塩でもお砂糖でも、何か溶けている水溶液は周りから水を引っ張る性質があります(植物の細胞から水を奪ってしまう)。

例えば硫酸の代わりに同じモル濃度(先生に作り方を教えてもらいましょう)の硫酸ナトリウム(硫酸と同じような構造の中性の塩)水溶液で育ててみてはいかがでしょうか。

そうすると硫酸の酸性によるダメージなのか、浸透圧による脱水なのかわかるかもしれません。


面白い結果が得られるといいですね♪







(2014/11/26 akogarehagaussさん投稿:リンスインシャンプーの化学)
よ〜く解りました。リンスインシャンプーを考えた方々が素晴らしいのは勿論ですが、いつもながらお見事な解説です。。


<回答> 2014/11/30

akogarehagaussさんお久しぶりです!

毎度お褒め頂き光栄です。

リンスインシャンプーを考えた人は本当に想像力と実現力がある素晴らしい方なんでしょうねぇ・・・そんな人になりたいです。

面白い化学は身の回りにたくさん潜んでいますので、皆様に「おっ!」っと楽しんでいただけるよう頑張ります。







(2014/08/16 佐々木孝雄さん投稿:農薬の殺虫機構とサリン )
薬剤師ですが、コリンエステラーゼ阻害作用と構造の関係が理解できました。ありがとうございます。


<回答> 2014/11/23

佐々木様。

ご参考になったようで嬉しいです。

分子レベルで毒や薬の作用が理解できれば楽しいですよね。

今後も化学で最も大事なことのひとつ、構造-機能相関についての記事を増やしていきたいです。







(2014/08/03 嵐さん投稿:梅干しから食塩を取り出す〜探求学習)
よかった。


<回答> 2014/08/03

嵐さん。

それはよかったです!







(2014/07/03 mametenさん投稿:意外な塩化アルミニウム)
記事をみてとても感動しました。
塩化アルミニウム6水和物はエタノールにとけると聞いたことがあります。水に溶ける時とは状態が違うのですか?
どのような状態なのでしょうか?教えてください。静岡在住の高校3年生です。


<回答> 2014/08/03

mametenさん初めまして。

ご覧頂き有難うございます。

申し訳ないのですが、残念ながら塩化アルミニウム6水和物がエタノールに溶けるとどうなるのか知りません。

が、大体予想はつきます。

水はH-OHエタノールはEt-OHで非常に似ている構造をしていますから、よく似た反応を起こします。
※ Et- = CH3CH2-

おそらく水和アルミニウムイオンは、その水分子がエタノールと置き換わる平衡反応を起こします。

Al(H2O) + EtOH ⇔ Al(EtOH) + H2O

溶媒にエタノールを使う場合、エタノールが大過剰の条件になりますからこの平衡は大きく右に寄ります。

すなわち水和アルミニウムイオンによく似た、下図のようなエタノール溶媒和アルミニウムイオンが生成すると考えられます。




こうしてエタノールに溶けるんじゃないかと思います。







(2014/05/25 こーりんさん投稿)
ファンデルワールスの状態方程式の体積の補正項で分子半径をrとし、
排除体積を考えると4/3πr^3×N(アボガドロ定数)ではなく4/3πr^3×4×N
である理由がよくわからないので教えてください


<回答> 2014/08/03

こーりんさん、お久しぶりです。

ヒント(というか答え):バーロー物理化学上p42あたり。

図付きで詳しく載ってます。







(2014/05/25 化学苦手な子さん投稿)
化学の実験レポートを書いているのですが考察が全く書けません!
質問などは受け付けていますか?


<回答> 2014/08/03

化学苦手な子さん、はじめまして。

自分でがんばりましょう!!!







