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水とメタノールの混合溶液について、屈折率、粘性率をしらべたところ、
メタノールの40~50wt%で値が最大となり、純水、純メタノール溶液
では、それに比べて、小さくなるのはなぜなのでしょうか?
分子論的な観点とマクロな観点からの考察をしていただきたいです。
よろしくおねがいします。

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観点」に関するQ&A: 短歌の評価の観点

A 回答 (1件)

全く同じ質問がなされています(下記のURLを参照)。



物理化学の成書で「部分モル量」をキーワードで調べれば,より詳しく書いてあると思います。

屈折率とは,光の伝搬速度が媒質内でどれだけ低下するかという割合を示す値なので,同じ物質で比較すると密度の高いときほど高屈折率になります。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=180964
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Qメタノール

水の密度は約1。メタノールの密度は約0,8。なのに混ぜても比例関係にならないのはどうしてですか?
 他にも屈折率や粘性率は、水にメタノールを加えると高くなる。(だいたい40~50%ぐらいが一番高いです。)何故でしょう??教えてください!
 
 一応メタノールの -OH が水と関係してるとこまではなんとなく分かったんですけど・・・・おねがいします!

Aベストアンサー

 学生実験で行いました。以下のURLのようにピクノメーターを使用しました。
さて、hajime40さんの回答で十分だとは思いますが念のため。
水は極性分子なので、水素結合によりその体積を最小にしようというように分子同士が引き合っています。逆に熱運動により離れようとしています。これが、0℃~100℃までの液体の水の状態で、分子お互いの位置が自由に移動できて、体積が限られているものです。水に溶けるとは「水和する」ことです。物質のイオンや極性の部分が水の極性分子との静電気的な力で引き合い、水分子内に入り込む状態です。メタノールは水よりも大きな分子ですが、CH3-OHのメチル基(CH3-)部位は極性がありません。ヒドロキシル基(OH-)部分に極性があり、ここが親水基となります。酸素原子は電気陰性度が高く電子を吸引するので部分的にマイナスとなっています。水素部分は逆にプラスとなっています。アルコールのヒドロキシル基の部分に水素結合で水分子が集まっている状態です。疎水基のメチル基の部分はアルコールの疎水基のみと分子間力で集合します。かなり、まばらな状態にあるアルコール分子(疎水基の影響で)の中に水分子が入り込む状態がおわかりでしょうか。

参考URL:http://chem.sci.utsunomiya-u.ac.jp/v1n1/yoshimura/DT-5/Abstruct.html

 学生実験で行いました。以下のURLのようにピクノメーターを使用しました。
さて、hajime40さんの回答で十分だとは思いますが念のため。
水は極性分子なので、水素結合によりその体積を最小にしようというように分子同士が引き合っています。逆に熱運動により離れようとしています。これが、0℃~100℃までの液体の水の状態で、分子お互いの位置が自由に移動できて、体積が限られているものです。水に溶けるとは「水和する」ことです。物質のイオンや極性の部分が水の極性分子との静電気的な力で引き合い...続きを読む

Qエタノールorメタノールと水の混合

エタノール,もしくはメタノールと水をある体積ずつ混合すると,混合した液体の体積は,元の2つの液体(エタノール,もしくはメタノールと水)の体積の合計よりも減ると聞きました。そこで,精度の悪い容器を使ってエタノールと水を混合してみたのですが,そんなに減ったようには見えませんでした。そこで質問です。
1.実際にどのぐらい体積が減るのでしょうか?例えば,エタノールと水が100mlずつであれば,合計した液体の体積はいくらぐらいになるでしょうか?
2.何か実験をする上でのコツがあるのでしょうか?
3.エタノールと水以外に,混合すると体積が減るような液体の組み合わせをご存知でしたら,教えてください。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

