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ベンゼンとエタノールの表面張力を調べてみると、
ベンゼンの表面張力が28.8(dyn/cm)で、エタノールの表面張力が22.3(dyn/cm)となっていました。
ここで疑問がわきました。
なぜ、ベンゼンの方がエタノールよりも表面張力が高いのでしょうか?
(なお、水とエタノールを比べたときにエタノールには表面活性物質で表面張力を下げる作用があるので、水の表面張力よりもエタノールの表面張力の方が低いのは分かります。)
青本という薬剤師国家試験の参考書を見ると、「表面張力は一般に極性が高く、分子間力が強い液体ほど大きい。」とありました。この青本の理屈が正しいのなら、ベンゼンは疎水性で極性が低いので、極性が高いエタノールよりも表面張力が低いような気がするのですが、どうでしょうか?
つたない質問ですが、教えていただけたら、ありがたいです。
でひ、よろしくお願いいたします。

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A 回答 (1件)

私もわからないので参考程度でお願いします。



確かにエタノールの方が分子間力は強いと考えられます。事実、二つの粘度を比べますとエタノールが1.2cP、ベンゼンが0.65cPとなっておりました(20℃)。しかし表面張力が粘性測定と違うのは、すべての分子の周りに必ずしも同分子がいないということです(表面)。
まずエタノールの低い表面張力は表面活性物質ということで説明がつきます。
それに対してベンゼンの高い表面張力は共役二重結合が大きな影響を与えていると考えられます。なぜなら同じ炭素数を持ち、環状のシクロヘキサンの表面張力は24.99でした(20℃)。
そしてベンゼンのような物質の分子間力は主にファンデルワールス力であり、さらにその中でもロンドン力の影響が大きいです。よってπ電子の柔軟性が大きなロンドン力を生み出しているのではないかと私は考えました。

しかし実際に実験などをしてπ電子の柔軟性や各物質の表面張力を確認したわけではないため、いままでの話は想像です(粘度は実験で確めたのでだいたいこのぐらいです)。

何かわからないことがありましたらまた質問してください。


参考資料(wiki)(篠田耕三著:溶液と溶解度)
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この回答へのお礼

ありがとうございました。とても参考になりました。

お礼日時:2011/03/15 10:09

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Aベストアンサー

参考URLによれば、分子間力が大きいほど表面張力は大きくなるということのようです。
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ただ・・・個人的にはそれだけでいいのかどうか疑問は残ります。

参考URL:http://subsite.icu.ac.jp/people/yoshino/SurfaceTension.html

Q過酸化物価の計算式

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Aベストアンサー

 過酸化物価の単位は、通常相当する酸素濃度で表す事が多いのですが、この質問の場合は、「ミリグラム当量/kg」だと思います。
 普通は「meq」と書きますが、「ミリグラム当量」と言う様に、「milli-equivalent gram = meg」でもそんなに変ではないと思います。
 で、計算式ですが、
 滴定値[ml]
 滴定に用いたチオ硫酸Naの規定度=N
 滴定液の力価=f
 試料採取量=S[g]、とすると、
 過酸化物価=滴定値×N×f×1000/S、です。
 (1000は、試料のkg当たりに直すため)
 御質問の測定マニュアルでは、チオ硫酸Naの規定度が0.01であり、1000を掛けた後の省略型なのではないでしょうか?

Qベンゼン―トルエン系の密度(文献値)について

見ていただいた方有り難うございます。

先日、実験にて液体の密度を求めたのですが、
それと同時に文献値のベンゼン―トルエン系の密度(25度)をx軸をベンゼンの濃度(wt%)に、
y軸を密度(g/cm^-3)としてグラフを作れ、と言われて
図書館に行き化学便覧基礎編IIという文献を見てきたのですが
文献値には
α/10^-8 , β/10^-6 , γ/10^-5 , δ/10^-2 ,ε, σ/10^-4
× , -0.00240533 , 0.0661403 , 0.00949310 , 0.860506 , 0.742
あてはめの精度 (σ)^*
とありました。

求められていることとして、
ベンゼンの濃度を0(wt%)~100(wt%)の密度(g/cm^-3)を求め、最終的に相関係数を求めるのですが…

いまいち、密度を求める方法が分かりません。
分かる方、是非回答の方お願いします。

Aベストアンサー

このデータをみて、「密度を求める方法が分か」らないということであれば、ちょっと「先が思いやられる」と言わざるを得ないが。

密度を4次以下の多項式で近似したとある。α , β , γ , δ ,εが、それぞれ4次~定数項までの係数です。ベンゼン‐トルエン系ではαがないから、3次式でしょう。cを濃度[wt%]とすれば、
ρ=βc^3+ γc^2+ δc+ε
で計算できる。この式も表示されているのに。

10[wt%]の密度を知りたければ、

-0.00240533 ×10^(-6)×10^3+0.0661403×10^(-5)×10^2+0.00949310 ×10^(-2)×10+0.860506
=0.86152[g/cm^3]

です。温度は25℃とある。

Excelを使えばその他の濃度も簡単に計算できて、グラフも描ける。

Qエクセルで片対数グラフを作る

エクセルで片対数グラフを作る方法を詳しく教えてください。お願いします。

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グラフの数値軸のところで右クリックして
軸の書式設定(O)→目盛(タブ名)

対数目盛を表示する(L)
にチェックを入れてください。

Qフロイントリッヒ(Freundlich)の吸着等温式の係数aとnは何を示しているの?   

