物質の蒸発のメカニズムについて教えて下さい。また、物質によって蒸発しやすいものとしにくいものがあると思います。比熱や沸点が関係してくるのでしょうか?基本的なことなのかもしれませんがよろしくお願いします。

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A 回答 (5件)

rei00 です。

補足拝見しました。

> エタノールは水と比較して揮発性が高いと思います。
> それには具体的に何が関わっているのでしょうか?
 これは「エタノールは水と比較して揮発性が高い」と言うよりも,「水は揮発性が低い」と考えて下さい。つまり,水が特殊な液体です。

 その理由ですが,「水に存在する水素結合」です。もちろん,エタノ-ルの水酸基にも水素結合は存在しますが,水の場合は水酸基が2つある様なものです。そのため,水素結合によって水分子の網目構造ができます。その結果,気体になる(蒸発する)のに多くのエネルギ-が必要になり,揮発性が低くなっています。

 「水素結合」や「水」に関しても多数の質問で採り上げられていますので,トップペ-ジで検索してみて下さい。

beatzone さん
> 水は100℃まで熱しなければ蒸発しません。
 これは「蒸発」ではなくて「沸騰」ですね。洗濯物や水溜りは室温で乾きますから,蒸発は室温で普通に起こります。

 asa2000 さん,「蒸発」と「沸騰」では,現象は異なりますが,「しやすいものとしにくいもの」の違いは同じメカニズム(分子間の結合力)で説明できます。

 いかがでしょうか。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。水が特殊な液体と考えるべきなのですね。
気体になるのに多くのエネルギーを必要とするため、蒸発熱が大きいのですね。
水素結合に関してはしっかりした知識を持ち合わせていませんでした。
勉強していきたいと思います。ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/11 11:12

水と他の物質の沸点の関係については他の方の回答で御分かりのことと思いますので、沸点と蒸発のしやすさについて。


参考URLでも回答していますが蒸発を考える場合、先ず飽和蒸気圧の薄い膜が出来ると考えます。一般的に沸点が低い物の方が同一温度ではその蒸気圧は高く、その膜に含まれる物質の濃度が高い事になります。外気中のその物質の濃度を一定とした場合、拡散によって移動する量は濃度勾配に比例しますので蒸気圧の高い(一般的には沸点が低い)物質の方が蒸発しやすいと考えることが出来ます。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=161702
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この回答へのお礼

沸点が関係しているのですね。
物質の蒸気圧については理科年表等に載っているのでしょうか?
調べてみます。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/11 11:21

rei00さんの紹介された関連質問の中で紹介されているかもしれませんが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「蒸発と蒸気圧」
http://www.awds.org/ads_gym/lecture/terms_00.htm
(【全熱回収】の理解のための用語集)

「水素結合」に関しては、以前rei00さんも紹介されていましたが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?
http://203.174.72.111/ryumuk/bond2.html
(水素結合)
さらにTOPページで「水素結合」と入れて検索すると沢山Hitしますので参考にしてください。

ご参考まで。

参考URL:http://www3.ocn.ne.jp/~yam/jugyo/1B05johatu.htm
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この回答へのお礼

自分にしっかりとした化学の知識がないことがわかりました。
参考URLを基にしっかり勉強したいと思います。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/11 11:18

こんにちは。

自信がないので参考程度にしておいてください。
これは、分子の持つエネルギーと、分子間に働く結合力の問題だったと思います。
水を例にすると、氷の状態では分子の持つエネルギーよりも分子間に働く結合力のほうがはるかに強いため、分子は動くことができません。だから、氷(固体)の状態であるわけです。
ここに少し熱を加えると氷は溶けて水(液体)になります。水分子は熱(エネルギー)をもらったことで少しだけ結合力に打ち勝って自由に動けるようになります。これが、水(液体)の状態であるわけです。
さらに、熱(エネルギー)を加え続けると、水は水蒸気(気体)になります。この時、水分子はさらに沢山のエネルギーをもらったことで、分子間の結合に完全に打ち勝って、空気中に飛び出します。
また、蒸発し易いもの、しにくいものも分子間の結合力です。基本的に分子量が大きくなればなるほど、分子間力も強くなるので沸点は高くなります。しかし、16族の元素の水素化合物には例外があります。それが水なわけですが、水は100℃まで熱しなければ蒸発しません。これは、水の分子間には水素結合という特別な結合が働いているため、その結合に打ち勝つのに余計に熱(エネルギー)が必要になるわけです。沸点が上がるのはそのためです。
こんなんでいかがでしょう?
注:もし違うと言う方いらっしゃいましたら、フォローもしくは訂正お願いします。
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この回答へのお礼

