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どちらが速い?

このような問題がありました。 CH3BrにSn2反応する求核剤として OH-(水酸化物イオン)とSH-(チオールイオン)がありました。 どちらの方が反応速度が速いですか? 答えは OH-なんですが自分自身は納得いきません。 と言いますのも、溶媒の条件が書かれてないからです。 確かに極性溶媒条件下ではOHの方ですが、非極性溶媒中では SHです。一般的には、極性溶媒条件下でしていると考えると書かれていますが、 これは暗黙の了解なのでしょうか? それとも、問題そのものの条件提示の仕方が悪いのですか?

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この反応のことではありませんが、化学の中では、暗黙の了解事項というのは、結構あります。 例えば、「水の沸点は何℃ですか」という問いかけに対して、「100℃」(華氏との単位換算の関係で99.974℃が正確であるというつっこみは無しですよ。)と答えるのが通常だと思います。 沸点とは、沸騰が生じる時の温度のことですよね。ところが、飽和蒸気圧ということを勉強なさっかたや沸騰の定義をきっちりと押さえられているかたは、次のように感じるはずです。 「水の表面にある大気圧は、いくらなんだ、これが解らないと沸点は答えられない。」 実際、沸騰の正確な定義は、「液体内部から、気体が蒸発する現象」です。また「液体内部から気体が蒸発する」ためには「液体の飽和蒸気圧がその液面を押す圧力(外圧)に等しくなる」ことが必要です。 ですから、本当の意味で沸点を問うのであれば「大気圧1atmの時、水の沸点は何℃か」とか「外圧760mmHgの時、水の沸点は何℃か」というのが、正確な問題となるはずです。 しかし、一般的には、外圧1atmでの沸点を考えていて、また、各種の薬品に書かれている沸点もこの条件下でのデータが、示されているのです。 しかし、「600mmHgの大気圧の時の水の沸点はいくらか」という問題は、当然存在しています(答は、93℃です)。ですから、富士山の山頂などでは、水は100℃よりかなり低い温度で沸騰して「クイズです。富士山の上では、水は100℃より低い温度で沸騰する。○か×か?」が存在するのです。 それ以外にも「空気の平均分子量を求めよ。ただし、空気は窒素と酸素が体積比で4:1で混合したものとする」などあります。本来、気体は温度や圧力によって体積が変化します。ですから「体積比で」というのは、正確には「同温、同圧での体積比で」となりますが、このような問題の時には、約束事として「同温、同圧で」ということになっています。 ですから、hiro2000 さんの気持ちはよくわかります。「なんでなんだよ」とお怒りの気持ちは、あなただけではありません。私もこの事に気づくまでこんな気持ちを持っていた。 このように、「不文律」的なことがかなりあります。「慣れ」的なことなので、そうなのかとう気持ちで容認するしかないと思います。 ただ、これらの「省略される条件」について言えるのではないかと思うことは、「よく、この条件で実験をする」とういのだと思います。ですから、hiro2000 さの質問なさった反応(Sn2反応)は、水などの極性溶媒下での実験の方が多いのではないでしょか。 考えるヒントになれば、幸いです。 tukitosan でした。

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質問者からのお礼

ご解答ありがとうございました。 まあ、暗黙の了解ですか・・・・・。 Sn2反応は、極性溶媒中で行われる方が多いという ことで納得しておきます。

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その他の回答 (1)

  • 回答No.2
  • rei00
  • ベストアンサー率50% (1133/2260)

tukitosan さんが御指摘の様に,暗黙の了解がある事も事実ですが,それも出題の状況(レベル?)によって変わってくるように思いますが。 例えば,御指摘の問題が,学部レベルの有機化学の教科書の SN2 反応の説明の後でなされたら,「OH-」で何の問題もないと思います。このレベルであれば,溶媒条件は知識として与えられていない,あるいは SN2 反応は極性溶媒の方が有利との知識しかない,と思いますから。 一方,これが大学院の有機化学を専門とするものに対する問題で,記述式の回答を行なうとしたら,hiro2000 さんが書かれている様な内容を具体的に例を挙げながら回答するのが正解と思います。この場合,溶媒条件の違いによる速度の違いについても説明する事も求めているため,あえて条件を隠していると考えられます。 御指摘の問題は前者のもので,一般的な極性溶媒による SN2 反応しかしか知らない者を対象としている,という事ではないかと思うのですが。いかがでしょうか。

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質問者からのお礼

Sn2は、極性溶媒で有利ということや、暗黙の了解があるということで理解しておきます。 ありがとうございました。 しかし、非極性溶媒中でのSn2反応も学びました。 って言うか、求核試薬の反応のしやすさの比較等は 習いました。

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