アルコール度数の比重計算が合わないのはなぜですか？

質問

アルコール度数 30％（Ｖ/Ｖ）の比重が0.96552で、
100リットル＝96.552ｋｇとなるのですが、
30リットルの100％アルコールと、70リットルの水で分けて計算すると、
100％アルコールの比重が0.79422で、30リットル＝23.8266ｋｇ
水の比重が約１として、70リットル＝70ｋｇ
計93.8266ｋｇ
96.552ｋｇ-93.8226ｋｇ＝2.7294ｋｇの誤差が出るのですがなぜでしょうか？
同僚が度数のｋｇを換算表を確認せずに、このやり方でｋｇを報告してくるので、
合わない理由を伝えたいのですが・・・無知でわかりませんでした。
何方か助けてください・・・お願いします。

回答No.3

ORUKA1951 · ベストアンサー

アルコールと低分子アルコール(密度からはメタノールかエタノールか判断できません)の混合は元の体積より減ります。
　エタノールの場合を水と比較すると、それぞれ分子量は46と18ですから、単純な球形と考えると炭素と酸素、水素の化合物ですから概算で直径は、水の1.2倍程度であることがわかります。(詳細な計算は省きます。)直径はそんなに大きな差があるわけではありません。
　また密度がそれぞれ約0.8と1.0ですから、水のほうが分子間の距離がすこし近いことも計算できます。結果的に、それぞれの分子の大きさ、分子間の距離を考えると大差があるわけではありません。
　問題は、液体の水の構造なのです。
　水は、Ｌ型(約109°)に折れ曲がった形をしています。(正三角錐の中心に酸素原子、４つの頂点のふたつに水素原子)。そして他のふたつの頂点には酸素の孤立電子対があり、強く分極しているため、液体の状態でも水素結合で強く位置が固定されています。そのため、隙間がとても大きいのです。

H-O-H と、H-O-CH₂-CH₃
^^^^　　　 ^^^^--尻尾
　を見るとわかるようにH-O-は水とエタノールは良く似ています。水の分子間は隙間が大きいですから、水分子間には大きな隙間があり、その隙間にアルコールの尻尾に当たる部分が入り込んでしまうのです。
　大きいのはアルコールなのですが、隙間が大きいのは水なのです。

　これは他の物質にはあまり見られない現象で、氷が液体の水より体積が大きい、表面張力が極めて大きいなどと共に水と言う物質の特異な性質のひとつです。もっともありふれた液体である水ですが、液体の中ではもっとも変わり者も水なのです。

お礼

お忙しい中長文で回答して頂きありがとうございます。
説明がとてもわかりやすく読んでいるのが楽しくなりました。
説明するには、RTO 様の回答でいきますが、
私的に非常にためになる回答でしたのでベストアンサーにさせて頂きます。
本当にありがとうございました。

回答No.2

hg3

30リットルのアルコールと70リットルの水を混ぜても100リットルにはならず、それより少しだけ体積が減るのです。
体積が減る理由は、前の回答の通り。非常に分かりやすい説明ですね。

それが信じられないなら、実際にアルコールと水を混ぜて実験してみて下さい。

お礼

ORUKA1951 様、hg3 様、RTO 様の３回答で確実にイメージでき助かりました。
３つの回答があったからこそ、もやもやが取れ、清々しい気分にもなれたと思います。
今度こっそり99％のアルコールを使って実験してみます。
本当にありがとうございました。

回答No.1

RTO

小学生向けの回答

大きな粒の大豆と小麦粉を混ぜたら　その容積は混ぜる前の容積の合計よりも小さくなります

これは大豆の隙間に小麦粉が入り込むからです。

お礼

回答No.3 ORUKA1951 様の回答から見たのですが、RTO 様のとてもわかりやすい回答で確実にイメージでき助かりました。もやもやが取れ清々しい気分にもなれました。
本当にありがとうございました。
説明するには、こちらの回答を採用させて頂きます。