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 logV=(1/n)*logC+loga (ちなみに、Vはシリカゲル1gあたりに吸着した染料のmol数、Cはシリカゲルの入っている染料の平衡濃度mol/lです。)のnとaは何を示しているんですか?テキストにはnの意味はなく、aは吸着剤と吸着質との相互作用と強さを示すと書かれていたのですが、いまいちよくわかりません。 
 また、計算の結果はnが1.18、aが0.853になったのですがこの値はどう捕らえたらいいのでしょうか? 長々とすいません。どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 Freundlichの吸着等温式は実験式です。つまり、n(吸着指数)やa(吸着係数)は実験事実をよく表すための定数にすぎないと考えてください。
 138hajimeさんの式(logの形)を元に戻して、
V=aC^(1/n)
という式にして見ると分かりやすいかと思います。
要するに、
吸着量V(mol-吸着された物質Aの物質量/g-吸着媒の重量)

濃度C(mol-溶液中の物質Aの物質量/L-溶液の体積)
の間に 比例関係(aで表す)と指数関係(1/nで表す)が成り立っているということです。

 「aは吸着媒と吸着質との相互作用と強さ」という表現については、aの値が大きいと、同じ溶液中の濃度Cに対して吸着される吸着質の量が大きくなることを表現すると上記のような表現になったのだと思います。あくまで実験式ですので。

 ちなみにネットで検索してみたところ、文献によっては吸着指数が(n)になっていました。これはおそらく、
(1/n)を使う→nの値が0<n≦1になり便利
(n)を使う→V=aC^(n)という式から等温吸着式を説明できて便利
という別々の視点から実験式が立てられているからだと思います。こういうことがおこるのも実験式ならでは!?

 計算結果をどう捉えるか…は、138hajimeさんの個性の発揮のしどころですが…とりあえず他の物質をシリカゲルに吸着させたときの値(文献値などで探す)と比較して、その染料の吸着されやすさがどの程度であるのかを述べてみてはいかがでしょうか。

例えば、活性炭を用いた場合の話ですが
http://www.cive.gifu-u.ac.jp/~sotsuron/Abstract/Room301/1_AM1/a993011050tt.pdf
によると吸着指数(1/n)が0.5より小さいと吸着強度は高いといえるようです。

 Freundlichの吸着等温式は実験式です。つまり、n(吸着指数)やa(吸着係数)は実験事実をよく表すための定数にすぎないと考えてください。
 138hajimeさんの式(logの形)を元に戻して、
V=aC^(1/n)
という式にして見ると分かりやすいかと思います。
要するに、
吸着量V(mol-吸着された物質Aの物質量/g-吸着媒の重量)

濃度C(mol-溶液中の物質Aの物質量/L-溶液の体積)
の間に 比例関係(aで表す)と指数関係(1/nで表す)が成り立っているということです。

 「aは吸着...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。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。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

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。
dV=VAdnA+VBdnB

Q部分モル体積を求める。

部分モル体積を求める。

表 25℃における塩化ナトリウム水溶液の密度

NaClの重量モル濃度 mol/kg  NaCl水溶液の密度 kg/dm^3 (3乗です)

0               0.99707
0.5135             1.018
1.027              1.038
1.539               1.055
2.052               1.074
2.566              1.091
3.081               1.109
3.591              1.125
4.106              1.141
4.614              1.152

この数値から溶液の部分モル体積を求めるという問いです。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

物理化学実験法(千原秀昭ほか,東京化学同人)の「液体の密度」の項に、求め方が三通りほど書かれています。実験書を読んで、もし納得がいかないところがあれば、この回答の補足欄でお知らせください。

実験書に書いてあるとおり、部分モル体積を求めるにはデータをグラフにプロットする必要があります。ただし部分モル体積(partial molar volume)ではなく、みかけのモル体積(apparent molar volume)を求めるだけでよいならば、#1さんの計算に似たようなやり方で求めることができます。こちらはネット検索ですぐに見つかりますから、探して読んでみてください。

参考URL:http://www.google.co.jp/search?q=みかけのモル体積

Qトリフェニルメタノールの合成において。

クロロホルム:ヘキサン(1:10)混合液で、再結晶を行ったのですが、理由がわかりません。メタノールでしてもいいような気がしますが、明確な答えが自分では得られなかったので、質問します。


また、再結晶後に結晶をヘキサンで洗浄したのですが、これはクロロホルムを取り除くためで、会ってますか?

