今、大学の卒業研究で炭酸カルシウムを扱っているのですが、これの表面組成を知りたいので誰かわかる人いましたらお願いします。

結晶構造とかはわかるのですが、表面にどんな風に官能基が出ているのかわからないのでこのことが載っている文献等ありましたら教えてください。

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A 回答 (1件)

系によって大幅に内容が異なる場合が有るので.この点だけは注意してください。


海水中での石灰岩の生成についての報告が有ったかと思います。参考文献の一覧は.東海大学出版かい.発行.海水の化学
粘土鉱物の凝集沈殿に関しての内容として.シラキよういち.はいどの製法

後者は昭和30年代に発行されて現在絶版です。たしか.東京工大か芸大の先生なので.東京工大か芸大の図書館を探してみてください。前者はわかりません。
とうしてもわからなければ.エネルギーの法則から.錯体を仮定して表面の電子雲から計算する事になると思います。
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Q炭酸カルシウムを使った研究

現在、大学で炭酸カルシウムの研究をしています。
炭酸カルシウムの固化体作成を試みています。
サンゴのような硬さのある物質を、炭酸カルシウムから作ってみたい
という実験をしています。

しかし、バインダーにPVA(ポリビニルアルコール)やアミノ酸などの
有機物を添加して100℃未満で合成しましたが、強度は低く
なかなか結果が出なくて困っています。

炭酸カルシウムを固化する部分で、何かアドバイスをもらえると
大変ありがたいです。教えてもらえないでしょうか?

Aベストアンサー

サンゴの主成分は炭酸カルシウムなんですけど、、、
アラゴナイト結晶の合成とかいう話とは違うのかしら。
炭酸カルシウムの固化って、何かと混ぜて押し固めたいのかな。

ちょっと、これだけでは目的が分かりません。
ここで抽象的な質問をするよりも、関係する論文を自分で漁った方がよっぽど有益では?


No.1さんの云われるとおりで、壁を自分で超えるのが研究ですし
そのトレーニングを卒業研究としてやってる訳なので、こういう場で
研究内容を公表し解決法を質問している姿勢が問われかねないです。
自分で考えろ、という指摘も間違ってはいないと思います。

Q官能基で吸収したエネルギーは同一分子内の他の官能基もしくは分子中心で使われることはありますか?

こんにちは、共役系構造をもつ分子構造は光をよく吸収することを学びましたが、吸収された光のエネルギーは、その分子構造そのものでしか使われないのでしょうか? それとも同一分子内の他の箇所で使われることも可能でしょうか? たとえば、アミンの一つのアルキル基をベンゼンにした場合、紫外域の250nmの光をベンゼンが吸収した場合、アミンのNが電子を放出するためのエネルギーに費やされることはありますでしょうか? 

Aベストアンサー

>共役系構造をもつ分子構造は光をよく吸収する
これは「正確」な表現ではありません。共役系が伸びた場合起こることは「吸収効率」の向上ではなく「吸収波長」の赤方遷移、つまり吸収光振動数の低下です。
>同一分子内の他の箇所で使われる
これは、あり得ます、しかしそれは通常「格子緩和」言い換えれば分子振動・回転への分散です。
ですので、
>アミンのNが電子を放出する
様な過程が生ずることを想像することは困難です。
もちろん、電子受容体が共存していて、窒素を含む原子団が励起されることにより、電子伝達効率が高まることはあり得ます。
例を挙げれば、アミノ基がπ電子系と共役しており、nπ*遷移がより長波長で起きるなら、π*軌道から電子受容体への電子移動は有利になります。

Q炭酸カルシウムの加熱について

自由研究をするために貝殻を使おうとしています。
そこで、貝殻に多く含まれる炭酸カルシウムについて質問させて下さい。 中学校で、炭酸カルシウムを普通に加熱すると二酸化炭素が発生したように思うのですが、炭酸カルシウムが二酸化炭素を発生する温度は900度だとか。 鍋の熱湯でも二酸化炭素は発生すると思われますか?教えてください。

Aベストアンサー

資料手元にないので詳細にお答えできませんが、熱湯じゃ無理だと思います。

炭酸カルシウムが熱で二酸化炭素に分解されるのは、次の式によります。

炭酸カルシウム→二酸化炭素+酸化カルシウム

酸化カルシウムというのは、石灰乾燥剤として使われる物です。

>中学校で、炭酸カルシウムを普通に加熱すると二酸化炭素が発生したように思うのですが

中学理科なら、おそらく実験に用いたのは炭酸水素カルシウムだと思います。

実験室で理科の先生の協力が得られれば、炭酸カルシウム+熱水で二酸化炭素が生じるか、(何故生じるか、もしくはなぜ生じないか)自由研究に加えてみてはいかがでしょうか。

フラスコにサンプルと水を加えてガラス管付きゴム栓を付けて、その先を石灰水へ。
後は、沸騰させて蒸気を石灰水でテスト。
これで実験できるかもしれません。

バーナーを消したとき逆流すると事故の元になりますので、必ず理科の先生の指示、指導を受けてください。

Q官能基、置換基の区別がわかりません

官能基、置換基の区別を教えてください<(_ _)>  

Aベストアンサー

う~ん、区別せなアカンものですか?