(2014/05/04 芦實さん投稿)
お久しぶりですぅ
無事に都内の某国立大学に行っています。
東大以外のどこかです…東大落ちました(テヘ
まあ楽しくやっています^^


<回答> 2014/05/11

芦實さんお久しぶりです。

ま、落ちるのはあるあるですよね〜、私も落ちて今の大学に通ってます。
(大学院生なので正確には「通ってた」ですが。)

大切なのは今の環境でいかに最善を尽くすかであり、いかに楽しむかです。

私は今の大学(院)に来て、尊敬する先生や興味深い研究テーマと出会い、人生最高に楽しんでますw

ぜひぜひ大学生活を楽しんでください〜。







(2014/03/25 川口さん投稿)
ヨードホルム反応の反応機構の記事を見たのですが CH3-CH(OH)-R + I2 + 2NaOH → CH3-CO-R + 2NaI + 2H2O ・・・・(2) という反応には反応機構はないのでしょうか?

<回答> 2014/04/20

川口さん初めまして。

アルコールの時はヨウ素による酸化反応でケトンが生じると知られています。

このときの実際の酸化剤はヨウ素から生じた次亜ヨウ素酸らしいです。

次亜ヨウ素酸がどのような反応機構で酸化するのか実は知らないのですが、一般的な無機酸と同様なら以下のようにエステルを経由したE2反応型の酸化反応であると考えられます。



電荷補償のためNa+を足し算すると式(2)になります。







(2014/03/08 リバプールさん投稿)
オストワルト法の素反応の四酸化二窒素と水との反応式で水が忘れられてます。
変に細かくてすいません。

/////////

水が氷の状態のとき、クラスター構造とよく言われいます。
ところで、この結晶、充填率が32%らしいのですが、どうやって計算したのでしょうか。


<回答> 2014/04/20

リバプールさん初めまして。

ひゃ〜ホントですね!

訂正しました、ご指摘ありがとうございます!!!


/////////


普通の氷のIhという結晶構造をしていて、水分子が水素結合でつながったクラスター構造をしています(下図)。



六方晶で、4つの水分子を含むひし形柱型の単位格子です。

この結晶の充填率は約34%であり、非常にスカスカなことが特徴なのは言うまでもありませんね。
(32%という充填率は調べると引っ掛かりはするのですが、リファレンス等がなくよくわかりませんでした。。。普通は「約34%」と書かれるようです。)

さて、ではこの充填率の計算です。

氷の結晶構造は中性子線回折によって分子間距離や単位格子が明らかにされています。
◎ 水素は電子が少ないのでX線では回折ピークが得られません。

水素原子は小さくほとんど酸素にめり込んでおり、水分子はほとんど球形をしているそうです。

水素を除いて空間充填モデルにすると、ちょうどだいたい酸素原子が外接する結晶構造になっていることがわかります(下図)。



したがって水分子が占める体積はほぼ酸素原子の体積に近似できるようです。

O-O原子間距離の測定値は2.76Åであるので、

(水分子1個の体積)≒ 4÷3×π×(2.76Å÷2)3 = 11.0Å3

測定値によると、単位格子は高さ7.346Å、なす角60度で1辺4.511Åのひし形柱なので、その体積は

(単位格子の体積)= 4.5112×sin(60°)×7.346=129.5Å3

したがって充填率は

(充填率)= (4×11.0Å3)÷129.5Å3×100% = 34%

となります。

水素の大きさも考慮すべきですが、共有結合からなる分子では原子半径(すなわち電子密度)がまちまちなため、厳密な計算はあまり意味がないようです。






(2014/02/26 かにゃまるさん投稿)
第一志望の都内の私大への進学が決まりました。
このサイトで化学が得意科目になったお陰です。
ありがとうございました。
入学後もまた伺いたいと思います。


<回答> 2014/04/20

かにゃまるさん、おめでとうございます!

いや〜そう言って頂けるととても有り難いです!!

大学では自由に勉強できるので、ぜひ存分に学んでください!