なるほどです。分子間の結合力が関係しているのですね。水は本当に不思議な物質ですね。勉強になりました。ありがとうございます。

お礼日時:2001/12/03 12:11

 以前にも同じ質問がありましたね。

「QNo.106726 蒸発のメカニズムを知りたい」(↓1番目)の回答をご覧下さい。

 あるいは,トップペ-ジ(↓2番目)で「蒸発」や「蒸気圧」を検索してみて下さい。いくつか関連する話が出ています。例えば,次のもの等。

「QNo.75139 水の蒸発について」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=75139

「QNo.22624 洗濯物はなぜ乾くの?」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=22624

「QNo.40492 水の蒸発」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=40492

「QNo.106726 蒸気圧について」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=106726

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=106726, http://www.okweb.ne.jp/index.php3

この回答への補足

エタノールは水と比較して揮発性が高いと思います。それには具体的に何が関わっているのでしょうか?要因が複数あるかと思いますが、ご存知でしたら教えて下さい。よろしくお願いいたします。

補足日時:2001/12/03 12:21
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この回答へのお礼

ありがとうございます。自分で検索して勉強してみました。蒸気圧のことが自分の中で飲みこめていないような気がしますが、もう少し勉強してみます。

お礼日時:2001/12/03 12:07

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溶けると言うことは、溶媒と溶質の相互作用が絡んできます。
例えば、水のような極性の大きい(電荷に偏りがある)溶媒は、イオンになりやすい物質、例えば食塩などをよく溶かします。その場合には、溶けたものはイオンになることが多いです。しかし、イオンになりにくい物質であっても、比較的極性の大きい物質は水によく溶けます。たとえば、ショ糖や酢酸などは水によく溶けますが、この場合には、水分子の水素原子と、これらの溶質の酸素原子との間に、水素結合と呼ばれる分子間力がはたらき、その結果として溶液の状態が安定化されることになります。

それに対して、ベンゼンや種々の油などの、比較的極性の小さい有機溶媒は、極性の大きい物質を安定化する能力が小さいために、食塩などのイオンになりやすい物質は溶かしません。その一方で、極性が小さく、イオンになりにくい物をよく溶かします。上で、例に挙げたショ糖は、非常の極性が大きいために、これらの有機溶媒には溶けません。極性の小さいもの同士、例えばベンゼンと油などは均一に混ざり合います。

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溶けると言うことは、溶媒と溶質の相互作用が絡んできます。
例えば、水のような極性の大きい(電荷に偏りがある)溶媒は、イオンになりやすい物質、例えば食塩などをよく溶かします。その場合には、溶けたものはイオンになることが多いです。しかし、イオンになりにくい物質であっても、比較的極性の大きい物質は水によく溶けます。たとえば、ショ糖や酢酸などは水によく溶けますが、この場合には、水分子の水素原子と、これらの溶質の酸素原子との間に、水素結合と呼ばれる分子間力がはたらき、その結果として...続きを読む

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「溶けている」とはどういうことでしょうか?
「溶ける」という言葉は日常でも使うものですから幅がものすごく広いです。
絵の具を水に溶かすとか片栗粉を溶かすとかの場合と、溶解度を考える時の塩や砂糖を溶かすという場合とでは意味が異なります。
前者の場合、水と均一に混ざった状態が実現すれば「溶けている」と判断しています。
後者の場合、濁りや粒が見えなければ「溶けている」と判断しています。
でもこの2つは
「溶けていればどう見えるのか」  
というものです。
溶液や、溶解度を考える時の
「溶けているとはどういうことか」 
に対しては「どう見えるか」ではなくて「概念的な定義」を考える必要があります。
均一に分散していて、濁りもなければ「溶けている」と言ってもいいのかという問が存在するからです。

私は授業で次のような表現を使ってきました。

溶けている・・・溶質を構成する物質がその構成単位のレベルまでバラバラになって均一に溶媒の中に分散している

「構成単位のレベルまでバラバラになっている」というところがポイントです。

分子で出来ているものは分子までバラバラ、イオンで出来ているものはイオンまでバラバラになっているのです。
食塩を水に溶かしたとき、Na^+が10個、Cl^-が10個の塊で水の中に散らばっていれば溶けているとは言いません。小さな固体の粒が散らばっている事になります。でもこの大きさであれば濁りは見えません。100個ずつの塊でも見えないでしょう。
でも溶解度や溶解度積を考える時にはこういう小さな固体の粒は存在しなくなっているということを前提としています。(平衡状態が実現すればこういう粒はなくなっていると考えています。分離してくるか溶けてしまうかのどちらかになっているはずだとしているのです。でも平衡状態が実現するために必要な時間には触れていませんので存在しないということにはなりません。)