Aベストアンサー

メタノールに溶けますか?
よく溶ける必要はありませんが、加熱溶解してくれないと、再結晶できませんが・・・

私もトリチルアルコールをメタノールに溶かしたことはありませんが、メタノールは極性が相当に高く、性質が水に近いため、普通の有機化合物を溶かさないことがあります。
ヘキサンをそこまで加えても溶解するようだと、メタノール100%では溶けないかもしれませんね。

また、目的物が溶けにくいのみならず、不純物として含まれる有機物も溶けにくいことが考えられますので注意。要するに、精製にならないことがありえます。

メタノールへの溶解度の低さを利用して、高分子合成ではクロロホルムやTHF溶液にメタノール(あるいはエタノール)を加えて再沈殿させることで精製する方法があります。

後者は、結晶表面に付着している不純物を洗い流すため。
クロホはほっとけば飛んでしまいますし、もしも結晶構造内部に取り込まれていたら、そんな程度ではのぞけないでしょう。

Qc.m.c クラフト点 アルキル鎖の炭素数との関係

私、とある薬学部の学生です。
物理化学を勉強していたら、とある疑問が出てきました。

本に
「c.m.c(臨界ミセル濃度)は、界面活性剤のアルキル鎖の炭素数が増加するほど、小さくなる。」
「界面活性剤のアルキル鎖の増加にしたがって、その溶解性が低下するため、クラフト点は上昇する。」とありました。

c.m.cとクラフト点のアルキル鎖の炭素数との関係について、以下のように考えたら、おかしくなりました。
●アルキル鎖の炭素数増加⇒疎水性増加⇒水への溶解性低下⇒界面活性剤は溶解してからミセルを形成するため、ミセル形成起こりにくい⇒溶かすためには、温度が高くならないといけない。⇒クラフト点高くなる。 はokです。
でも、同じように考えると、おかしくなりました。
●アルキル鎖の炭素数増加⇒疎水性増加⇒水への溶解性低下⇒界面活性剤は溶解してからミセル形成するため、ミセル形成起こりにくい。⇒c.m.c高くなる。(????)

となり、本に書いてある事と矛盾する結論に至ったのですが、どうなのでしょうか?

お手数をかけますが、ご存知の方、分かられる方がいましたら、返信よろしくお願いいたします。

私、とある薬学部の学生です。
物理化学を勉強していたら、とある疑問が出てきました。

本に
「c.m.c(臨界ミセル濃度)は、界面活性剤のアルキル鎖の炭素数が増加するほど、小さくなる。」
「界面活性剤のアルキル鎖の増加にしたがって、その溶解性が低下するため、クラフト点は上昇する。」とありました。

c.m.cとクラフト点のアルキル鎖の炭素数との関係について、以下のように考えたら、おかしくなりました。
●アルキル鎖の炭素数増加⇒疎水性増加⇒水への溶解性低下⇒界面活性剤は溶解してからミセルを形成する...続きを読む

Aベストアンサー

まず、定義について確認してみましょう。

c.m.cは、ミセルを形成するのに必要な最低限の界面活性剤『濃度』。

クラフト点は、溶解度が急上昇しミセルが形成されるときの『温度』。

●アルキル鎖の炭素数が増加⇒界面活性剤の疎水性増加⇒すると『ミセル』に早くなってしまったほうが、水溶液のなかでは安定して存在ができる。⇒なので、ミセルを形成するのに必要な最低限の界面活性剤の『濃度』が低くても見せるを形成=『短いものに比べて』c.m.cが低下。

疎水性を増加させる⇒アルキル鎖が『短いもの』に比べて、溶解性低下⇒『短いものに比べて』溶解するために、温度をあげなければ溶けない⇒つまりは、クラフト点が上昇。

『界面活性剤は溶解してからミセル形成するため』ここの部分が、少しおかしいように思います。

界面活性剤が水溶液に入ったとき、

(1)界面が飽和するまで界面にいます。
(2)界面が飽和すると、界面活性剤はミセルとなったほうがエネルギー的に安定となるので、
ミセルを形成しだします。(このときの『濃度』=c.m.c、『温度』=クラフト点。)
(3)ミセルとなって初めて溶解します。それまでは、アルキル鎖を界面に向けて、浮いているイメージをしてみてください。

まず、定義について確認してみましょう。

c.m.cは、ミセルを形成するのに必要な最低限の界面活性剤『濃度』。

クラフト点は、溶解度が急上昇しミセルが形成されるときの『温度』。

●アルキル鎖の炭素数が増加⇒界面活性剤の疎水性増加⇒すると『ミセル』に早くなってしまったほうが、水溶液のなかでは安定して存在ができる。⇒なので、ミセルを形成するのに必要な最低限の界面活性剤の『濃度』が低くても見せるを形成=『短いものに比べて』c.m.cが低下。

疎水性を増加させる⇒アルキル鎖が『短いもの』に比べて...続きを読む


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