夕闇千鳥のお勉強日記

生物学、心理学などを中心に・・・

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お水の話

  まずはお水のお話です。 やっぱりお水は基本だからです。 いや、水商売のことじゃないですよ、H2Oのことです。

  水は酸素原子1つに水素原子2つがくっついてできているわけですが、2つの水素はだいたい104.5度くらいの角度で酸素と結びついています。 水素原子は微妙にプラスに帯電していて、酸素原子は微妙にマイナスに帯電しているのが重要です。 電気はプラスとマイナスが引き合う性質があるので、当然のように、水分子は酸素原子側(マイナス側)と水素原子側(プラス側)が引き合うようになります。 

  この引き合う力が水素結合hydrogen bondになります。
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  この引き合う力のために、水分子はお互いに意外にほどかたくかたく結びつくことになります。 その結びつき方といったら、そのへんの馬鹿カップルどころじゃないです。 結合を引き離し、物質1gを1度温度上げるのに必要な熱量が水よりも多い物質は珍しいくらいです。 このため、水は意外なほど熱しにくく冷めにくく、温度が一定に保たれる性質があります。 またかなり広い温度の間で(0度〜100度)水は液体という状態を保つことができます。

  水分子の酸素側(マイナス側)と水素側(プラス側)があるために生じる「水素結合」は、水分子同士だけではありません。
 水分子の酸素側(マイナス側)はプラスの帯電をしている物質と、水素側(プラス側)はマイナスの帯電をしている物質と引き合うことになり、混ざり合うことになるために「溶解」が起こります。 また水分子のように、分子の中に「プラス側」と「マイナス側」がわかれている分子(polar molecule)は、そのプラス側がマイナスに帯電している酸素側、マイナス側がプラスに帯電している水素側を引きつけ、混ざり合うことになるために、水に溶けます。 このように分子がプラスに帯電している側とマイナスに帯電している側にわかれているために水に溶けやすい物質のことを「親水性hydrophilic」といい、逆にそのような帯電をしていない物質は水に溶けにくく「疎水性hydrophobic」と呼ぶわけです。
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  これらは、すべて水分子の上記のような特異な構造と、それによって「水素結合」をつくることができる、という事情によっているのです。

  水は、その意味ですごく特別で、地球上にたまたま偶然水分子が豊富にあったことは、私たち生き物にとって、この上ない幸運だったわけです。

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光圀『「疎水性」って水に溶けないってことですよね。 つまり、それって油みたいなものですか?』
千鳥先生『その通りだな。 まあ、油(脂質)の構造は、また後でやるけど、そういうことだ。 それにくらべてお酒(エタノール)は水に溶けるだろう? お湯割りでも水割りでもいけるわけだ。 これはエタノールは構造上さきっぽに水酸基OHがついていて、プラスに帯電しているからだな。』
源太郎『そういえば、餃子を食べるときに醤油の中にラー油を入れると溶けないで丸くくっつくもんな。』
千鳥先生『水分子は水素結合が最大量になるように動くから、水素結合をさせてくれない油の分子を一カ所にまとめて表面積を最小限にするように、力が働くからだな。・・・って、わかるか? 源太郎』
源太郎『中華料理屋の「劉家」のオヤジは、お酢3、ラー油2、醤油1の割合が一番良いって言ってた。』
千鳥先生『また何の関係もないこと言ってやがる。 おい、オヤジ、こっちにもジャンボ餃子とビールをもう1杯!』
灰泥『ねえ、今学校で授業中じゃなかったの?設定上。』
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