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氷に圧力をかけると溶けるのはなぜ?
それは、氷より温度が高いものだからそうなるんですか?
北極の氷って、下の方にはすごい圧力がかかってると思うんですが、溶けませんよね?
なぜですかz。

A 回答 (3件)

 水は水素と酸素が化学的に結びついて出来た物質である事は御存知かと思います。


 水の分子は、1個の酸素原子に2個の水素原子が結合した構造をしていて、2個の水素原子は酸素原子を挟んで一直線上に並んでいるのではなく、「く」の字型に折れ曲がった形に結合していて、酸素原子の中心とそれぞれの水素原子の中心との間を直線で結ぶと、その2本の直線が成す角度は104.5度になっています。 また、酸素原子は電子を引き寄せる力が強いのに対し、水素原子は電子を引き寄せる力は比較的弱い原子です。
 このため、水分子では、酸素原子がマイナスに帯電し、水素原子がプラスに帯電しています。

【参考URL】
 コンプロネット > 水の話 > 1.1.1 水分子の構造
  http://www.con-pro.net/readings/water/doc0002.html

 Kenji Ogino Laboratry > class > 有機化学1および演習1 2011年度 > 演習1
  http://www.tuat.ac.jp/~oginolab/framepage1/organ …

 そのため、水分子の中の酸素原子と、別の水分子の中の水素原子は引き付け合い、その結果、水分子には6角形の形に並ぼうとする傾向があります。(6角形の頂点の角度は120度で、104.5度に近い角度である上に、6角形は平面を隙間なく埋める事が出来る図形であるため。5角形の頂点の角度である108度の方が104.5度に近いのですが、5角形では隙間が出来てしまいます)
 そして、水が氷の結晶になる際には、水分子は完全に「平面を埋め尽くす6角形の形」に並んでしまいます。

【参考URL】
 コンプロネット > 水の話 > 1.1.2 クラスター
  http://www.con-pro.net/readings/water/doc0003.html

 モル・タロウで作る分子模型 > 氷 > [4]
  http://blogs.yahoo.co.jp/drtalou/folder/1746738. …

 6角形に並んだ状態は、6角形の内側に出来る隙間が多いため、水が凍って氷になる際には、水の時よりも体積が増えて、密度が低くなります。

 処で、「圧力をかける」という事は、圧縮して密度を高めようとする力を加えるという事ですから、密度が低い状態でいるよりも、密度が高い状態となった方が安定します。
 そのため、氷に圧力を加えますと、氷よりも密度の高い液体の水になった方が安定であるため、圧力が高くなる程、融点が下がって行きます。
 そして、氷の温度よりも、その圧力が加わっている状態における融点の方が低くなれば、氷は融けて水になる訳です。
 但し、圧力を際限なく高くして行ったとしても、氷の融点の方はどこまでも低くなる事は出来ません。
 何故なら、水の固体には、普通の氷である氷Ih以外にも、高圧力の状態でのみ存在する、結晶構造(分子の並び方)が異なる種類の氷が何種類も存在し、それらの高圧の元でのみ安定となる氷は、液体の水よりも密度が高いため、普通の氷よりも融点が高く、その上、圧力が高ければ高い程、融点が高くなるからです。
 そのため、圧力が209.9MPa(約2072気圧)の場合に、融点が-21.985℃にまで下がった処が氷の融点の最低値で、それよりも高圧になりますと、水が凍った時に出来る氷は密度が約1.16g/cm3(圧力や温度によって密度の値は僅かに異なります)の氷IIIとなり、圧力が高くなる程、融点も高くなって行く様になります。

【参考URL】
 モル・タロウで作る分子模型 > 氷 > [4]
  http://blogs.yahoo.co.jp/drtalou/folder/1746738. …

 防衛省・自衛隊 > 防衛省の組織 > わが国の防衛組織・定員 > 防衛大学校 (防衛大学校のサイトへ) > トップページ > 広報 > 防大タイムズ > 防大タイムズ バックナンバーへ > 2005年度の防大タイムズ > 2005年4月号 > 応用無機化学研究室/受験生のために 応用化学科 応用無機化学研究室 ~水に沈む“熱い”氷の話~
  http://www.mod.go.jp/nda/obaradai/boudaitimes/bt …

