化学物質の粒子の大きさ

ホルムアルデヒト、トルエン、チアメトキサム　の粒子の大きさをそれぞれ教えて頂けますか？

No.5 回答者： homma-mon 回答日時： 2014/03/11 20:56

基本的に，「回答できません」というのが，正解です．No.1-No.4 のお二人のお答えと同じです．

理由は，
　　１気圧，室温では，
　　「分子」以外の「粒子」がないか，
　　「粒子」はあっても，その製法で，サイズが数桁違う
です．

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purisilaさんはおっしゃいました：
>空気中の揮発している化学物質として、
>ホルムアルデヒド　トルエン　チアメトキサム　
>の粒子の大きさが知りたいのです。

「揮発」という現象は，液体状態から気体状態に変化することを指します．

【気体，液体，固体】
Wikipedia の「物質の状態」の項には，
「固体は定まった体積と形を持つ。
　液体は定まった体積を持つが、
　形は定まっていない。
　気体は体積も形も定まっていない。」
と書かれています．

このWikipedia の引用部分に続く箇所にも書かれていますが，分子の凝集状態で区別するのが，現代での理解です．


【気体の「粒子」とその防御法】
で，気体では，分子１個１個が遠く離れています．ですから，気体の状態では，分子が「粒子」です．

そして，その粒子の通過を防げる「マスク」は，コンビニでは，絶対に買えません．産業用の防毒マスクでなければなりませんし，その取り扱いについては，国家資格を持つ人の管理が法的に定められています．

ホルムアルデヒドとトルエンとは，１気圧，室温であれぱ，気体です．液体では存在できません．従って，これらからの防御には，防毒マスクが必要です．量が少ないのであれば，既にお答えがありますように，どんどん換気してください．


【液体の「粒子」とその防御法】
液体では，多数の分子が凝集しています．分子と分子との間の位置関係は，どんどん変わっていますが，距離はほぼ一定です．１個の分子を１人の人にたとえてみましょう．

ラッシュアワーの駅の通路の中では多数の人が歩いています．人と人との位置関係はどんどん変わっていますが，距離は変わりません．その集団の人数は，駅の規模，時間帯などで全然違いますよね．利用客の殆どいない小さな停車場と，ラッシュアワーの新宿駅とでは，人間の集団の人数は，そして，その集団の占める地面の面積は全然違いますよね．

液体の「粒子」とは，
　　分子が多数凝集している集団
としか言いようがありません．
そして，そのサイズは，「どうやってその凝集体を作ったか」で，全く異なります．

水道の蛇口をひねってコップに水という液体をとりましょう．コップのサイズが，その場合の「粒子」のサイズとなります．マスクもいりません．コップをひっくり返さなければいい．

霧吹きで水の霧を作りましょう．霧の水滴の一つ一つがそのときの「粒子」です．コンピニで買えるマスクで充分防げるでしょう．

やかんでお湯を沸かしましょう．注ぎ口からシュンシュンと，白いものが噴出しますね．小さな小さな水滴なのです．大きさは，大体，1ミリメートルの 10/1000 くらいから 1/1000 くらいでしょう．コンビニで売っているマスクで防げることでしょう．

これより小さい液滴はできたとしても，簡単に集まって一つの粒になってしまうでしょう．


ちなみに，注ぎ口のところは，白くはなく，透明でしょう．この部分は，水蒸気です．水が気体となっています．注ぎ口から少し上に上がるうちに，水蒸気が冷えて，小さな液滴となった部分が，白い「湯気」です．


【固体の「粒子」とその防御法】
固体も分子が多数集まっている凝集体です．分子間の距離も位置関係も殆ど一定．子供たちがキチンと整列している集団がちょうどこの固体状態です．

