水に溶けるとはについて質問です。
以前ネットの回答で、
(1)「どういうものが溶けるのかというと、非常に一般化して言えば、イオン同士の引力の弱いものです。イオン間の引力が強いと水によって溶媒和されずらく溶けづらいです。」
というものを見ました。
また本では
(2)「一般にHよりイオン化傾向が小さい金属は、酸化力のある酸でないと溶かせない。」
というものを見ました。
そこで疑問がわきました。

酸化力のあるとして、F-を考えてみました。これは酸化力があるからAgなどを溶かせるということに(2)からなります。
しかし、F-は電気陰性度が非常に大きいので、強く結合し、水によって溶媒和されずらくなってしまうのでは? (1)と矛盾しているような?という考えがわきました。

前置きが長かったですが、水に溶けるという現象についての概念的なご教授をお願い致します。
他の方の同じような質問への回答を読んでも、「酸化力があるから」、「イオン化傾向が大きいから」というようなものが多く、私にとってイメージが掴みづらかったので、それらのことを概念的にご教授してくださると非常に助かります。
(またAgは例外的に溶媒和されやすい等の例外については、随時自分で覚えていきたいと思い、今回は一般的な概念についての説明をしてぐださると嬉しいです。)
私は恥ずかしながら大学3年ですので、多少専門的な言葉が入っていても大丈夫だとは思います。が、なにしろ上記の事をいまさらになって疑問に思い、わからないほどでありますのでどうかわかりやすくご教授願います。

 
長くなりましたが、よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

(1)は溶解度に関する話で、(2)は反応が起こるかどうかという話です。


つまり、(1)では化学反応は起こっていないと考えるのに対して、(2)では金属の単体が酸と反応し、その結果として塩になる(あるいはイオンになる)かどうかという話であり、同じ次元で比較すべき問題ではありません。
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この回答へのお礼

なるほど。前よりも少しわかった気がします。
一番早く簡潔に回答して頂きありがとうございます。

お礼日時:2011/05/07 12:43

ふつう水に溶けるというのは、(1)の回答にあるようなもので、


溶媒の水分子の中に溶質粒子が均一に散らばることを言います。

回答例(2)は、酸に対する溶解性で、これは化学反応を起こして水溶性の物質になるかどうかの問題で、
(1)と(2)の内容は全く異なった現象について述べたものです。

さらにF^-には酸化力はありません。
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もうすでにそういう話から40年ほども遠ざかっているので、間違っているかもしれませんが、以前、多少は勉強したので、説明を試みてみますね。



1.化学反応とは、有機化学反応を除いて、イオン化傾向の違いによって、イオン化物が互いにより安定化した状態を作るために起こるもの。

2.水に溶けるとは水分子が極性(電気的な偏り、つまり、酸素原子を頂点に持つ二等辺三角形で、酸素原子がマイナス、水素原子がプラスの電気を帯びる)を持ち、それらの極性のかたよりによって、同様に電気的な偏りを持つものとまじりあう現象のこと。

2.塩が水に溶けるという場合と、砂糖が水に溶けるというのは違う。

3.塩化ナトリウムが溶けるのはナトリウムイオンと塩素イオンに分かれ、それぞれが水分子にまじりあいます。ナトリウムイオンはプラス電気をを持つので、水分子のマイナス電気を持つ酸素原子の部分がナトリウムイオンの周りに取り囲むようにくっついていきます。塩素イオンはその反対で、水分子のプラス電気を持つ水素原子側が塩素イオンの周りを囲む形でまじりあうわけです。

4.砂糖は基本的にショ糖ですから、http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/th …
にあるような構造です。このとき、水酸基や水素が周りに出っ張っているのに気付かれると思います。これらが電気的な極性を持ちます。これらの電気的な偏りに水分子の電気的な偏りが反応して、たがいにまじりあうのです。

5.これらと、「一般にHよりイオン化傾向が小さい金属は、酸化力のある酸でないと溶かせない」とは根本的に異なることです。こちらは、単に水分子にまじりあうのではなくて、立派な化学反応です。


http://www.alto.co.jp/dk/2home/011-1.html が図入りで説明されています。
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Q「物質が溶けるという現象」とは?