 氷 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/

 The ice phases of water > Ice-Ih
  http://www.lsbu.ac.uk/water/ice1h.html

 The ice phases of water > III
  http://www.lsbu.ac.uk/water/ice_iii.html


>北極の氷って、下の方にはすごい圧力がかかってると思うんですが、溶けませんよね?
>なぜですかz。

 北極海の平均水深は1330mで、最深部でも5440mに過ぎません。

【参考URL】
 日本北極海会議 報告書 - 海洋政策研究財団
  http://www.sof.or.jp/jp/report/pdf/12_06_01.pdf

 これでは、海水の密度をちょっと大きめに考えて1.03g/cm3としましても、最深部における水圧は約54.9MPa(約542気圧)程度ですから、融点が極端に下がる程でもありませんから、北極の温度の方が、氷山の「下の方」の融点よりも低いためではないかと思われます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

お礼日時:2012/10/11 07:47

NO.1 の方のご回答の「相図」とは,P=圧力,V=体積,T=温度の相関図の事です。


圧力を大きくすると温度が上がり,体積を大きくすると圧力が下がって温度も下がります。
この関係から,圧力を加えると氷が溶けやすくなります。
氷河の底辺部では圧力が高く,氷が溶けやすくなるため氷河が形成され,ゆっくりと氷が流れて(滑って)居るわけです。
薄い氷板では流れる事はありません。
北極の氷が溶けないように見えるのは,水温と氷温が均衡しているからです。
現在,北極海の氷もドンドン減少しているようです。海水温の上昇が原因と言われています。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

お礼日時:2012/10/11 07:48

前半は相図を見てください. 後半は... 実際にはそれほど「すごい圧力がかかってる」わけでにないもよう.

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この回答へのお礼

ありがとうございます

お礼日時:2012/10/11 07:48

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Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q氷に塩をかけた場合と砂糖をかけた場合?

子供の夏休みの実験ですが,氷に塩をかけた場合,砂糖をかけた場合,何もしない場合で,塩が一番早く溶けてしまい,砂糖は一番溶けにくいという結果でした.どうしてでしょう?

Aベストアンサー

こんばんは

砂糖でも塩でも水に溶かせば水の融点が下がります。これを凝固点降下と呼びます。
0度で氷だったものに何かが溶けると、凝固点が下がって0度の水になります。
見た目は氷が溶けたようになります。

ただ融点が下がるには、溶けた粒子(分子やイオン)の数が重要です。
これをモル凝固点降下と呼びます。
1kgの水に1モルの粒子を溶かすと1.858度凝固点が下がります。
あとはこの割合で計算すればいいのです。

砂糖は分子が大きく(分子量342=1モルの重さg )、
塩は小さい(分子量58.5=1モルの重さg )なので
同じ重さにすると塩の方が6倍近く多くの粒子を含みます。
これは同じ重さならば塩の方がモル数が多いということです。

さらに塩は水に溶けると電離して数が2倍になります。
これは同じモル数ならば塩の方が粒子の数が2倍になるということです。

氷に同じ重さの塩と砂糖をかけてみた場合、塩は砂糖の12倍の数の粒子を
かけたのとおなじになりますから、凝固点もぐっと下がります。つまり0度
と凝固点の温度差は塩をかけた方が大きいということです。
凝固点から高い温度にある物の方が速く融けますから、塩の方が速く融けたのです。

おおざっぱな話で塩と同じ速度で氷が融けるようにするには12倍の砂糖が
必要になるということです。でも、そんなにたくさんの砂糖をかけたらなん
だかわからなくなりそうですね。

こんばんは

砂糖でも塩でも水に溶かせば水の融点が下がります。これを凝固点降下と呼びます。
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ただ融点が下がるには、溶けた粒子(分子やイオン)の数が重要です。
これをモル凝固点降下と呼びます。
1kgの水に1モルの粒子を溶かすと1.858度凝固点が下がります。
あとはこの割合で計算すればいいのです。

