『ボヘミアン・ラプソディ』はなぜ人々を魅了したのか >>

ストローを擦って静電気を帯びさせて、蛇口から落ちる
水道水に近づけると、水がストロー側に引き寄せられる
現象があります。
また通常ストローはマイナスに帯電すると聞きました。

ということは、

(1)水道水は通常状態でプラスに帯電していることにな
 るのでしょうか?

(2)それとも、水に含まれるプラスイオンなりが水流の
 ストロー側に引き寄せられて全体的に水を引き寄せ
 るのでしょうか?
 この場合、水の中の電子は水流のストローとは逆側
 に移動するため、電子による反発よりもストローに
 近いプラスによる引力が勝って、全体的に水流が引
 き寄せられるんでしょうか?

宜しくお願いいたします。        
 

A 回答 (3件)

静電気に引きつけられる度合いは、比誘電率と関係があります。

物質を電場の中に置くと、電子の偏りが生じて、表面に電荷が現れます。これを分極といいますが、分極の起こりやすさを示すのが比誘電率です。水の比誘電率は20℃で約80あり、液体物質としては特に大きい値を持っています。

表面に現れる電荷は、近づけた電荷の反対です。ですから、プラスに帯電した物体を近づけるとマイナス、マイナスに帯電した物体を近づけるとプラスの電荷が、近づけた側の表面に現れます(反対側の表面には、その逆の電荷が現れます。電荷の合計はゼロです)。

ですから、水はプラスの電荷にも引きつけられます。アクリル樹脂を絹布で擦るとプラスに帯電しますので実験できます。

水だけでなく、紙くずや髪の毛もひきつけられますが、これも紙くずや髪の毛が分極するからです。分極は、多かれ少なかれどんな物質にも起こります。

常温の水の比誘電率が大きい理由は、No.1様の説明の通り、水の分子に電荷の偏り(極性)があるためです。
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この回答へのお礼

有難うございます。

よく解りました。

あと、もう少し教えてください。

表面に電荷が現れるとは、全ての水分子がその電気的
偏りを同一方向に揃えることで、全体的にみて電荷が
表面に現れたものと同一視できる。という事ですか?
それとも、電子が表面まで実際に移動して帯電してい
るのですか?

お礼日時:2005/06/03 09:55

電子の位置は特定できません。


だから水におけるその存在確率を濃淡で表すと酸素よりが濃くなり、
水素よりが薄くなります。(これは分子1個ごとにです。)
つまり水は普段から分極しています。

普通に流れているときは分子は無秩序ですが、帯電しているストローに近づくにつれ、水素側が近づこうとします。
そしてストローから遠ざかると何事もなかったように無秩序に振舞います。

よって、電子の移動などは考えなくてもよいです。分子の分極が作用していると考えられます。
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この回答へのお礼

有難うございます。

解りました。

お礼日時:2005/06/03 16:51

水の分子はO(酸素)にH(水素)が2つ付いた形で表されると思いますが、


イオン的にはHが+1でOが-2で全体として電気的に中性になっています。
ですが、構造的には、HがOを中心として120度の角度で2つ付いている形になるため、小さい部分でみると、電気的偏りがあります。(確か分極とかいうのだったと思う)
そのために、静電気によって引き寄せられます。
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この回答へのお礼

有難うございます。
水分子の電気的偏りが原因なんですね。

お礼日時:2005/06/03 09:41

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Q静電気が起こる仕組みって?

ストローをティッシュでよくこすると、ストローにはマイナスの電気が起こります。
そしてそのストローに別のストローを近付けたら退けあって、ティッシュを近付けたら引き合います。
電気の性質を確かめる実験としてこんな実験があります。
しかし、疑問に思うことがあるのです。マイナスの電気をもったストローにプラスの電気をもったティッシュをこすりつけたらプラスの電気がストローに帯びるようなイメージがするのです。どうしてティッシュをこすりつけたらストローのマイナスの電気が強くなるのでしょうか。
中学生にも分かるような説明をして下さる方いませんか?
教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

面白い疑問ですね。
 
摩擦電気が発生する仕組みをちょっと詳しく書いてみます。
 
物質はどんなものでも、原子からなっています。そして個々の原子には+の電気を帯びた原子核と、その周囲に分布する、負の電気を帯びた電子があります。通常、原子は、原子核の+の電荷量と総電子の-の電荷量とが一致しているため、電気を帯びていないように観察されます※
 