1. 産総研のHPに水とエタノールの混合物の密度データがあります。リンクを張ったので参考にしてください。

2.既に回答がありますが、なるべく溶液の量を多くして繰り返しおこない平均値を出すのが良いと思います。

3.基本的に混ざり合う液体同士ならその混合比によって密度は変わります。
面白い例としては、テトラクロロエタンとシクロペンタンの混合液は、テトラクロロエタンの割合が少ないと堆積が減りますが、多いと増えます。
テトラクロロエタンの割合が約25%の時体積が最小になり(別々に測ったときより体積が減ります)、テトラクロロエタンの割合が約75%の時最大に成ります(別々に測ったときより体積が増えます)。

理由は、大学初年度の物理化学の授業ででてくると思います。

参考URL:http://www.nmij.jp/chishiki/alcohol.html

QLangmuirとFreundlichの等温線は直線になればなるほど正しいですか?

吸着剤に活性炭、吸着質は酢酸銅水溶液です。
Langmuirの方がFreundlichよりもより直線(Rが1に近い)に近かったのですが活性炭は不均一表面なのでFreundlichの方が適合するはずなのですが、文献にはLangmuirのほうが適合すると書いてありました。どう解釈したらよろしいのですか?

それと・・・
Langmuirの式ではC/q=1/K+aC/Kと表せられるとこまでは分かります。(C:濃度(mmol/L) q:吸着量(mmol/g) a:Langmuir定数 (l/mmol) K:Langmuir平衡定数(l/g))
aとKは何を表しているんでしょう?それとaとKが変化すると何が変化するんでしょうか?

Freundlichの式ではlnq=lnK+blnC(q:吸着量 K:Freundlich平衡定数 b:Freundlich定数 C:濃度)
bとKは何を表しているんですか?それとbとKが変化すると何が変化するんでしょうか?

Aベストアンサー

ある式に結果が従うことと,その式の導出モデルと結果が同じであることとは,別の話です.なので,事実として Langmuir 式に近い等温線が得られた,という,それ以上でもそれ以下でもありません.

Langmuir 式の定数は,Langmuir の吸着モデルにさかのぼって考えればわかります.
Freundlich 式は,そもそも実験式であって,各定数の物理的意味はありません.もちろん,ある吸着モデルから,結果として Freundlich 式になるような導出はいくつもあります.それらについては,やはり各モデルにさかのぼって調べることでしょう.

各定数が変化したらどうなるか,そういうのは自分で実際に数値を入れてみたらいいのではないですかね.Excel とか使えば簡単にできることです.等温線がどうなるか,数値をいろいろと変えて観察するのはよい勉強です.

Qキレート滴定について。

度々失礼します。

キレート滴定の実験で、溶液のpHを緩衝溶液で特定のpH範囲に調整しなければならないのはどうしてでしょうか?
どなたか解る方教えてください。

Aベストアンサー

理由1:金属イオンとキレートが結合する強さ(安定度定数)は、pHによって変化する。
 pHが低いほど結合は弱くなるので、できれば高pH域でやりたい。
理由2:しかし、金属イオンはpHが高くなると水酸化物の沈殿になり、キレート滴定できない。
 水酸化物が出来ないpH領域でなければならない。
理由3:キレート剤は酸であり、金属イオンと結合する際、水素イオンを放出すし、溶液のpHを変化させる可能性がある。
 このため、溶液にpH緩衝性を持たせている。

参考:少し前の質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=857044

Q部分モル体積とは?

初めまして、bababanbanと申します。
物理化学を勉強していると、部分モル量や部分モル体積といった言葉をよく目にします。

部分モル体積とは何なのでしょう?
どういうものなのかいまいちイメージができないため、質問させていただきました。

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

2成分A,Bからなる溶液を考えます。この溶液に成分Aを1モル加えたときの溶液の体積変化をAの部分モル体積といいます。ただし溶液はAを1モル加えても濃度の変化がないくらい多量にあるとします。これを用いると溶液にAをdnAモル、BをdnBモル加えた際の体積変化は以下のようになります。VAはAの部分モル体積です。
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Q粘度と相対粘度について

粘度と相対粘度の違いはなんなのでしょうか?
また、『粘度[cp]』や『相対粘度[-]』のような[cp]や[-]は何を意味するのでしょうか?