濁っていれば可視光線の波長程度(0.5μm程度)以上の大きさの粒が存在しているということになりますから溶けていないという判断ができます。
(この判断に立つと牛乳やペンキは溶けていないということになります。)
でも逆は成り立たないのです。
上に書いた例のような「光の波長に比べて小さいが溶けていない」という場合がある事になります。
それでも光の波長に比べて少し小さいという場合には光の当て方によっては粒の存在がわかることがあります。
濁りのまったくない、透明な溶液であるのには強い光線を当てると光の通り道がわかるのです。チンダル現象と呼ばれています。このような現象を示す溶液はコロイド溶液と呼ばれています。
高等学校の教科書では水酸化鉄のコロイドが例としてよく取り上げられています。
チンダル現象も示さないような大きさの粒が溶けないで存在しているかもしれませんが普通は調べようがありません。
(牛乳やペンキのように溶けていないと考えられるのに分離してこない溶液もコロイドとして扱っています。透明なコロイドと濁りの分かるコロイドとでは粒の大きさにかなりの違いがあります。)

「溶けている」とはどういうことでしょうか?
「溶ける」という言葉は日常でも使うものですから幅がものすごく広いです。
絵の具を水に溶かすとか片栗粉を溶かすとかの場合と、溶解度を考える時の塩や砂糖を溶かすという場合とでは意味が異なります。
前者の場合、水と均一に混ざった状態が実現すれば「溶けている」と判断しています。
後者の場合、濁りや粒が見えなければ「溶けている」と判断しています。
でもこの2つは
「溶けていればどう見えるのか」  
というものです。
溶液や、溶解度を考える...続きを読む

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また、「爆発範囲」より空気中の濃度が高ければ、火を近付けても爆発しないという事ですか?

Aベストアンサー

「沸点範囲」という言葉の意味は「沸点」の「範囲」という意味だろうという回答が#2に書かれています。
石油を精製、分離する際の蒸留(分溜)温度区分です。
それに対してのお礼が
>有難うございます
という言葉だけです。全く不足です。
自分の思い違いに気が付いたのか、やはり分からないままなのかが分かりません。
>沸点範囲より高ければ蒸発しないという意味でしょうか?
という質問は単に言葉の思い違いからだけでは出てこないものだと思うからです。
沸点とはどういうものかについての理解が危ういということのように思います。

ガソリンとか軽油、重油という区別は蒸留温度区分からのものです。
それと第一石油類、第二石油類、・・・という分類とは別のものです。
引火点で分類しています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%B1%E9%99%BA%E7%89%A9#.E7.AC.AC4.E9.A1.9E
第一石油類は1気圧の大気中での引火点が21℃未満のものという分類です。その中にガソリンは含まれます。ガソリン以外にも当てはまるものがたくさんあります。

爆発範囲、燃焼範囲は燃焼が起こる時の空気と燃料の混合比率の範囲です。
燃えるためには燃料が多すぎても少なすぎても駄目だということです。空気との割合がある一定の範囲内にあることが必要なのです。
温度が低ければ蒸気量が少なくて燃焼範囲の下限以下という状態になってしまいます。その場合、火を近づけても燃えません。温度を上げて蒸発を盛んにすると蒸気密度が燃焼範囲の中に入ってきます。そうすると火を近づけると燃えるようになります。引火点はこういう燃焼が起こるために必要な最低温度ということです。

危険物取扱者の資格は国家資格です。
試験に通ればいいのではありません。
あやふやな知識のままでは困ります。
特別な資格が要求されるということは責任も問われるということです。
場合によっては刑事責任も追及されます。

「沸点範囲」という言葉の意味は「沸点」の「範囲」という意味だろうという回答が#2に書かれています。
石油を精製、分離する際の蒸留(分溜)温度区分です。
それに対してのお礼が
>有難うございます
という言葉だけです。全く不足です。
自分の思い違いに気が付いたのか、やはり分からないままなのかが分かりません。
>沸点範囲より高ければ蒸発しないという意味でしょうか?
という質問は単に言葉の思い違いからだけでは出てこないものだと思うからです。
沸点とはどういうものかについての理解が危ういと...続きを読む


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