• ベストアンサー

溶媒の比誘電率

基本的な質問かもしれませんがお願いします。 溶媒の比誘電率が大きくなると、イオン対の解離が促進されると思いますが、その解離の機構が分かりません。 なぜ比誘電率が大きいと解離が促進されるのでしょうか。 もしよろしければご教授願えないでしょうか。 よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.4

御存知のように、溶媒の誘電率とは、分子の集合体である溶媒のマクロ物性の一つであり、電解質の溶解に関する機構に関して、その一部を説明するものでしかありません。よって、誘電率と分子レベルでの挙動を一対一対応させる事は出来ませんので、水に食塩を溶解した場合を例に、分子レベルでの挙動を説明いたします。 NaClはNa+とCl-になる事で各々のイオンはとても安定になりますが、お互いを非常に強く引き合う為、これを引き離さねばなりません。Na+の周りにある水分子は、その酸素原子(ローンペアー)をNa+側に向けます。更に、一部の電子がNa+側に引き寄せられます。要するに双極子能率を有する水分子の配向が変わり、分子内の分極が増幅し、更に電子移動が起こっています。これによりNa+は安定化しましたが、水分子自体は不安定になりました。水分子自体の安定性に加え、隣接する水分子同士の反発が上がっています。Na+を取り囲む水は、外側にH原子を向けています。H上の電荷も通常の水分子より高くなっています。よってその外側にある水分子は、これを安定化するように、酸素原子を中に向けますが、その配向・分極・電子移動の度合いは、Na+に近接した水分子に比べれば小さくなります。Na+との作用も距離が遠くなるので、弱まります。更にその外側でも同様です。水同士の水素結合(sp3混成の四面体構造)をとりやすくなりますし、Na+に引き寄せられながらも、比較的自由に振動/移動できるようになります。Cl-も同様です。食塩水濃度が高い場合、Na+とCl-はかなり近くにあります。計算されてみるとすぐにわかります。この場合は、Na(Δ+)..Cl(Δ-)といった方が妥当でしょう。この極端に分極した分子(?)を水分子が包んでいるとのイメージ。 “誘電率”といった場合、少なくとも溶媒/溶質間の電子移動の効果は含みませんが、溶媒分子の配向や分極、溶媒分子間の電子移動を部分的に含む事となります(誘電率の測定時に起こりうる事)。 よって、元々のご質問に立ち返りますと、誘電率に対する電解質の溶解に関する説明としては、分子の配向が変わる事による電荷の安定化であり、水素結合や配位水などの積極的な溶媒/溶質間の作用は含まず、溶媒分子の分極等は含みはしますが、近似的には無視して良いとの理解で構わないと思います。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (3)

回答No.3

>分極した溶媒がイオン対の+と-に溶媒和し、そして溶媒が動くことによって、解離が促進されたりするのでしょうか 基本的にそのようなイメージでよいのではと思います。参考URLにはもう少し詳しい状況が載っていますので一度覗いてみてください。

参考URL:
http://www.nda.ac.jp/~muki/kenkyuuka.html
全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
回答No.2

>溶媒の比誘電率が大きくなると、イオン対の解離が促進されると思いますが アニオン(q-)とカチオン(q+)との間にはクーロン引力が作用しています。クーロン力fは両イオン間の距離をr、溶媒の比誘電率をεとするとq+q-/(ε・r^2)に比例しますので、ε→大となるとf→小となって互いに引っ張り合う力が弱くなるということですね。

buchu
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 たしかにクーロン力の式から、比誘電率が大きくなるとクーロン力が弱くなり、互いに引っ張り合う力が弱くなるというのは分かるのですが、実際溶媒がイオン対にどのように作用して解離がおこっているのでしょうか。 分極した溶媒がイオン対の+と-に溶媒和し、そして溶媒が動くことによって、解離が促進されたりするのでしょうか。 もしよろしければ、その点に関してお答えください。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1632/3291)
回答No.1

解離状態がより安定化されるから.