そして，その集団の占める地面の面積は，集合のさせ方で違いますね．
てんでに飛び回っている1000人の子供たちに，笛で合図をして，近くにいる子と手を綱がさせたとしたら，１０人くらいが集まるのがやっとでしょう．
その１０人組みを幾組か合併させると，サイズは大きくなりますね．
大変ですが，1000 人に整列させれば，そうとうに大きいサイズ．

液体の場合と同様，「粒子」の作り方で，固体の粒子サイズも全然違うのです．


砂糖を例に，固体粒子のサイズを理解してください．

高温で砂糖の濃厚な水溶液を作り，室温で静かに冷やしてやると，大きな結晶ができることがあります．これが氷砂糖です．それ一粒が粒子一粒です．数ミリメートル以上のサイズですね．

結晶の大きさは，温度差と攪拌の程度でどんどん変わります．また，すり潰すこともあるそうです．
食卓の砂糖は，1 ミリメートルの100/1000 くらいから 10/1000 くらいでしょうか．
1 ミリメートルの 1/1000 以下の粒は，つくるのは大変だと思います．
そこまで小さくなると，粒同士が集まってしまいやすいからです．

ですから，砂糖の「粒子」の大きさを問われても，「作り方による」としか答えられません．

コンピニで買えるマスクで充分でしょう．



【チアメトキサムに「揮発粒子」はない】
さて，ご質問のチアメトキサム．

サターン５さんには，
<http://www.env.go.jp/water/dojo/noyaku/odaku_kij …
に記載されている構造式の方がご理解いただけると思います．139.1℃まで温度が高くならないと，固体のままです．

ですから，「揮発」しません．
その意味で，purisilaさんのご質問に対しては，
「『揮発粒子』にはならないので，回答不能」
とお答えするしかありません．


【チアメトキサムの固体の微粒子】
「『揮発粒子』ではなく，固体の小さな粒，埃のような粒なら，大きさはどの程度か」というご質問でしょうか？

砂糖と同じく，結晶としての作り方，結晶をすり潰しているとしたら，そのつぶし方で，１ミリメートルよりも大きくすることも，その1/1000 にすることも可能です．

「数桁違います」としか，回答できません．

また，水溶液でも売られているようですね．その場合の液滴のサイズもまた，液滴の作り方で１ミリメートルよりも大きくすることも，その1/1000 にすることも可能です．回答できません．

No.4 回答者： Saturn5 回答日時： 2013/12/28 14:50

Ｎｏ．３の方が指摘しておられるように、粒子サイズというのは分子がいくつ

結合しているかで決まります。
気体ならば、通常は１分子または数分子の集団ですが、液滴となって飛散して
いるものはかなり大きいです。
基本的に、気体はマスク（フィルター）で防ぐことは不可能で、液滴は
マスクで防ぐことが可能な場合があると考えてください。

最も大きな誤解はホルムアルデヒド、トルエンに関する考え方です。
これらは普通の空気の中にも極微量含まれています。
もっというと、体内にも極微量存在します。
低濃度のものを吸っても何問題もありませんが、高濃度のものを吸うと
シックハウスやアレルギーなどの原因となります。
ですから、これらはマスクで防ぐのではなく、発生源を無くすこと、
発生源を遠ざけること、換気をよくすることで防ぎます。

たとえば、一部の油性マジックは溶剤がトルエンですので、使うとトルエンが
揮発します。ですから、顔から遠ざけて使うとか換気しながら使うというのが
正しい防御法です。マスクに頼ることはできません。

農薬の場合は溶剤に溶いて噴霧するものですから、液滴の状態であり、
マスクが有効になる場合があります。液滴の大きさとマスクのメッシュ次第です。
ただ、液滴の大きさというのは大きなバラツキがあります。
ですから１００％を防ぐことは絶対にできません。