素朴な疑問なんですけど、塩とか、砂糖とか、
アルコールが水に溶けた時、
水がアルコールに溶けているのか、
アルコールが水に溶けているのかどっちなのでしょうか?
あと、ある物質が‘溶ける’という現象について、
簡単でいいので教えて下さい。

Aベストアンサー

namachiroさん、こんにちは。
ご質問に対する答えとしては、no.2さんのご回答で十分足りていると思うのですが、分かりやすさのためにあえて補足説明させていただきます。

no.2さんが「所詮「便宜的なもの」ですので、どちらがどちらに溶けているかを考える時には、「常識」で判断して良いと思います。」とおっしゃっています。
これは、どちらが溶けているかについては、どちらとも考えることができる、という意味だと思います。
つまり、「水がアルコールに溶け、同時にアルコールも水に溶けている」ということです。
no.2さんが「便宜上」とおっしゃったのは、多量のものに少量のものを加えて混ぜる(少量のものを溶かす)ことが普通だから、感覚的には、少量のものを溶かしたと表現することが多い、ということになるかと思います。

no.3さんのおっしゃるように、水が多いときはアルコールが溶質で水が溶媒、と考え、つまりアルコールを水に溶かしたと一般的に考えます。
しかし、この場合でも、「水がアルコールに溶けている」と言うことが可能だと思います。

溶けるという現象は、粒子がバラバラにほぐれて均一に混じり合うということですが、アルコールが水中に均一に分散していれば必ず、水もアルコール中に均一に分散しているはずです。
従って、アルコールだけが溶けていて水は溶けていないという状態はあり得ません。

namachiroさん、こんにちは。
ご質問に対する答えとしては、no.2さんのご回答で十分足りていると思うのですが、分かりやすさのためにあえて補足説明させていただきます。

no.2さんが「所詮「便宜的なもの」ですので、どちらがどちらに溶けているかを考える時には、「常識」で判断して良いと思います。」とおっしゃっています。
これは、どちらが溶けているかについては、どちらとも考えることができる、という意味だと思います。
つまり、「水がアルコールに溶け、同時にアルコールも水に溶けている」という...続きを読む

Q水に溶ける溶けない・・・とは?

1.水に溶けている状態と溶けていない状態とはどう違うのでしょうか?

2.「+の周りにはδ-の酸素が、-の周りにはδ+の水素が集まる事で引き離される」と本に書いてありましたが、こんなので透明になったりするのでしょうか?

3.また、わずかにしか帯電していない酸素や水素に引き離されてしまうのはなぜなのでしょうか?

4.水に入れる物質が、δ-の酸素やδ+の水素よりも強く引き合う場合には、極性を持つ物質でも水に溶けずにいるのでしょうか?

教えてください。

Aベストアンサー

> 1. 水に溶けている状態と溶けていない状態とはどう違うのでしょうか?

溶けている状態 = 均一に分散している状態,ということです。不均一な分散やそもそも分散していない場合が,溶けていない状態です。

> 2. こんなので透明になったりするのでしょうか?

濁って見える(光が散乱する)には,非散乱物質が光の波長より大きい必要があります。可視光の波長は短いところで 400 nm 程度,水分子の大きさはその 1/1000 のオーダーですから,濁って見えることは決してありません。

> 3. わずかにしか帯電していない酸素や水素に引き離されてしまうのはなぜなのでしょうか?

あれでいて水分子の分極は非常に大きいのです。O-H の部分だけで水素結合と呼ばれるくらいですから。

> 4.水に入れる物質が、δ-の酸素やδ+の水素よりも強く引き合う場合には、極性を持つ物質でも水に溶けずにいるのでしょうか?

