ヨウ素は昇華する物質であることわかっています。
また、昇華の定義は『気体から固体(もしくは固体から気体)に液体を経由しないで変化する現象』・・・・・・・・・・・・・・・・・・参考書参照。
『分子間力が弱いために常温でも気体となってしまう』・・・・・問題集参照。
ここで質問!!
ヨウ素は常温時、固体であるがなぜ、気体にならないのか??

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A 回答 (5件)

分子間力の相互作用による固体状態が常温での最も安定な状態だが、分子間力は弱い引力であるため、常温時の熱振動などによって、分子間力が切断され、”いくつかの”ヨウ素分子は空気中へ放り出されるため、昇華が見れる。

このとき、いくつかの分子しか気体にならない。熱振動の大きさは、ボルツマン分布していて、この分布のなかで大きい熱振動を持っているヨウ素分子のみが分子間力を断ち切れるため。気体から固体へ戻る時も同じで、分子のなかで、小さい並進運動エネルギーを持っているものだけが固体になれる。
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みなさんの回答で十分だと思いますので、補足まで。



昇華に限らず、気ー液、固ー液、全ての状態変化は
平衡反応です。当然、ヨウ素にしても気体と固体との間に
平衡が成り立っています。

もし、開放系にヨウ素の固体をおいておくと、気体は
いくらでも拡散して、実際の濃度(分圧)はゼロとみなせるので、
十分時間がたてば、全て昇華して気体になってしまうでしょう。

一方、試薬瓶の中などの閉鎖系では、ある程度昇華が起こると、
その空間のヨウ素の濃度(分圧)が飽和に達するので、
それ以上は昇華しないと思われます。

ただし、昇華は、見た目止まっているだけなので、昇華して気体になった
ものが再び固体として析出(正しくない表現ですが、昇華と区別するため)
して、試薬瓶を開けるとふたの裏にびっしりとたまっていたことはあります。
(メントールという化合物で実際に体験しました。笑)
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 水の沸点は100℃です。

でも常温でも放っておくと、蒸発して無くなります。これは蒸気圧の性です。水の常温の蒸気圧は0.02気圧位で、温度が上がるにつれ蒸気圧は上昇し、大気圧となる温度が沸点であり、100℃です。
 ヨウ素の昇華についても、全く同じことが言えます。ですから常温でも、徐々に昇華し、rei00さんがおっしゃるように、いずれ昇華して無くなります。但し、密封している場合は、ある程度昇華すると、蒸気圧平衡に達し、それ以上は昇華しなくなります。試薬瓶のヨウ素が無くならないのは、そういうことです。
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物質は、安定な状態を保とうとします。

ですから、エネルギー的に安定な状態である固体、特に結晶の形を取ろうとします。ヨウ素は、常温に於いて固体で、また昇華する物質として知られています。しかし、昇華するには結晶の結合を切るだけのエネルギを外部から加える必要があります。常温では、ヨウ素の結合を断ち切るに充分なエネルギが得られません。ですから、固体として存在します。ヨウ素の融点は、113.7℃ですから、ここまで加熱すれば昇華します。

 一方、ヨウ素にも沸点が存在します。昇華は、融点付近の蒸気圧が大きいことに原因があります。逆に急激に温度を上げれば、確か融解してヨウ素の液体が観察できると思いましたが。
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お書きの様に,ヨウ素は昇華性の固体です。

そのため,固体のヨウ素を常温で置いておくと,徐々に昇華して(気体になって)無くなってしまいます。

つまり,ヨウ素は常温時,固体であるが,昇華して気体になる。

いかがでしょうか。
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Qヨウ素とヨウ化カリウム水溶液

高校化学からの質問です。
参考書に、ヨウ素はヨウ化カリウム水溶液に溶けるとあったのですが、どのようにとけているのでしょうか?イオンになって溶けているのではないようなのですが。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

まず初めに、ヨウ化カリウムを水に溶かすと、K+(カリウムイオン)と、I-(ヨウ化物イオン)に電離します。
  化学式であらわすと、KI⇔K+ + I- となります。
ここにヨウ素を入れると、ヨウ化物イオンと反応して、I3-(三ヨウ化物イオン)となって溶けます。
  化学式であらわすと、I2 + I- ⇔I3-
となります。
 このような仕組みでヨウ素は溶けています。

参考URL
 ・wikipedia ヨウ素 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A8%E3%82%A6%E7%B4%A0
 ・wikipedia 三ヨウ化物 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E3%83%A8%E3%82%A6%E5%8C%96%E7%89%A9
 ・wikipedia ヨウ化カリウム http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A8%E3%82%A6%E5%8C%96%E3%82%AB%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0        

まず初めに、ヨウ化カリウムを水に溶かすと、K+(カリウムイオン)と、I-(ヨウ化物イオン)に電離します。
  化学式であらわすと、KI⇔K+ + I- となります。
ここにヨウ素を入れると、ヨウ化物イオンと反応して、I3-(三ヨウ化物イオン)となって溶けます。
  化学式であらわすと、I2 + I- ⇔I3-
となります。
 このような仕組みでヨウ素は溶けています。

参考URL
 ・wikipedia ヨウ素 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A8%E3%82%A6%E7%B4%A0
 ・wikipedia 三ヨウ化物 http://ja.wiki...続きを読む

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Qヨウ素について

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Aベストアンサー

ヨウ素の結晶(ヨウ素は常温で暗紫色の板状結晶)を、無色透明なガラス瓶に入れておくと、ビンの中にもや~っと紫色のもやがあがってきます。
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又その有害性を無害化(分解)する方法等ありましたら是非お教え願いたい。

