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アルコールと水を混ぜたものはお互いの分子に変化はないので混合物といっていいのでしょうか。
混ぜるとき出る反応熱はどのような変化で出るのでしょうか。
素人にも分るようにどなたか教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

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A 回答 (4件)

メタノール、エタノール、プロパノールまでは混和(水和)、


ブタノール以降は溶解(水溶)
です。
http://www2d.biglobe.ne.jp/~chem_env/chem12/alco …

さらに、アルコールと水を混ぜると、元の体積の合計よりも小さくなりますよね。

これを「混合物」と呼べるかどうか自信なしです・・・。


反応熱について。

反応熱というのは、安定でない状態から安定な状態に移ることによって、その安定度の差が「余り」として熱になります。
水と混和もしくは溶解している状態のほうが安定なので、混ぜると熱が発生します。

ほかのことに例えますと、
高いところから物体を落下させ、物体が地面に衝突すると熱が発生します。
(木材に釘を打ち付けるとき、釘の頭をトンカチで叩きますが、叩かれた釘は熱くなります。それと同じようなことです。熱以外に、一部、音や破壊のエネルギーにもなったりしますが。)
これは、高校の物理で習う「位置エネルギー」が熱エネルギーに変換されたことを意味します。
高いところにあるということは不安定、地面にあることは安定です。
安定度の差が熱になったということです。


以上、とりとめもなく書き、失礼しました。
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この回答へのお礼

sanori様
混和と溶解という私にはむずかしい用語を使ってご説明いただき、大変興味を持ちました。その区別について調べてみたいと思います。
自然界は常に安定できる(エネルギーの低い)状態に移ろうとし、その際、「安定度」の差を熱や音や光などで出すのですね。
本当にありがとうございました。

お礼日時:2007/06/19 18:46

アルコールをコップいっぱいに詰めた小豆、水を同じく米粒だと思ってください。



最初に両方とも、同じ大きさのコップいっぱい、スリキリに測りとったとします。これを一度大きなボールにいれ、小豆と米粒をよく混ぜます。

もう一度最初のコップに戻しましょう。一杯目はスリキリ一杯。2杯目は? 少し少なくなりますよね。

混ぜ合わせることで体積が減ったわけですが、「なぜ体積が減るか?」はもう想像つきますよね。
普遍的には「体積が減ったほうが安定だから、減った。」です。

もうひとつ。物質はすべからく、不安定な状態から安定な状態に変化するときに、エネルギーを放出します。

ということで、「体積が減ることで安定な状態になり、その分が熱エネルギーとして放出された」
が答えですかね。
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この回答へのお礼

inorganicchemist様
わかりやすいご説明感謝いたします。
米と小豆を混ぜて体積が減るのを単に、隙間に入り込んだと見るのではなく、「体積が減ったほうが安定だから、減った。」ととるべきなのですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2007/06/19 18:42

混合物です。


物質を混合したばあい、ある分子の隣に来る分子が違ってきます。そうなると、その相互作用(分子間力など)も変化します。そのことは、それらの物質のエネルギーの状態の変化に結びつきます。つまり、相互作用の強い組み合わせが弱い組み合わせに変わったりする際に、エネルギーのやり取りがあるということです。

こうしたエネルギーが熱エネルギーとして出てくるために温度が変化するということです。
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この回答へのお礼

w-palace様
さっそくのご回答感謝いたします。
隣に来る分子が違ってくることで、相互作用に変化がおき、より安定な
(低い)エネルギーレベルになるため、差を熱として出すのですね。
わかりやすいご説明ありがとうございました。

お礼日時:2007/06/18 20:55

水素結合。

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この回答へのお礼

hirokazu5様
ご回答ありがとうございました。
水に関する現象を考えるとき、水素結合とクラスター構造がポイントだとどこかで聞きました。
この場合もそうなのですね。

お礼日時:2007/06/18 20:57

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Aベストアンサー

このあたりを参考にしてください。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1044284915

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http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BA%B6%E6%B6%B2