官能基というのは主に有機化学で使われる特定の性質をもつ原子の集団です。
-OH ヒドロキシ(ル)基
-COOH カルボキシ(ル)基
-SO3H スルホ(ン)基
-NO2 ニトロ基

炭化水素のH原子のかわりに上記の官能基がつくと置換基と呼ばれることが多いようです。
エタン CH3-CH3
エタノール CH3-CH2-OH
このエタノールの-OHが置換基と呼ばれます。

また、官能小説とは男女が合意の上で××の方向に向かっていくものです。
痴漢小説とは、男女が合意なしに、主に男性から女性に××なことを仕掛けていくものです。

 

Q炭酸カルシウムと硫酸

よく炭酸カルシウムと塩酸を混ぜて二酸化炭素を発せさせる実験などがありますが、なぜ、塩酸ではなく硫酸を用いないのでしょうか?そしてなぜ炭酸カルシウムに硫酸を混ぜても硫酸カルシウムはできないのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

塩酸の代わりに硫酸を用いますと、
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4↓ + CO2 + H2O
の反応が起きますので、確かに最初のうちは二酸化炭素は発生しますが、水に不溶の硫酸カルシウムが炭酸カルシウムを覆い、炭酸カルシウムと硫酸との接触が妨げられますので、反応が止まってしまうものと推測できます。ですから塩酸を用いるのが適当です。

Q-NO2基と-NH2基とではどちらの官能基の付加が分子の水溶解度をあげますか?

例えばベンゼン基への付加を考えた時に-NO2基を付加するのと-NH2基を付加するのではどちらが水溶解度が上がりますか?
どちらも一般的に親水基だと思うのでどちらの付加が効果が強いのかが知りたいです。ちなみに-NH2基がイオン化しない高いpHでの比較です。考えを聞かせてください。お願いします。

Aベストアンサー

<データ>
 【脂肪族】
 ニトロメタン:任意の割合で混合
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
 メチルアミン:108g/100ml(20℃)
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%81%E3%83%AB%E3%82%A2%E3%83%9F%E3%83%B3
 →ニトロ基の方が上。

 【芳香族】
 ニトロベンゼン:0.19g/100ml(20℃)
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%99%E3%83%B3%E3%82%BC%E3%83%B3
 アニリン:3.4g/100ml(温度不明)
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8B%E3%83%AA%E3%83%B3
 →アミノ基の方が上。

 【芳香族(置換効果)】
 フェノール:8.4g/100g(20℃) →単位が違いますが概ね「8g/100ml」でよいかと。
   http://www.jpca.or.jp/61msds/j7cb24.htm
 4-ニトロフェノール:1.24 g/100 ml(20℃)
   http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0066c.html
 2-ニトロフェノール:210 g/100 ml(20℃)(溶けにくい)
   →「2.10g」とかの間違いな気がします(汗)
   http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0523c.html
 4-アミノフェノール:16g/l(20℃) → 1.6g/100ml
   http://www.env.go.jp/chemi/report/h16-01/pdf/chap01/02_3_6.pdf
 2-アミノフェノール:1.7 g/100 ml(20℃)
   http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0824c.html
 →フェノールに対して、どちらも溶解度は低下
  (誤記と思われる2-ニトロフェノールの値は無視:
   「最初は溶けにくくても根気強く続ければとける」というものはあると
   思いますが、それでも溶媒の倍以上溶けるものが「溶けにくい」と
   コメントされることはないのではないかと・・・)

<考察>
 アミノ基の極性が窒素と水素の電気陰性度の差によっているのに対し、
 ニトロ基は窒素上に正電荷、酸素上に負電荷が乗っている分、
 後者の方が分極はより大きいものと考えられます。
 このため、メチル基のように小さな基と結合している場合は、ニトロ基の
 分極の大きさが強く働く分、溶解度への寄与が大きいと推測されます。

 一方、ベンゼン置換体の場合、ニトロ基の窒素上の正電荷は、共鳴に
 よりベンゼン環全体に分散する一方、アミノ基では窒素が電荷を持たない
 (→電気陰性度の差によるものは除いて)ことからニトロ基ほど大きくは
 影響しないために、脂肪族とは逆の結果になったものと思います。

