エタノール。

質問

エタノールを液体窒素で冷やすと、水飴のように粘性が大きくなりました。
これは、エタノールのどのような性質によるものですか？

教えて下さい。

回答No.5

38endoh

ちょっと難しい話になってしまいますが…。

一般論として，液体が凝固するときは過冷却状態を経るわけですが，過冷却状態から結晶構造を作るには分子の並進や回転が必要で，すなわち一定のポテンシャルエネルギーを越えなければいけません。

冷却速度が十分に速い場合，過冷却液体は構造再配列のポテンシャルエネルギーを越えられないまま，更にエネルギーを奪われ，とうとう凍結することになります。この凍結温度がいわゆるガラス転移温度です。

さて，ご質問の件ですが，冷却によってガラス状態をとるかどうかは，冷却速度と構造再配列のポテンシャルエネルギーに強く影響されます。そして，構造再配列のポテンシャルエネルギーは分子構造の複雑さ（単に大きさ，対称性など），取りうる結晶構造（多形の数など）に影響されると思います。

非常に大雑把に考えれば，「大きな分子や複雑な分子ほど，また急冷した時ほどガラス状態を取りやすい」という認識で良いかと思います。どの化合物が…，という物質各論については詳しい知識を持ち合わせておりませんので，ご了承下さい。