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全く同じ質問がなされています(下記のURLを参照)。

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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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 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

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さて、hajime40さんの回答で十分だとは思いますが念のため。
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Aベストアンサー

医薬品の消毒用イソプロパノールのラベルには、70%の場合「火気厳禁 アルコール類 水溶性 危険等級II」の表示があります(規則第四十四条による表示)。一方50%の場合この表示はありません。

http://www.city.nagoya.jp/dlform/shinsei/bun17_5/s50076.htm
このページの確認試験フローと合わせて考えてみると、アルコール類の例外規定ではねられたものは別の類の規定を考えることなく、危険物非該当としていいようです(やたらわかりにくい法律ですね)。

正確には消防署に問い合わせるべきと思いますが、参考まで。


消防法
十三 アルコール類とは、一分子を構成する炭素の原子の数が一個から三個までの飽和一価アルコール(変性アルコールを含む。)をいい、組成等を勘案して総務省令で定めるものを除く。

危険物の規制に関する規則
第一条の三
4  法別表備考第十三号の組成等を勘案して総務省令で定めるものは、次のものとする。
 一  一分子を構成する炭素の原子の数が一個から三個までの飽和一価アルコールの含有量が六十パーセント未満の水溶液

医薬品の消毒用イソプロパノールのラベルには、70%の場合「火気厳禁 アルコール類 水溶性 危険等級II」の表示があります(規則第四十四条による表示)。一方50%の場合この表示はありません。

http://www.city.nagoya.jp/dlform/shinsei/bun17_5/s50076.htm
このページの確認試験フローと合わせて考えてみると、アルコール類の例外規定ではねられたものは別の類の規定を考えることなく、危険物非該当としていいようです(やたらわかりにくい法律ですね)。

正確には消防署に問い合わせるべきと思います...続きを読む

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砂糖などを水と混ぜたときモヤモヤっと見えるのをシュリーレン現象っていうんですよね。濃度によって屈折率が変わるのはどうしてですか?屈折率が違うと、どうしてモヤモヤっと見えるんでしょうか?

Aベストアンサー

お答えするには2つのことを説明しなければなりません。
一つは濃度により屈折率が変わることと、もう一つはなぜ屈折率が変わるとモヤモヤとするのかです。

まず一つめです。屈折率というのは、光という波が進むときに、水の分子と相互作用して生じています。だから何もない、つまり真空中の屈折率は1になります。で、この相互作用は、「その分子の種類」と「分子の濃度」によりことなります。

ここに砂糖が加わると砂糖の分子とも相互作用してしまいます。
つまり新たに砂糖分子との相互作用が加わる訳なので、全体として屈折率は変わってしまいます。

さて、水の中に砂糖を溶かした場合には、溶かした瞬間は場所により砂糖の濃度は異なります。これは場所により屈折率が異なることを意味します。

では場所により屈折率が異なると何がおきるのでしょうか。
光は屈折率が異なる部分にくると、その進路を曲げられます。
つまり、連続的に色んな屈折率になっている砂糖を溶かした直後の水の中を通る光は場所毎に色んな方向に曲げられることになります。

たとえば、ガラスでもあまり均一ではないガラスの場合には向こう側の像はゆがんで見えます。それと同じ事です。

それが生じているのがモヤモヤの正体です。時間的にモヤモヤと動くのは砂糖の濃度が時間的に変化しているからそう見えます。

お答えするには2つのことを説明しなければなりません。
一つは濃度により屈折率が変わることと、もう一つはなぜ屈折率が変わるとモヤモヤとするのかです。

まず一つめです。屈折率というのは、光という波が進むときに、水の分子と相互作用して生じています。だから何もない、つまり真空中の屈折率は1になります。で、この相互作用は、「その分子の種類」と「分子の濃度」によりことなります。

ここに砂糖が加わると砂糖の分子とも相互作用してしまいます。
つまり新たに砂糖分子との相互作用が加わる訳...続きを読む


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