Aベストアンサー

粘度…液のズリに対する応力(抵抗)
相対粘度…(おそらく)何か基準になる液体の粘度に対する比粘度

[cp]…CGS単位系での粘度の単位。読み方はセンチポイズ(センチポアズ)
   現在、国際的に使用されるSI単位系では1[cp]=1[mPa・s](ミリパスカル秒)
[-]…比なのでおそらく単位が「ない」(無次元)ということでしょう。

Qメタノールの濃度と比重

メタノールと水を混合すると体積がもとのメタノールと水の合計の体積より小さくなるとゆうことを聞きました。
濃度がわからないメタノール溶液の濃度を比重から求めたいのですが、濃度と比重の関係はどのようになっているのでしょうか?
直線的な関係ではないのですよね?
どなたかわかる方教えてください。

Aベストアンサー

 この程度のデータなら、そこらに転がっており、わざわざ測るまでもありません。 勉強なら、わざわざでも実際に測った方が良いとも言えますが、、、
 例えば、
Methanol 20℃密度
wt.% g/cm3
-----------------
0 0.9982
10 0.9815
20 0.9666
30 0.9515
40 0.9345
50 0.9156
60 0.8946
70 0.8715
80 0.8469
90 0.8202
100 0.7917

Q物理化学の実験のレポートについての質問です。

物理化学の実験のレポートについての質問です。

反応速度についての実験をしているんですが、考察でわからないところがあります(汗

まず、反応速度のところなんですが、酢酸エチルの加水分解反応の反応速度を測定して速度定数を求めるという実験です。25℃、30℃、35℃、45℃において、それぞれ0分から90分まで反応させて、その後NaOHで滴定して滴定量を出して、滴定量と時間から、速度定数kを計算で求めるのと、横軸に時間を、縦軸にlogCをとって、その直線式の傾きに-2.303を掛けてだすkの二つについて考察せよ

というものです

(読みにくくてすみません)

あとひとつあります(>_<

上の場合の活性化エネルギーについてなのですが、

logk = lnA - Ea/2.303RT
をつかって活性化エネルギーEaを出して、また、縦軸にlnk、横軸に1/Tをとって、傾きから活性化エネルギーを求めて、それについて考察するというものです。

計算で求めるときに、頻度因子であるAは何をいれたらいいのでしょうか??

あと、考察とはどのようなことを書いたらいいでしょうか(;_;

物理苦手で全然わかりません…


本当によろしくお願いしますm(__)m

物理化学の実験のレポートについての質問です。

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まず、反応速度のところなんですが、酢酸エチルの加水分解反応の反応速度を測定して速度定数を求めるという実験です。25℃、30℃、35℃、45℃において、それぞれ0分から90分まで反応させて、その後NaOHで滴定して滴定量を出して、滴定量と時間から、速度定数kを計算で求めるのと、横軸に時間を、縦軸にlogCをとって、その直線式の傾きに-2.303を掛けてだすkの二つについて考察...続きを読む

Aベストアンサー

一次反応だと酢酸エチルの濃度をCとして
-dC/dt=kC...(1)
となり、これを解いて
C=Co*exp(-kt)...(2)
となります。Coは初期の濃度です。この式は
ln(C/Co)=-kt...(3)
あるいは常用対数を用いて
2.303log(C/Co)=-kt...(3)'
です。だから原理的にはk=-2.303log(C/Co)でkを計算すると(同じ温度であれば)全ての時刻tでkは同じ数字になるはずです。しかし実際にはそうはなりません。測定のバラツキはもとより、kに系統誤差を含んでいることさえありえます。それはt=0がどの程度正確か、Coがどの程度正確かによります。これについてグラフ作成で考えて見ます。(3)'は
logC=-(k/2.303)t+logCo...(4)
ですから、tに対してlogCをプロットすれば勾配が-k/2.303、y切片がlogCoの直線を得るはずです。ここでtとはt=0からの時間です。このtに曖昧さがあったとし、更にCo濃度も測定誤差を含んでいたとします。でもそれはy切片の値に繰り込まれて、勾配である-k/2.303には影響しません。Excelで解析すれば最小二乗法で得られた直線の上下への測定点のバラツキから、これから得られた勾配の精度がでるはずです。
逆に各時刻でのCから(3)'式を使ってkを算出する場合はCoとtは誤差を含んだある値がそのまま使われます。たとえばtがいつもΔtだけずれていたとしたら出てくるkは真のkでなく
k=-{2.303log(C/Co)}/t...(3)"
の代わりに
k'=-{2.303log(C/Co)}/(t+Δt)...(5)
となります。tが大きいと同じ値に近づきますが、tが小さくてΔtを無視できないとし、Δt>0の場合初期はk'が小さくなります。
同じくCoに誤差があるとき、
k"=-2.303log(C/(Co+ΔCo))/t...(6)
になります。この場合は例えばΔCo>0ならばk"は常に小さめの値になります。
(3)"からkを直接計算した結果の動向と、グラフの勾配から出したkの結果を見比べて考えてください。