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 ヨウ素ヨウ化カリウム溶液(ヨードチンキ)については、参考URLの様に毒性がかなり高く、医薬品(消毒剤)や防腐剤として使用される。(間違ってもうがい薬を飲んではいけません。)緊急時の対処法:片栗粉やメリケン粉を水に溶かしたもの、牛乳、卵などを飲ませる。小児の誤飲で、極少量の時はすぐ水分(牛乳など)を十分飲ませ様子みる。
 ヨウ化カリウムは毒性が低いが、いろいろ影響があるようです。
 http://www.sosb.com/toukou/toukou_txt/goiken/00006.htm
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 単体のヨウ素は他のハロゲン族と同様に酸化性・腐食性が強いが、化合物では毒性はほとんど見られない。とされています。
 ヨウ素の中和には、還元剤である、チオ硫酸ナトリウムなどが適切でしょう。

参考URL:http://city.hokkai.or.jp/~satoshi/TOX/tox179.html

 ヨウ素ヨウ化カリウム溶液(ヨードチンキ)については、参考URLの様に毒性がかなり高く、医薬品(消毒剤)や防腐剤として使用される。(間違ってもうがい薬を飲んではいけません。)緊急時の対処法:片栗粉やメリケン粉を水に溶かしたもの、牛乳、卵などを飲ませる。小児の誤飲で、極少量の時はすぐ水分(牛乳など)を十分飲ませ様子みる。
 ヨウ化カリウムは毒性が低いが、いろいろ影響があるようです。
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Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...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。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

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吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Qヨウ素による薄層クロマトグラフィーの呈色原理

薄層クロマトグラフィーの呈色に
ヨウ素蒸気をよく使いますが、
これはどのような原理で色がつくのでしょうか?
特定の官能基と反応する他の呈色試薬と違い、
Wikipediaによると
「ほぼ全ての官能基の呈色に有効」だそうですが、
有機化合物全般にヨウ素分子が直接結合する…
わけではないですよね?
教えて下さい。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

#6の回答について

>Most organic compounds will absorb iodine or react with it.

ほとんどの有機化合物はヨウ素を吸収するとはどのような意味なのでしょうか?
absorb(吸収)ではなくadsorb(吸着)の誤りということはありませんか。

質問者が勘違いされるといけないので補足説明しますが、ヨウ素が有機化合物と反応した場合(例えば二重結合や活性水素との反応)は、有機ヨウ素化合物となりますので当然ヨウ素の色は無くなってしまいますので、そのことによって発色はしません。
ヨウ素によって酸化された場合も、ヨウ化物イオンとなりヨウ素の色はなくなります。
また、アミン類とは、一定以上の温度では強いコンプレックスを作成する可能性がありますが、実際は相互作用(結合ではない)で有機化合物の周りにヨウ素が補足されているような状態だと思います。
いずれにしろ、ヨウ素発色は有機化合物とヨウ素の相互作用によるもので、反応や結合では説明できないと思います(もちろん還元性物質との反応や活性な多重結合への付加反応は起こりますが)。

#6の回答について

>Most organic compounds will absorb iodine or react with it.

ほとんどの有機化合物はヨウ素を吸収するとはどのような意味なのでしょうか?
absorb(吸収)ではなくadsorb(吸着)の誤りということはありませんか。

質問者が勘違いされるといけないので補足説明しますが、ヨウ素が有機化合物と反応した場合(例えば二重結合や活性水素との反応)は、有機ヨウ素化合物となりますので当然ヨウ素の色は無くなってしまいますので、そのことによって発色はしません。
ヨウ素によって酸...続きを読む

Q標準自由エネルギー変化について教えてください。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
質問2:ΔG゜とはそもそも何を表しているのですか?(僕自身の薄学では生成側にそれだけエネルギーが偏っている?)
質問3:ΔG゜=-AとするとAが大きいほど反応は進みやすのでしょうか?(これ本当に分かりません・・)

自由エネルギー変化ΔGについてです
ΔG=ΔG゜+RTlnK
aA+bB⇔cC+dDと言う反応ではモル分圧平衡定数とするとK=([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)
です。
質問4:そもそもΔGとは何を表現しているのですか?平衡だとΔG=0となる。これはどういうこと?
質問5:ΔG゜=-RTlnKですが、通常ΔGというとみんなこの方法で算出してしまいます。ここで標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGをごっちゃにするとエライ事になりそうですが・・・
質問6:ΔG=ΔG゜+RTln([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)でよく25℃、1atmの濃度や分圧を入れてΔGを出してますが、これはどう解釈したらよいのでしょうか?その濃度や分圧のときの自由エネルギーということ?でもそれなら25℃、1atmの生成ΔGfから算出したΔG゜とΔGが同じにならないとおかしくありませんか?
質問:そもそも上記の考え方にどこかおかしいから悩んでいるので、指摘していただけたら幸いです。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
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質問3:ΔG゜=-Aとすると...続きを読む

Aベストアンサー

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べるのは大変なので
変化量を指標に用いていることは同じですが、標準生成自由エネルギーは、すべての元素が標準状態にあるとき自由エネルギーを0として、それらの単体から生成される化合物を上記の式を使って計算した物です。

反応が自発的に進むためにはΔGがマイナスでなければなりません。
ΔGは自由エネルギー変化です。
標準生成自由エネルギーΔG゜とは違います。
-RTlnK=ΔG゜ という関係から ΔG゜が負の時はKが1よりも大きい事を意味し、正の時には、その反応が進まないということではなくKが1よりも小さいことだけを意味します。
ΔG゜が大きな正の値をとるとKは著しく小さくなり、平衡点は原系の方に極端に片寄ることを意味しています。
ΔG゜=0ならばK=1ということです。

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べる...続きを読む


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