No.3 回答者： hg3 回答日時： 2013/12/28 13:39

かなり誤解されているようですが、ご質問にあるような物質に関して、分子でもなく、液滴でもない粒子というものは存在しません。

これらの物質が、空気中に拡散するためには、気体分子となるか、小さな液滴となるかしかありません。
もうひとつ可能性があるとすれば、ホコリなどの粒子にくっついて拡散するということはあり得ます。
従って、決まった粒子の大きさがあると考えること自体が間違いです。
小さな液滴であれば、先の回答の通り、様々な状態があり得るし、ホコリなどの粒子にくっついているなら、そのホコリ等の粒子の大きさに依存します。

以上のことを考慮した上で、マスクを通過するかどうかと言う点について回答しますと、以下の通りになります。

揮発した化学物質を一般的なマスク（花粉やインフルエンザの予防で使うようなもの）で防ぐことはできないと考えるのが一般的です。
なぜなら、壁紙などに使われている化学物質が、空気中に揮発するためには、気体にならないといけません。ということは基本的に、気体の分子の状態で空気中に存在していると考えるのが自然です。ちなみに、小さな液滴になるのは、噴霧器などで空中に散布した場合です。
気体の分子というのは、花粉やインフルエンザなどと比べてはるかに小さく、1万分の１程度のサイズです。
イメージ的には空気の分子の大きさと同程度ということです。（厳密には空気の分子より大きいですが、花粉等と比べれば同じとみなして構わない程度の大きさです。）
つまり、空気を通すようなものなら、簡単に通り抜けるということです。

No.2 回答者： hg3 回答日時： 2013/12/28 11:22

粒子の大きさって、どういう意味ですか？

分子の大きさですか？
それとも、これらの物質が、集まって液滴になった場合の液滴の大きさですか？

分子の大きさなら、温度や圧力によらず一定です。

液滴の大きさは、条件次第でいかようにも変化しますから、温度、圧力などを決めても一定には定まりません。

前の回答の水の粒のところの説明をもう一度よく読んで下さい。
水の粒は、水蒸気（湯気）の場合もあれば、雨粒のようなしずくの場合もありますが、どちらも同じ「水の粒」ですよ。

この回答へのお礼

分子の大きさでもなく、液滴の大きさでもないです。
粒子の大きさです。
n100というマスクを通過するか知りたいのですが、花粉の粒子の大きさなら通過しない、中国のPM2.5もほとんど通過しないですよね。
普通に言う（マスクを通過するか前提として）　花粉の粒子のサイズ、ハウスダストの粒子の大きさ　インフルエンザの菌のサイズ　などと比較して、
空気中の揮発している化学物質として、ホルムアルデヒド　トルエン　チアメトキサム　の粒子の大きさが知りたいのです。
この場合も温度や湿度気圧でサイズが変化するのでしょうか？
もし変化するなら、20度湿度55%　気圧は東京の12月晴れた日の平均的な気圧の場合でお願いします。

お礼日時：2013/12/28 12:38

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2013/12/28 00:15

それは、温度や圧力などの条件により様々です。

ホルムアルデヒドは沸点が－１９℃なので、常温では気体状態です。
ＣＨ２Ｏの分子１つだと思いますので、１〔ｎｍ〕程度ではないでしょうか？

トルエンの沸点は１１０℃で通常は液体です。
チアメトキサムは着色料でしょうか？
大きな分子なので、通常は固体だと思います。
これらの粒子サイズは条件次第なのでわかりません。

水の粒を考えてください。
水蒸気ならば、Ｈ２Ｏが１～６個くらいくっついた粒子です。
白く見える上記ならば、１０００００個以上くっついています。
コップ１杯の水ならば、１×２０＾２４以上の分子があります。

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。
温度は20度で湿度は55%、晴れた日の東京都の木造住宅の室内の平均気圧の場合でお願いいたします。
その場合のトルエンもチアメキトサムも気体になって空気中に揮発した時の粒子の大きさが知りたいです。
できれば、温度や圧力で変化する計算方法も教えて頂けると有難いです。
チアメトキサムはネオニコチノイド系の農薬です。

お礼日時：2013/12/28 01:19