活性化エネルギーは
k=A*exp(-E/RT)
より
lnk=lnA-E/RT
あるいは
logk=logA-E/(2.303RT)...(7)
から出しますがkの数字は出ています。それから温度Tがわかっています。だから1/Tに対してlogkをプロットすることはできるはずです。その勾配が-E/2.303Rになっています。
Aは逆に(7)のグラフのy切片(1/T=0)から求まります。

一次反応だと酢酸エチルの濃度をCとして
-dC/dt=kC...(1)
となり、これを解いて
C=Co*exp(-kt)...(2)
となります。Coは初期の濃度です。この式は
ln(C/Co)=-kt...(3)
あるいは常用対数を用いて
2.303log(C/Co)=-kt...(3)'
です。だから原理的にはk=-2.303log(C/Co)でkを計算すると(同じ温度であれば)全ての時刻tでkは同じ数字になるはずです。しかし実際にはそうはなりません。測定のバラツキはもとより、kに系統誤差を含んでいることさえありえます。それはt=0がどの程度正確か、Coがどの程度正確かによります...続きを読む

Q比重(密度)の異なる液体を混ぜた時の比重は?

職場でちょっとしたテストがあり、その答えで困っています。

問題)比重1150kg/m3の液体1000Lと比重800kg/m3の液体400Lを
   混ぜて出来上がったものの液体の重さは何kgですか?
   比重はいくつになりますか?

 答) 重さ     kg
    比重     kg/m3
 
というものです。
自分の答えは重さ1470kg、比重1073.8kg/m3とでたのですが、
職場の人は比重1050kg/m3だということです。
そこで、皆さんの回答をお願いします。
あと、この問題もいまいち自分では納得していないのですが、
どうなんでしょうか。その辺もよろしくお願いします。

Aベストアンサー

比重
この場合、正しくは密度。
重さ
この場合、正しくは質量。
1000[L]=1.0[m3]
400[L]=0.4[m3]
質量
1150[kg/m3]×1.0[m3]+800[kg/m3]×0.4[m3]=1470[kg]
密度
密度の異なる液体を体積で混合した場合、混合液の密度は一般的には求められません。
一般には、
1000[L]+400[L]≠1400[L]
だからです。=になるとは限りません。
液体の種類によって、混合する前の体積より多くなったり少なくなったり等しかったりします。
体積ですから、質量保存則ではありません。
体積が変わらないものとすれば、
1470[kg]/1.4[m3]=1050[kg/m3]
にはなりますが、質問の問題だけの条件では求められません。

Q気体と液体の粘性についてですが、水(液体)は温度が上昇すると、分子が動

気体と液体の粘性についてですが、水(液体)は温度が上昇すると、分子が動くことにより、その分流れ易くなるから粘性が小さくなるというのはわかるのですが。空気はなぜその逆になるのでしょうか?同じように考えれば、小さくなると思うのですが。以上よろしくお願いします。

Aベストアンサー

同じような質問と回答が過去に他のサイトでありました
判りやすいのでこちらでどうぞ↓

参考URL:http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1313450738?fr=rcmd_chie_detail


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