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 有機溶媒の比誘電率について質問です。

    有機溶媒の比誘電率について質問です。 溶媒の比誘電率は温度上昇と共に低下しますが、 温度と比誘電率の関係を示した式はありますか? また、標準温度でメチルエチルケトンとN,N-ジメチルホルムアミド を同比率で混合した場合の比誘電率は単純にこれらの誘電率18.6と38の平均でよろしいのでしょうか? 恥ずかしながら学がないので、初心者にもわかりやすく教えて頂けると幸いです。 また良い書籍などご存知の方いましたらご教授お願いします。

  • 媒体の比誘電率とイオンペアの解離度の関係について

    非水系溶媒中にイオンペアが存在している場合、そのイオンペアの解離度は 溶媒の比誘電率とどのような関係になるのでしょうか? できれば関係式(解離度が媒体の比誘電率と一次比例関係になるのか、 自乗に比例するのか、あるいは指数的な関係になるのか等)を知りたいです。 例えばテトラブチルアンモニウムブロマイドが、(1)ヘプタン、(2)アセトン、 (3)ホルムアミドのように比誘電率が異なる溶媒中に存在している場合、 それぞれの溶媒中での解離度は異なると考えられますが、 溶媒の比誘電率が異なると解離度がどれくらい変わるのか、その関係式が 知りたいです。 何か参考になるURL、文献があれば教えてください。よろしくお願いします。

  • ブレンステッドの溶媒の分類

    基本的な質問かもしれませんが、よろしくお願いします。 ブレンステッドが溶媒を分類するにあたって、酸性、塩基性に加えて、比誘電率の高低を考慮して分類していますが、なぜ比誘電率を考慮しているのでしょうか。 比誘電率が高いと溶媒分子内で分極し、それが溶媒和に影響しているというようなことを考慮しているのでしょうか。 もしよろしければ教えていただけないでしょうか。 よろしくお願いします。

  • ポリエチレンの比誘電率について

    純粋なポリエチレンの比誘電率は2.3だと記憶していたのですが、 2.1のポリエチレンが存在すると小耳にはさみました。 本当に実在するのでしょうか? ご存知の方いましたら教えて頂きたいのですが・・・ 2.1はともかく2.3より低い比誘電率のポリエチレンの存在を ご存知の方是非教えて下さい。 宜しくお願い致します。

  • 比誘電率 kとεr、値が違う??

    以前から比誘電率kについて調べさせていただいたのですが、 kとεrは比誘電率である。 物理の世界でkは「カッパー」と呼ばれるギリシャ文字であり、 比誘電率はεrを使うが、時々kを使う という情報はえたのですが、 疑問としては なぜわざわざ統一しないのか、おそらく違いがあるから使われているのでは? ということです。現にεrとkの比誘電率を別々に調べていったら 値が違いました 例 SiO2   比誘電率(k)=4.2   比誘電率(εr)=3.8 なぜ違いがでてるのか式などもあればご指導法よろしくお願いします

  • 気体の誘電率と温度の関係

    気体(窒素)の誘電率と温度の関係について質問があります。 理科年表で窒素の比誘電率を調べてみると20℃における誘電率が記されておりました。比誘電率は温度によって変化すると考えますが、1000℃の雰囲気における窒素の比誘電率もしくは計算式がありましたらご教授願います。

  • 比誘電率は英語でなんというでしょうか?

    タイトルどおり、比誘電率は英語でなんというでしょうか? 宜しくお願い致します。

  • 溶媒が二層の場合の誘電率について

    溶媒が二層の場合、合計の誘電率はどのように計算したらよいでしょうか? たとえば実験で、水に電極を差し込み電気分解が行える状態にします。電極間に水のほかにアクリルの板を差し込んだ場合、電極間の誘電率は変化するとおもうのですが、どのように評価したらよいかわかりません。 自分でも調べているのですが、どなたかよろしくお願いします。

  • 導体の比誘電率について。

    導体(電極)の比誘電率は無限大(=∞)となることを証明したいのですが、どのようにしたら解く事が出来るのか教えて下さい。よろしくお願いします。

  • 屈折率と比誘電率の関係について

    屈折率と比誘電率の関係について 非磁性体である物質の屈折率nがその物質の比誘電率ε_rを使って n^2 = ε_r と表せるのを最近知ったのですが、水(ε_r = 80)について計算してみると n = 8.9… となってしまい、実際の屈折率(n = 1.3…)とはかけ離れた値になってしまいます。 どうして、こんなにも値が違うのでしょうか?

このQ&Aのポイント
  • 引っ越しをして新しいWi-Fiに接続した際に、ブラザーのDCP-J587Nプリンターの接続設定に問題が発生しています。
  • Windows11を使用しており、無線LANで接続しています。
  • 対応しているソフト・アプリや電話回線については特に記載がありません。
回答を見る