砂糖は分子が大きく(分子量342=1モルの重さg )、
塩は小さい(分子量58...続きを読む

Q氷の融点

氷の融点を調べたのですが、答えが一つではありませんでした。それはどういうことなのかわかりません。氷の融点を調べ、それをもとに氷の焼結が何℃から起こるか絶対温度の求め方を使いもとめるという問題なのですが…氷の融点がわからないために求められません。
わかる方がいれば回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

多分、気圧によって違うのではないでしょうか?何でも圧力をかける事によって融点は低くなるようです。
逆に”高気圧下で熱い氷を作り出した”なんてニュースがあるので圧力をかけると融点が低くなるのか高くなるのかどっちなのか分かりませんけど、とにかく圧力によって違いが出てくるみたいですね。
(wikipediaで調べてみました。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B7 そこに平衡状態図が載ってるのですけど、ある程度の気圧の高さまでは融点は下がるようです。そこから融点が劇的に上がっていくという感じのようです)


で、氷の融点は1気圧下でって仮定すれば良いんじゃないでしょうか?こういう問題では必ず(なお気圧は1気圧とする)って注釈がついてるものなんですけど・・・。

Q1000本のワインがあって、1つは毒入りです。

1000本のワインがあって、1つは毒入りです。
1滴でも飲むと、10h~20hで死にます。
今から24h以内に、毒ワインを自分のドレイに飲ませることで、判別したい。
これには最低何人のドレイを要するか?




以下がこれに対する僕の回答です。




結論から言うと1000人必要です。


まず0時から検査を開始します。

24時までに終わらせなければなりません。




まず0時にx人がそれぞれで一本検査します。

死ぬのは10~20時ですね
二本目を検査するためには
10時より後に飲まなければなりません(理由はAに書きます)
しかし4時より後に飲んだ場合は24時より後に死ぬ可能性があるため、毒を見逃す可能性があります。

ゆえに10時より後には飲めません。


A、もし10時以内に飲んだ場合
死んだとしても最初に飲んだワインによるものなのか後に飲んだワインによるものかわからないからです。
一本目の死ぬ可能性のある時間帯は10~20時
二本目を例えば9時に飲んだとしたら死ぬ時間帯は19~29時になります。
つまり19~20時に死んだ場合、その死が一本目によるものなのか二本目によるものなのかわからないからです。


ゆえに1人1本しか検査できません。

従って1000本には1000人必要です。





こういう答えがでたんですが、答えは10人なんだそうです…

先生にだされた問題だとか。


どうして10本になるのでしょうか?


困ってます。

1000本のワインがあって、1つは毒入りです。
1滴でも飲むと、10h~20hで死にます。
今から24h以内に、毒ワインを自分のドレイに飲ませることで、判別したい。
これには最低何人のドレイを要するか?




以下がこれに対する僕の回答です。




結論から言うと1000人必要です。


まず0時から検査を開始します。

24時までに終わらせなければなりません。




まず0時にx人がそれぞれで一本検査します。

死ぬのは10~20時ですね
二本目を検査するためには
10時より後に飲まなければ...続きを読む

Aベストアンサー

ついでに書いておこうかな(^^)
2進数                 10進数
 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1   1番目のワイン
 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0   2番目のワイン
 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1   3番目のワイン
 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0   4番目のワイン
 ・・・【中略】・・・
 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1  999番目のワイン
 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1,000番目のワイン
奴隷は上に1があればそれを飲む
 A B C D E F G H I J  10人

Q水の膨張 水を凍らした時の膨張量、圧力を知りたい

水は凍らせば、約4℃以下で体積膨張する事は、調べてなんとなくわかりました。
では、密閉容器(絶対変形しない=容積一定)に水を空気の隙間もなくいれ、
凍らしたとき、容器に加わる圧力はどのように計算できますか?
また、0℃から、だんだん温度が下がっても、体積膨張は起こるのですか?
その際の圧力はどうなるのでしょうか?
もしくは凍らないのでしょうか?