 なお、それぞれのフェノール誘導体では、どちらも同程度の溶解度低下
 があるようですが・・・電子吸引性のニトロ基、電子供与性のアミノ基の
 双方で同様の結果ということからすると、親水性の置換基がつくことで、
 水和の仕方に違いが出ている、ということかもしれません。
 (可能性として推測しているのは、無置換フェノールではフェニル基が
  水分子間の空隙に収まれるのに対して、親水基が2箇所以上になると
  疎水性のフェニル基が水分子側に引き込まれすぎて空隙への収まり
  が悪くなる(もしくは水分子の配列が乱される)、ということ)
※フェノール性化合物でありながら強酸のピクリン酸(2,4,6-トリニトロ
  フェノール)のイメージから、ニトロ化で水への溶解性は上がるものと
  ばかり思っていたので、調べた結果は私にとってはちょっと意外でした。


<結論(?)>
 上記のように、アミノ基・ニトロ基の置換対象によって挙動は異なるため、
 一概には言えない、ということになるかと思います。

<データ>
 【脂肪族】
 ニトロメタン:任意の割合で混合
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
 メチルアミン:108g/100ml(20℃)
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%81%E3%83%AB%E3%82%A2%E3%83%9F%E3%83%B3
 →ニトロ基の方が上。

 【芳香族】
 ニトロベンゼン:0.19g/100ml(20℃)
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%99%E3%83%B3%E3%82%BC%E3%83%B3
 アニリン:3.4g/100ml(温度不...続きを読む

Q炭酸カルシウムの均一な結晶を合成したい。

炭酸カルシウム結晶を合成して光学顕微鏡で結晶状態を観察するため、塩化カルシウム+炭酸ナトリウム反応法で合成を行いました。
室温下では細かい結晶が凝集して個々の粒子径もばらばらで同じように出来ません。
また別に均一な合成法として均一沈殿法(東海大理学部化学科松田研)をNET上で見つけたのですが、この方法の条件などが詳しく載っている文献、本、のタイトルをどなたか知りませんか。

その他大きさのそろった結晶の合成方法を御存知の方はアドバイスお願いします。

できれば結晶の粒径は観察しやすい10μm以上できれば50μm以上位は欲しいところです。

関心のある方のためにのせます。
調べたところ合成してできる炭酸カルシウムは沈降性炭酸カルシウムと言うらしいのですがこの製造法は

1 水酸化カルシウム+炭酸ガス反応法
 Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
2 塩化カルシウム+炭酸ナトリウム反応法
 CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl
3 水酸化カルシウム+炭酸ナトリウム反応法
 Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3+2NaOH

などが代表的な製造方法です。
取り合えずまだ2の方法しか行っていません。

炭酸カルシウム結晶を合成して光学顕微鏡で結晶状態を観察するため、塩化カルシウム+炭酸ナトリウム反応法で合成を行いました。
室温下では細かい結晶が凝集して個々の粒子径もばらばらで同じように出来ません。
また別に均一な合成法として均一沈殿法(東海大理学部化学科松田研)をNET上で見つけたのですが、この方法の条件などが詳しく載っている文献、本、のタイトルをどなたか知りませんか。

その他大きさのそろった結晶の合成方法を御存知の方はアドバイスお願いします。

できれば結晶の粒径は...続きを読む

Aベストアンサー

>>均一沈殿法
あまり専門ではないのですが、どなたもお答えにならないので一言。
うーん、均一沈殿法か。かえって微粒子になりそうな気も…。触媒の調製などでは塩化アンモニウムや尿素を用いた沈殿法があるのですが、それは粒子の分布を一定にし、溶液の取り込みを抑える効果が大だったと思います。
大きい結晶を作るので一番薦められる方法は「水熱合成」。高温の圧力容器中に封じた細結晶と結晶核から水溶液中で巨大な結晶を作る方法です。水晶はもちろんコランダムでも巨大結晶が出来ます(コランダムでは一年かかるらしい)
でも、方解石を作るのでしょうか?

Q分子 原子団 基 官能基 について

以下では 分子=原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの
という意味で分子という言葉を使います
-----------------------------------------------------------------
『原子団=有機化合物の中に含まれる原子の集団』
という定義があったのですが、有機化合物に限るのは不適当ですし
「原子の集団」がなにをさすのかよくわかりません

『原子団=分子の中に存在する、原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの』
という定義をみつけて、だいぶすっきりしたのですが
そもそも 分子=原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの
ですから、考えてみるとこの定義は
『原子団=原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの
       のなかに存在する
       原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの』
となってしまいます
分子と原子団は全体と部分に対応していると考えればいいのかもしれませんが
どこを全体とみるかも色々な考え方があるだろうし
いちいちそんなこと考えずにひとくくりで分子と言っておけばいいと思うし
よく分かりません

原子団の定義はどう考えればいいのでしょうか?