ハロゲン化銀など,イオン性結晶で水に溶けないものはたくさんありますよ。分散安定性は分極率だけでは議論できないと思います。

ちなみに #1 の方の,

> 水にものを入れて溶けた状態では、体積が増えません

というのは間違いです。体積は増えることも減ることもあります。「部分モル体積」をキーワードに物理化学の本などを調べて頂けると分かるかと思いますが…。

> 1. 水に溶けている状態と溶けていない状態とはどう違うのでしょうか?

溶けている状態 = 均一に分散している状態,ということです。不均一な分散やそもそも分散していない場合が,溶けていない状態です。

> 2. こんなので透明になったりするのでしょうか?

濁って見える(光が散乱する)には,非散乱物質が光の波長より大きい必要があります。可視光の波長は短いところで 400 nm 程度,水分子の大きさはその 1/1000 のオーダーですから,濁って見えることは決してありません。

> 3. わずかにし...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
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難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q水素結合とはどういうものですか?

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

Aベストアンサー

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
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そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻...続きを読む

Q極性と溶解性の関係

「物が溶ける」という現象について正確に知りたくて、いろいろ勉強しています。
その中で、極性の高い溶媒(例えば水)には極性の高い物質が溶解しやすく、極性の低い有機溶媒等には極性の低い物質が溶解しやすいという内容を良く耳にします。

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具体的な例を挙げて教えていただけるとありがたいです。

ごく簡単な高校生向けの説明から、分子・エネルギーレベルの詳細な説明まで、様々な視点からの回答を期待しています。

よろしくお願いいたします。

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極性が大きいもの同士はお互いに引っ張り合いますので、極性が大きいもの同士でくっついている方が安定です。したがって、極性が大きい溶媒には極性の大きな物質が溶けやすいです。
極性が小さな溶媒に極性の大きな物質を入れると、極性の大きな物質同士で引っ張り合っている方が安定ですから、あまり溶けません。
極性が小さな溶媒に極性が小さな物質をいれると、分子同士の引っ張り合いが弱いので、上記のようなことは起きず、溶けることができます。

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Q何で食塩だけ溶ける量が増えないのですか?

こんにちは。
アルバイトで小学生を教えています。
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Aベストアンサー

溶解するときに発熱する物質(ΔH<0)→温度が高いほど溶解度が小さい
溶解するときに吸熱する物質(ΔH>0)→温度が高いほど溶解度が大きい

というように単純にいかない理由について説明してあるページがありました。水酸化ナトリウムは水に溶かすと発熱するのに、なぜ温度が高いほど溶解度が大きいのか、という理由です。
http://members.aol.com/youchanx/lechatelier.files/naoh.htm

では、塩化ナトリウムの場合も同じようなことが起きるのか、ということで探してみると
http://www.phasediagram.dk/binary/sodium_chloride.htm
溶解度曲線としてみる場合は、横軸と縦軸をひっくり返してください。これによると、0.1℃以下では飽和水溶液が二水和物NaCl・2H2Oの結晶と平衡にあるが、0.1℃以上では無水物の結晶と平衡しているそうです。
NaCl・2H2Oは温度が上がると溶解度が増加しますが、NaClは温度が上がっても溶解度があまり変わりませんので、0.1℃で溶解度曲線が折れ曲がることになります。

そこで、0.1℃以上の場合は、結晶に水和水が無いため、「塩化ナトリウムの溶解熱は小さいので、温度によって溶解度があまり変わらない」という説明が正しいことになります。

他の例では、無水塩化アルミニウムは水に溶かすと激しく発熱しますが、飽和水溶液中で平衡にある結晶は六水和物なので、溶解度は温度によってあまり変わりません。「無水物→六水和物」の変化は大きな発熱だが、「六水和物→溶液」の溶解熱は小さいのでしょう。

