水とベンゼンの溶解性についての質問
- 質問者は化学について質問があります。特に水とベンゼンの溶解性について知りたいと思っています。水に溶けやすい物質は親水基が多くて疎水基が少ないものを選びますが、ベンゼンに溶けやすい物質はどのように見分ければいいのかが分かりません。
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- 質問者は覚えるしかないのかとも感じているようですが、もっと具体的な指標や考え方があるのか知りたいと述べています。
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化学について質問があります。
化学について質問があります。 現在高一なのですが、 ある問題で、いくつかの物質が挙げられていて、 その中で水に溶けやすいもの、ベンゼンに溶けやすいものを選択する、 というものがありました。 そこで質問なのですが、 水に溶けやすい物質は、親水基が多くて疎水基が少ない物質を選ぶことで、 何となく分かるのですが、 ベンゼンに溶けやすい物質というのは、 一体どう見分ければいいのかが分かりません。 インターネットで調べた限りでは、無極性分子が溶けやすい、 といった説明がありました。 確かに、無極性と無極性同士なら混ざりやすそうだ、 と思ったのですが、 エタノールは、構造的にも、みるからに極性分子ですが、 エタノールは水にもベンゼンにもよく溶けます。 といった感じで、よくわからなくなりました。 これは、もう覚えるしかないのでしょうか?
- morogon
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溶解は厳密にはかなり難しいです。 分子間にはたらく力(ファンデルワールス力やクーロン力)と、 エントロピー(温度により変化する)の関係によって決まります。 0Kでは全ての物質は溶解しませんし、温度が高いと全ての物質が 溶解します。 基本的に、水に溶ける物質はイオン結晶(NaCl等)と分子結晶 でOHを持つもの(グルコース等)です。これは、イオンが水和したり、 OH基が水と水素結合することによって、溶解状態の方が安定になるからです。 有機溶媒に溶ける物質は分子結晶でOH基やスルホ基などの極性基を持たない 物質です。これらは、隣の分子とはファンデルワールス力だけで結合しています。 したがって、ベンゼンや四塩化炭素に入れたとき、結晶状態と溶解状態の エネルギーの差がなく、拡散した方がエントロピーが大きくなるので溶解します。 エタノールなどは疎水基(C2H5-)と親水基(-OH)を持っていますが、 水素結合をするため水に溶けます。また、OH基を結合させることによって、 両端を疎水基にすることもできるため、有機溶媒にも溶けます。 共有結晶や金属結晶は結合エネルギーが大きいので、どちらにも溶けない場合が ほとんどです。
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