まったく素人ですみませんが、教えてください。
自社製品の品質異常で困っております。

Aベストアンサー

約4℃の水について0℃に温度を下げていくと体積が膨張するわけですが、氷で膨張するのは固体に変わったからです。氷の状態で温度を下げると、収縮していきます。

圧力については、試みにこんな風に考えてみました。
いまネットで探ってみたら、氷の圧縮率が 1,8TPa-1 とありました。どれくらいまともな数字か確かめることができないのですが、まぁ感じくらいはあっていると信じることにして、この値を基にしてみます。

この圧縮率の意味は、100TPa の圧力をかけると、1.8% 体積が減るよ、ということをあらわしています。
氷になるときに体積が10%くらい増えますから、これを元の体積にするにはTPaのオーダーの圧力をかけなければならないわけです。
市場で手に入る鋼材は、高張力鋼でも引っ張り強さが1GPaに満たないです。深海潜水艇に使われるようなマルエージング鋼でも、2GMaくらいですから、仮に氷に変わったときの膨張を押さえ込もうなんていうアイデアをお持ちだとしたら、そんなことは考えない方がいいです。

ま、No1の方のご意見にもあったように、圧力かけると氷、溶けちゃいますけどね。スケートがすべるわけ、とか聞いたこと無いですか?
でも、現実的には圧力で凍らなくなるより、容器を壊す方が先に来ます。多分、暖かいところにお住まいなんでしょうが、水道管が凍ると水道管やバルブが(単なる蛇口だけでなく、鉄の固まりみたいな大きなバルブも)簡単に割れるんですよ。逆に、このことから考えると、バルブが球状黒鉛鋳鉄でできてるとして、数百MPa以上は出てることになりますね。

約4℃の水について0℃に温度を下げていくと体積が膨張するわけですが、氷で膨張するのは固体に変わったからです。氷の状態で温度を下げると、収縮していきます。

圧力については、試みにこんな風に考えてみました。
いまネットで探ってみたら、氷の圧縮率が 1,8TPa-1 とありました。どれくらいまともな数字か確かめることができないのですが、まぁ感じくらいはあっていると信じることにして、この値を基にしてみます。

この圧縮率の意味は、100TPa の圧力をかけると、1.8% 体積が減るよ、ということをあらわしてい...続きを読む

Q氷の溶け方について質問です。

自由研究で「どの飲み物に入れた氷が早く溶けるか」を実験しました。
飲み物は、コーラ、オレンジジュース、牛乳、水、コーヒーです。
飲み物の温度、量はすべて同じです。
その中に氷3つを入れどの飲み物に入れた氷が溶けるか調べました。
氷の大きさ入れた時間すべて同じです。
それで1番早く溶けたのは水でした。
2番がコーヒー。
3番が牛乳。
4番がオレンジジュース。
最後がコーラでした。
この結果を見て普通は炭酸のコーラが早く溶けるって言うんですが
私の実験はコーラが最後でした。
これってやっぱり実験に失敗してしまったのでしょうか?
それと水が1番早く溶けた理由も分かりません。
私なりに調べてみましたが分かりませんでした。
なので分かる方いましたら
なぜ水に入れた氷が早く溶けるのか?
なぜコーラに入れた氷が最後なのか?
教えてください。
お願いします!!!!

Aベストアンサー

さほど不思議な結果ではないように見えます。
液体に入れた氷が溶ける速さに影響するのは主に液体の粘度と熱伝導率です。
粘度が高いと熱の対流(拡散)が起こりにくくなります。水をかき混ぜると氷が速く溶けることを考えれば分かるように、かき混ぜる効果が小さいほど氷の溶ける速さは遅くなります。

つまり例えば牛乳と水とを比べた場合、おそらく牛乳の方が粘度が高いことが予想されるので、水の方が熱を拡散させる効果が高く、より速く溶けることが予想されます。
また、熱伝導率の大きさも一つの要因です。
90℃のサウナと90℃の熱湯は同じ温度でも熱湯の方がより熱く感じると思います。これは理由があって、液体というのは気体に比べて熱を伝えやすいのです。熱湯は自らの温度を素早く物体に伝えるため、より熱く感じるというわけです。
だからコーラが最後なのはかなり納得できる結果です。コーラに入れた氷はたくさんの炭酸ガスの粒で覆われているはずです。水やコーヒーなど完全な液体に包まれた氷と比べると、氷に熱が伝わっていくスピードはかなりゆっくりなものなはずだと考えられます。
またこれは何も液体と気体の間だけにある違いではありません。熱の伝わり易さというのはあらゆる物体の間で異なります。コーヒーと水との間では、水の方が熱伝導率が高いということもあり得ます。