何かあればまたぜひ。最近多忙なので返事が遅れがちなのが申し訳ありませんが。。。







(2014/01/26 ぬまさん投稿)
ケミスさんこんばんは。
いつもブログ、ツイッター楽しく拝見させていただいてます。
質問なのですが、固体状態と溶液状態で発光スペクトルに違いがあるのが良く論文などで見受けられるのですが、それはどういった理由なのでしょうか?
例えば、固体状態のほうが溶液状態よりレッドシフトしている場合、固体状態において分子間の相互作用がHOMO-LUMOギャップに何らかの影響を与えているということなのでしょうが・・・
あまりよく理解できていません。このような知識を身に着けたいのですが、あまりいい本を知らないのと、ネットでもフィットするようなサイトがないみたいなので、ここで質問することにしました。
よろしくお願いします。


<回答> 2014/04/20

ぬまさんこんにちわ。

返信遅れてすみません。。。

分子はよく固体状態で会合するのでスペクトルに変化が生じるのはむしろ一般的です。

固体だけではなく高濃度の溶液でもよくあります。

例えばπ系化合物によくあるダビドフ分裂。

分子がぴったり積み重なる場合(H会合)は短波長側に、ずれて重なる場合(J会合)は長波長側に会合由来の吸収が現れます。
(詳しくは『有機分子材料の電子状態II』や、「H会合」等でご検索ください。)


あと私の専門のひとつ、エキシマーを形成する場合。

エキシマーとは励起二量体(excited dymer)のことで、励起状態でのみ存在する二量体です。

これも二分子が近い時、すなわち固相や高濃度溶液状態で生じます。

例えばある分子をM、その励起状態をM*というようにあらわすと、エキシマー[M-M]*は次のように生じ、発光します。

M + hν → M*

M* + M → [M-M]*

[M-M]* → 2M + hν'

エキシマーを作ると長波長側に発光が現れます。

このように、孤立分子の時と、近くの他分子と相互作用する時では吸収・発光スペクトルに変化が生じます。

ここに書ききれないほど非常に面白い話題なので、興味がおありならこれら語句でぜひ検索してみてください!







(2014/01/22 セランさん投稿)
最近分子軌道法について学んでいるのですが結合性軌道と反結合性軌道というのがよくわかりません。
原子軌道が重なりあって二つの分子軌道が出来るというのは理解できますが
何故φ=ψA+ψB φ=ψA-ψB
という違うエネルギーを持つ二つの分子軌道になるのでしょう?
そして反結合性軌道に電子が入ると結合を壊す働きがあるとはどういう事なのでしょうか?


<回答> 2014/04/20

セランさん初めまして。

そのとおり、2つの原子軌道が重なると、和と差に対応する2つの分子軌道が必ず生じます。


例えば最も簡単な分子、H2+の場合。

ψ=(1sA+1sB)/√2(結合性) と (1sA-1sB)/√2(反結合性)

ε=(∫ψHψdτ)/(∫ψ2dτ)

なので、ややこしい計算をすると、水素イオンとこの水素分子イオンとのエネルギー差ε-εH

・ 結合性

 ε-εH = (VAA + VAB)/(1+S) + 1/rAB

・反結合性

 ε-εH = (VAA - VAB)/(1-S) + 1/rAB

VとSは軌道の積に関する積分、rABは水素原子間距離です。
(解くのがかなり難しいので、詳しくはバーロー物理化学等をご覧ください。)

これらを図示すると



となり、結合性軌道に電子が入っているときはある原子間距離で安定状態に落ちますが、反結合性軌道に電子が入っているときは無限に遠くに離れた時が安定になります。

従って反結合性軌道に原子が入ると結合が切れてしまいます。







(2014/01/19 芦實さん投稿)
センター終わりました。まぁ、化学は100点なんですけどね…合計点もそんなに悪くなかったので(855/950)2次頑張ります。


<回答> 2014/04/20

芦實さんお久しぶりです。

回答遅れてすみませんでした・・・ちょっと学会うんぬんでここ数カ月超忙しかったです。

私もセンター化学は100点でしたが、他の科目がめちゃくちゃだったので大笑いでした 笑

2次はどうでしたでしょうか。

楽しい大学生活は始まりますかな??









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