さて、そんな電気的に中性な物質でも、他の物質と擦れ合うと、電子を遣り取りすることがあるのです(原子核内の+の電荷を持った粒子の遣り取りは起こりません)。
ストローもティッシュも、初めは電気を帯びていませんが、互いに擦れ合うと、ティッシュを構成していた原子が持っていた電子のいくつかが、ストローの方に移動してしまいます。もちろん、移動するのはホンの一部の電子です。電子がある程度移動してしまうと、その電荷のために、それ以上の移動が妨害され、電子の移動は止まります。ですから、通常の摩擦程度では、極端に多量の電子が移動することはありません。なお、擦り合わせる物質の組合せによって、電子がどちらからどちらに移動するかという方向に決まりがあるようです。
 
ストローを+に帯電したティッシュで擦ったら、ストローは+に帯電しそうですが、ティッシュに溜まった電荷量の程度では、ストローからティッシュに向かう電子の移動を妨げることはできません。ですから、+に帯電したティッシュでストローを摩擦しても、ストローはティッシュから更に電子を奪って-に帯電することでしょう。
 
※物質によっては、原子が+の電気を帯びた陽イオンや-の電気を帯びた陰イオンになっていて、それらが結合している物質もあります。それでも、物質全体としては、電荷は0になっています。

面白い疑問ですね。
 
摩擦電気が発生する仕組みをちょっと詳しく書いてみます。
 
物質はどんなものでも、原子からなっています。そして個々の原子には+の電気を帯びた原子核と、その周囲に分布する、負の電気を帯びた電子があります。通常、原子は、原子核の+の電荷量と総電子の-の電荷量とが一致しているため、電気を帯びていないように観察されます※
 
さて、そんな電気的に中性な物質でも、他の物質と擦れ合うと、電子を遣り取りすることがあるのです(原子核内の+の電荷を持った粒子の遣り取りは起こ...続きを読む

Q水の帯電

ストローを蛇口から出る水に近づけると引き寄せる方向に水が曲がります。次のULR参照下さい。
http://chem-sai.web.infoseek.co.jp/taiden.html
私もものさしで同じ現象が起きることを確認しました。

そこで質問です。
1.水とストローどちらが正でどちらが負に帯電しているのでしょうか。
  条件次第でどちらにもなるのでしょうか。

2.水道の水ではなくスチーム(水粒)では同じように引き寄せられないのはなぜでしょうか。
  美顔器のスチーム(放電でスチームを出しているタイプ)で確認しました。
  スチームは帯電しないのでしょうか。

Aベストアンサー

普通はストローは負に帯電するようです。

ですが、この実験はおそらく正に帯電した棒を近づけてもうまく行くと思います。次のように。
ポイントは水分子が+-向きを持った構造をしていること、およびストロー付近の電界が不均一(電界はストローに近づくほど強い)ということにあるはずです。
分極した分子は正負両電荷が一分子内にあるとして、片方が電界により棒に近い方へ少し変位し、他方は電界により棒から遠い方へ少し変位し、すると、場所(による電界の強さ)の違いにより棒に近いほうの電荷が受ける引力は他方が受ける斥力よりも少し強いわけで、結局正味としては分子は棒のほうへ行きます。棒が正であろうが負であろうが。

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申し訳ありませんが、外国人の知人から教えて欲しいと頼まれたので、出来るだけ分かりやすく教えていただけたら嬉しいです。

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気圧が関係しています。指と水の間の空気が、水が落ちようとすると気圧が下が労とします。そうすると、周りにある空気の方が気圧が高くなるので水を押し上げることになります。また、水が押し上げられると気圧が高くなり、最初の位置に戻ったところで、気圧が周りと等しくなるのでとまります(最初の気圧は周りと同じなので)。
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Q水で静電気?