なので、この実験結果はさほどおかしなものとは思いません。きちんと分析すれば優れた自由研究になると思いますよ。

さほど不思議な結果ではないように見えます。
液体に入れた氷が溶ける速さに影響するのは主に液体の粘度と熱伝導率です。
粘度が高いと熱の対流(拡散)が起こりにくくなります。水をかき混ぜると氷が速く溶けることを考えれば分かるように、かき混ぜる効果が小さいほど氷の溶ける速さは遅くなります。

つまり例えば牛乳と水とを比べた場合、おそらく牛乳の方が粘度が高いことが予想されるので、水の方が熱を拡散させる効果が高く、より速く溶けることが予想されます。
また、熱伝導率の大きさも一つの要因です。...続きを読む

Q水の融解圧曲線

こんにちは!
質問があるのですが、水以外の物質は気圧が上がるにつれて融点が上がるのに、水はどうして気圧が上がるにつれて融点が下がるのですか?

Aベストアンサー

 難しい話は既に「自信あり」の回答がありますので,「自信なし」の私は簡単に。

> 水以外の物質は気圧が上がるにつれて融点が上がるのに、

 まず最初に,『気圧』じゃなくて,「圧力」ですね。「気圧」は「大気の圧力」,つまり「空気の圧力」です。今問題になっているのは,「ある物質に掛かっている圧力」ですので「気圧」ではありません。

 さて,圧力が上がるとどうなるでしょうか。風船などをギュッと押す事を考えると判る様に,気体の場合は体積が小さくなります。液体や固体でも基本的には同じです。体積が小さくなります。その結果,分子同士が接近しましますので,分子間に働く引力が強くなって分子同士を繋ぎ止めるようになります。結果,液体が固体に変化します。

 これで分かる様に,圧力が上がると,それだけ分子同士が接近しますので,固体になり易くなります。つまり,『融点が上がる』結果になります。

> 水はどうして気圧が上がるにつれて融点が下がるのですか?

 他の多くの物質は,+(δ+)電荷とー(δー)電荷の間に働く引力が分子間に働く引力であるのに対して,水の場合が他の多くの物質と異なるのは,分子間に働く引力は殆ど水素結合による点です。

 水素結合を形成するには,次に示すように「OーH・・・O」が直線に並ばないといけません。さらに,「OーH」や「H・・・O」の間に一定の距離が必要になります。つまり,分子同士が接近できる限界があります。

   ・・・OーH・・・OーH・・・
      |     |
      H     H

 圧力が上がった場合,液体なら下記の様に分子同士が接近する事も可能ですが,この状態では近づき過ぎて充分な水素結合が形成できないため固体状態にはなれません。つまり,『融点が下がる』結果になります。

    OーH
    |OーH
    H|
     H

 いかがでしょうか。

 難しい話は既に「自信あり」の回答がありますので,「自信なし」の私は簡単に。

> 水以外の物質は気圧が上がるにつれて融点が上がるのに、

 まず最初に,『気圧』じゃなくて,「圧力」ですね。「気圧」は「大気の圧力」,つまり「空気の圧力」です。今問題になっているのは,「ある物質に掛かっている圧力」ですので「気圧」ではありません。

 さて,圧力が上がるとどうなるでしょうか。風船などをギュッと押す事を考えると判る様に,気体の場合は体積が小さくなります。液体や固体でも基本的には同...続きを読む

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。
先日、「シュウ酸やミョウバンは温度を上げると溶ける量がぐっと増えるけど、食塩はあまり溶けないでグラフが横ばいになるよね」という話をしたのですが、そういえば何故食塩だけああいう性質を示すのでしょう?
周りの人に聞いても「分からない」「昔やったけど忘れた」という感じでわかりませんし、どういった本で調べればいいのかもぴんときません。大学の図書館で水和で調べればでてくるんじゃないか、という意見を聞いたのですが・・・色々な本があって途方にくれてしまいました。
もしこの理由が分かる方、理由を覚えていなくてもこんな本に載ってたような・・・という記憶がある方、いらっしゃいましたら教えてください。お願いします。

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水が凍ると体積が増します、なぜ?