硫酸ナトリウムは32.4℃以下で十水和物(温度が高いほど溶解度が大きい)、32.4℃以上で無水物(温度が高いほど溶解度が小さい)になり、32.4℃で溶解度曲線が折れ曲がります。

溶解するときに発熱する物質(ΔH<0)→温度が高いほど溶解度が小さい
溶解するときに吸熱する物質(ΔH>0)→温度が高いほど溶解度が大きい

というように単純にいかない理由について説明してあるページがありました。水酸化ナトリウムは水に溶かすと発熱するのに、なぜ温度が高いほど溶解度が大きいのか、という理由です。
http://members.aol.com/youchanx/lechatelier.files/naoh.htm

では、塩化ナトリウムの場合も同じようなことが起きるのか、ということで探してみると
http://www.phasediagram.dk/binary/s...続きを読む

Q電離と溶解

唐突な質問ですが、電離と溶解の区別がイマイチはっきりしません。溶解しても電離しない、あるいは溶解しても電離しないってことはあるんでしょう。そもそも水に溶けるって言うのは沈殿してしまう場合とどう違うのでしょうか。水に溶けると水分子H2Oに何らかの変化があるんですか。

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Q豆電球の明るさが並列回路の方が明るいのはなぜですか?!?

並列回路と直列回路を比べたとき,並列回路の方が豆電球が明るくなるのはなぜですか?
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Aベストアンサー

豆球を並列にして電源に繋ぎますと、豆球それぞれに電源の電圧がかかりますから豆球1個の時と同じ電流がそれぞれに流れて光ります。豆球を直列にして電源に繋ぎますと、直列の豆球の合成抵抗は豆球1個の時の2倍になります。豆球直列の両端には電源の電圧がそのままかかりますが、豆球1個には電源電圧の半分の電圧しかかかりません。つまり豆球直列の場合には同じ電源に繋いだ豆球1個の場合に比較して流れる電流が半分にしかなりませんのでその分暗くなります。オームの法則で全て理解できる事ですので良く考えて下さい。

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なぜ、水に溶かすとなぜイオン化するのでしょうか?
水の元素と反応しているのでしょうか?

Aベストアンサー

 細かいところをはしょっていうと、NaとClが出会い、電子が移動して、NaはNa+ に、ClはCl- になり、それらが電気的に引き合ってくっついているのが食塩=塩化ナトリウムです。このような結合を「イオン結合」といいます。

 食塩は水に溶けなくても、元々イオン結合をしている物質です。

 食塩が水に溶けると、Na+、Cl- のそれぞれの粒子が水の分子に取り込まれていってばらばらになっていきます。下のページの図解が、イメージしやすいと思います。(ページの下の方 図5-2-4 です。)

http://www.asahi-net.or.jp/~ue3t-cb/bbs/special/sience_of_hotspring/sience_of_hotspring_5-2.htm


>なぜ、水に溶かすとなぜイオン化するのでしょうか?

 上に述べたように、水に溶けるからイオンになるのではありません。固体のときでもイオンが結合した状態です。

>水の元素と反応しているのでしょうか?

 水の分子が電気を帯びているので、Na+ は水分子の酸素側(マイナス電気を帯びている)と引き合い、Cl- は水分子の水素側(プラス電気を帯びている)と引き合い、水分子に取り込まれて水溶液になっていきます。

 ※「水の元素」という言い方はおかしいです。

 細かいところをはしょっていうと、NaとClが出会い、電子が移動して、NaはNa+ に、ClはCl- になり、それらが電気的に引き合ってくっついているのが食塩=塩化ナトリウムです。このような結合を「イオン結合」といいます。

 食塩は水に溶けなくても、元々イオン結合をしている物質です。

 食塩が水に溶けると、Na+、Cl- のそれぞれの粒子が水の分子に取り込まれていってばらばらになっていきます。下のページの図解が、イメージしやすいと思います。(ページの下の方 図5-2-4 です。)

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