 トイレ等で手を洗うとき、最初に水に触れた時ビリっとなります。これは静電気なんでしょうか?普段静電気は起きやすい体質です。
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Aベストアンサー

簡潔に言いまして静電気と思います。体内に蓄積された電気が水道水を経由して短絡した為手にバチッ!と来た事と思います。個人差もありますが起こり得る出来事ですね。
水道水は必ず接地(アース)されているわけですので
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あまり参考になりませんが、

Q静電気の子供向け実験

子供向けの静電気実験で
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なぜか飛びません。
(紐と下敷きは反発しあうはずが,くっつきます。)
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どうか教えてください。

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いくつかポイントがあります。

1)ビニールのひもは、できるだけ細かく割いてください。適当な割き具合ではダメです。とことん割いてください。割いたものをティッシュでこすると、ふわっとふくらむように開きます。

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3)風船は、アートバルーン(長い風船)を使います。クラゲは人間にはくっつこうとしますので、人間からできるだけはなれたところで操作する必要があります。

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Q水分子の極性について

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として、水はわずかに負に帯電しており、正に帯電しているものさしに引き寄せられるから

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Aベストアンサー

分子として考えたら酸素のローンペアなんかが考えられるかもしれません。
また、水の表面分子は水素結合が完璧ではないので極々微小ながらローンペアが存
在している可能性もありますし、「水道の水に近づける」というのは蛇口からの流
水でしょうから、管径にたいして流速が高いと微小ながら蛇口との摩擦、さらに空
気との摩擦による静電気で帯電していることも考えられます。

帯電の主犯としては流水時の静電気の影響、微妙な影響として水分子が持っている
ローンペアと考えております。

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q鉄イオンになぜFe2+とFe3+があるの?

イオンに価数の違うものがあるという現象が理解できません・・・。

例えば、水素イオンだったらH+しかありませんよね。電子を一つ外に出した方が安定だから。

でも、鉄イオンにFe2+とFe3+があるじゃないですか!!

じゃあ、このイオンたちは外に電子を二つだしても、三つだしても安定なのでしょうか。変です。安定状態は一つじゃないんですか。あの最外核電子が希ガスと同じになると安定。

仮に安定状態にかかわらずイオンになれるんだとすれば、Fe+~Fe10+とかいくらでもありそうな気がするのです。でも、鉄の場合はFe2+とFe3+くらいしか聞かないですし、水素の場合のH2+も聞きません。どうしてでしょう(-_-;

Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要...続きを読む

Q「いずれか」と「いづれか」どっちが正しい!?

教えて下さいっ!
”どちらか”と言う意味の「いずれか」のかな表記として
「いずれか」と「いづれか」のどちらが正しいのでしょう???

私は「いずれか」だと思うんですが、辞書に「いずれか・いづ--。」と書いてあり、???になってしまいました。
どちらでもいいってことでしょうか?

Aベストアンサー

「いずれか」が正しいです.
「いづれ」は「いずれ」の歴史的かな遣いですので,昔は「いづれ」が使われていましたが,現代では「いずれ」で統一することになっていますので,「いずれ」が正しいです.

Q水には電気が流れる?流れない?

基本的な質問ですが、よろしくお願い致します。

中学の理科では水の電気分解はうすいNaOH水溶液で実験します。
これは、純水だとイオンが存在しない(非常に少ない)ため、
電流が流れないからですよね。

しかし、水に濡れた手で電気製品やコンセントを触ると感電します。

そこで、質問です。
「水は電気が流れるのですか?流れないのですか?」

手に付いている水は純水でなく、イオンが存在しているから
流れるのではないかと考えています。

この考え方で合っていますか?
また、合っているとしたら、手に付いている水(水道水)の
イオン濃度はどの程度でどのくらい電流を流すのでしょうか?

以上、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

純水でも電気は流れます.
水は,わずかながら次の式のように電離しています.
H2O → H+ + OH-
このわずかな両イオンが電気を伝えるのです.
http://www.espec.co.jp/env-test/e-seminar/basic/basic1-2.html
しかし,電気伝導度は非常に低いです.
http://reefaqua.com/tips/jundo.html

一方,水道水などでは,電解質(NaClなど)が含まれていますので,
純水と比較すると電気伝導度は高くなります.
http://www.mmm.muroran-it.ac.jp/~msakai/corrosion/moundless5.htm

イオン濃度がどのぐらいで電流を流すのか,というのは,
明確な区別はありません.入っていればいるほど,たくさん流れる,
というのが答えですね.


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