通常、金属などの場合、液体が固体になると、分子の活動が停止してくるとのことで、体積は減ると思うのですが、水はなぜでしょうか?
それて、水は気化すると、やはり体積が増しますよね。

Aベストアンサー

 こんにちは。

 物質の体積が小さくなるのは、分子と分子の間が小さくなるからです。通常の物質はどんどんちいさくなるので、体積が小さくなり、固体になる際にくっつくくらいに整然と並んで固まるので、体積が小さくなります。

 ところが水は、氷になる際に、整然とならぶというより、隙間をあけて並ぶようになります。正四面体(ピラミッド型)の形に並ぶわけです。なぜそのようになるかというと水素結合の特長によるものです。

 したがって水も温度がさがると、だんだん分子間がちかくなりますが、5℃くらいから隙間を空けて固まり始めます。そして4℃のときに、分子間が近くなるのと、隙間をあけて構造化が始まるのとがちょうど相殺されて、一番体積が小さくなります。それ以後は、隙間を空けた構造の効果が大きくなり、全部が氷になったころには体積が4℃よりはおおきくなるわけです。

Q安定性が第三級>第二級>第一級になるのは何故?

学校の課題で、安定性がこのようになるのは何故なのか説明しなければいけないのですが、教科書(「パイン有機化学I」p202)を読んでもよくわかりません。

超共役や誘起効果が関わると思うのですが、それをどのように理解したら「第三級>第二級>第一級」と安定性が説明できるんでしょうか??

わかりやすいHPなどでも結構です。
急ですが、明日中にお願いします。

Aベストアンサー

カルボカチオンの安定性の話ですね。
単純化すれば、アルキル基が電子供与性の誘起効果を示すために、それが正電荷を持つ炭素に多く結合しているほどカルボカチオンの正電荷を中和されるために、安定化されるということです。
そのために、アルキル基の数が多いほどカルボカチオンが安定であり、それを言い換えると「カルボカチオンの安定性は、第三級>第二級>第一級である」ということになるわけです。

アルキル基が電子供与性を示す理由として用いられるのが超共役の考え方です。
すなわち、通常の共鳴においては、単結合が切れたような構造は考えませんが、超共役というのは、C-H結合の切れた構造を含む共鳴のようなものと考えればわかりやすいと思います。
図はパインの教科書にも書かれていると思いますが、C-H結合が切れた構造においては、形式的に、その結合に使われていた電子対が、正電荷を持っていた炭素原子に移動して、その正電荷を中和しています。その結果、正電荷は、切れたC-H結合を有していた炭素上に移動します。このことは、共鳴の考え方によれば、超共役によって、正電荷が分散した(非局在化した)ということになり、安定化要因になります。

要するに、超共役というのは、単結合の切れたような構造を含む共鳴のようなものであり、その構造がカルボカチオンの正電荷を非局在化させ、安定化に寄与するということです。正電荷を持つ炭素に結合しているアルキル基の数が多いほど、上述の超共役が起こりやすくなり、カルボカチオンが安定化されるということです。

カルボカチオンの安定性の話ですね。
単純化すれば、アルキル基が電子供与性の誘起効果を示すために、それが正電荷を持つ炭素に多く結合しているほどカルボカチオンの正電荷を中和されるために、安定化されるということです。
そのために、アルキル基の数が多いほどカルボカチオンが安定であり、それを言い換えると「カルボカチオンの安定性は、第三級>第二級>第一級である」ということになるわけです。

アルキル基が電子供与性を示す理由として用いられるのが超共役の考え方です。
すなわち、通常の共鳴...続きを読む


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