また基と官能基についても同じように混乱しているので、この二つについてもご教授ください

以下では 分子=原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの
という意味で分子という言葉を使います
-----------------------------------------------------------------
『原子団=有機化合物の中に含まれる原子の集団』
という定義があったのですが、有機化合物に限るのは不適当ですし
「原子の集団」がなにをさすのかよくわかりません

『原子団=分子の中に存在する、原子が2つ以上、主として共有結合で結合したもの』
という定義をみつけて、だいぶすっきりしたのですが
そもそも 分子=原子が2つ以上...続きを読む

Aベストアンサー

原子団という言葉には、互いにつながった原子の集合体という意味しかありません。
ただし、それだけで安定な状態にあるものではなく、結合する余地のあるもの、すなわち、「分子の一部」というニュアンスはあります。分子の一部なので、当然、全体が共有結合(配位結合を含む)でつながっているはずです。すなわち,一般的には「分子の一部であり、複数の原子から構成されるもの」という意味で用いられる用語です。

>分子と原子団は全体と部分に対応していると考えればいいのかもしれませんが
どこを全体とみるかも色々な考え方があるだろうし
共有結合でつながっている原子全てを含むのが全体であり、一部でもかけていれば全体ではありません。考え方云々の問題ではなく、全体と部分の違いは明らかなことです。

>また基と官能基についても同じように混乱している
「基」というのは、一般に固有の名称や総称で表すことのできるものを指すことが多いです。ただし、理屈で語るなら、原子団であれば何らかの基にはなります。たとえどんなに複雑な原子団であっても、何らかの名前を付けることが可能だからです。
官能基というのは、幾分曖昧ではありますが、通常、飽和炭化水素基以外の基を指します。ただし、基本的にはヒドロキシ基とかカルボニル基のように、比較的単純なものであり、そういった基本的な官能基を複数含むような複雑な原子団に対して用いることは少ないです。皆無とまでは言いませんけど。

原子団という言葉には、互いにつながった原子の集合体という意味しかありません。
ただし、それだけで安定な状態にあるものではなく、結合する余地のあるもの、すなわち、「分子の一部」というニュアンスはあります。分子の一部なので、当然、全体が共有結合(配位結合を含む)でつながっているはずです。すなわち,一般的には「分子の一部であり、複数の原子から構成されるもの」という意味で用いられる用語です。

>分子と原子団は全体と部分に対応していると考えればいいのかもしれませんが
どこを全体とみる...続きを読む

Q炭酸カルシウムの解離について

一応質問を捜してなかったので質問させていただきます。
炭酸カルシウムを水に溶解させた場合、
ごく微量の濃度の炭酸カルシウムが溶解します。
溶解した場合、溶液のpH はいくつになるのでしょうか?

ちなみに、炭酸カルシウムの溶解度積は、8.7×10-9mol/l です。
解離定数が必要なのでしょうが、解離定数が見つかりません・・。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もう計算はできましたか? 途中は省略しますが,私の方はできましたよ。数式処理ソフトを使って計算したので,計算ミスはないと思います。東京化学同人の化学辞典によると CaCO3 の水への溶解度は 1.5 mg / 100 g で,この値を用いて計算すると,飽和溶液における pH はちょうど 10.0 でした。ちなみに,1.0 mg 溶かしたとき,0.5 mg 溶かしたときの pH はそれぞれ,9.87,9.62 でした。

Q官能基

官能基は反応しやすい反応しやすい部位のことですが、それがなぜ生じるんでしょうか。
酸についてイオン結合性の強いものが強い酸を示すと理解していたのですが、
HClとHFではイオン結合性はHFの方が強いのに、HClの方が強い酸を示すのはなぜ
ですか。例外と考えて良いのでしょうか。

Aベストアンサー

質問に対してちゃんとした回答になっているか分かりませんが・・・
官能基について
化合物をその反応性で組分けする構造単位のことです。
たとえば、アルコール性OH基は単純な化合物に付いていたとしても
複雑な化合物に付いていたとしても反応の性質(本質的)は変わらないので
「アルコール」とそれらをくくってしまたらラクになったり・・・

HCLとHFについて
イオン結合性というものに着目されていて「分子そのもの」のイオンへの
なりやすさという点ではそのような理解でよろしいかと思います。
ただ、強い酸になる弱い酸になるというのはその分子が
水に溶けている場合のお話で、つまり水に溶けた場合の
イオン化しやすさによって、決まると考えて良いと思います。
ここで登場するのが「水素結合」です。
まあ、単純にいうとHFは水素結合があって
HCLは水素結合がないんです。
水素結合とは何か。
どうしてあったり無かったりするのか。
どうしてあると弱い酸になるのか。
など、自分で調べてみてね。


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