水と油が混ざらないというのが良くわかりません。 化学の本で高分子レベルに分解しても、親水基とか疎水基という言葉で誤魔化されてしまします。 水に溶けるとか解けないというのはどういう理由で決ま … 水と油が混ざらない理由は表面張力の差にあるといいましたが、その差を生んでいるのは水分子同士の結合の特徴にあります。 水分子は、水素原子（H）が2つと酸素原子（O）が1つでできています。 有機物で分子内に極性がないものは静電的作用が働かないので水には溶けません。油が水に溶けないのはこのためです（油の分子の大半をしめるＣ－Ｈ結合は極性がありません）。水に油を加えると水は水同士、油は油同士に分かれてしまいます。, 水に油を溶かすことは、分子の構造から考えて不可能です。水に油を加えただけでは、強力にかき混ぜてもすぐに水層と油層に分離してしまいます。 このとき、油の微粒子の表面には界面活性剤の親水基で覆われていますので微粒子全体では水に溶けます。 界面活性と乳化のはたらき」を実施し、1～６年生までの小学生とその保護者 計約60名が参加されました。, 通常、水と油は混ざりません。しかし、「よくかき混ぜる」などの工程を加えると、混ざり合います。この状態を「乳化」と呼びます。しかし時間を置くと、再び水と油に分離してしまいます。乳化した状態を保つために、乳化剤または界面活性剤という物質が活用されるのです。 油と水が混ざらないのは化学的な性質が反対だからです。 油には、水になじみやすい部分（親水基）がなく、水のように分極もしていません。 水は分極している物質やイオンとは親和性がありますが、疎水性で分極していない油とはなじまないのです。 水中に油が乳化している状態は、油の微粒子の表面を──界面活性剤が親油基と油の微粒子が接触する形で──覆っている状態を想像してもらうとわかりやすいです。 水も油も、それぞれ分子という非常に小さな粒がたくさん集まったものです。水は水の分子同志がお互いに引き合って集まっています。また、油も油の分子同志がお互いに引き合って集まっています。この分子同志が引き合う力を表面張力といい、表面張力が同じような大きさの液体の場合は、混ざりやすいという性質があります。しかし、水と油の場合、水の表面張力は油の表面張力よりもかなり大きくて差があるため、水と油は混ざり合わないのです。 水がものを溶かすときには、水分子の極性にもとづく静電的な作用が大きな働きをします。水によく溶けるものは無機塩のように水中で電荷のあるイオンになるものとか、有機物であればＯＨやＮＨのような極性のある部分（極性基）が分子に多く含まれるもの──例えば砂糖など──です。 水と油をコップに入れてどんなにかきまわしても、時間がたつと油が上で、水が下というように分離してしまいます。サラダドレッシングの材料である酢（す）と油も分離してしまいます。このように水と油はまざりません。, 水も油も、それぞれ分子というひじょうに小さな粒がたくさん集まったものです。水は水の分子どうしがおたがいに引き合って集まっています。また、油も油の分子どうしがおたがいに引き合って集まっています。この分子どうしが引き合う力を表面張力といい、表面張力が同じような大きさの液体の場合は、まざりやすいという性質があります。しかし、水と油の場合、水の表面張力は油の表面張力よりもかなり大きくて差があるため、水と油はまざりあわないのです。 水分子の構造は、分子全体では電気的に中性ですが、酸素原子と水素原子の 共有結合 は酸素原子側に電子雲が偏っており、水素原子はややプラス、酸素原子はややマイナスに帯電して分子内に極性があります（アンモニアNH3のN－Hも同様な極性があります）。 しかし、界面活性剤を用いることによって細かい油滴（微粒子）を水中に安定に混ぜる（分散させる）ことが可能になります。同様にして油に水の微粒子を分散させることも可能です。これを乳化といいます。 ホーム » 理科 » 化学 » 親水性と対で覚えよう！「疎水性」について元塾講師が解説, 仲が悪い2人のことを「水と油(水に油)の関係」といいますね。これは水と油が混ざり合わないことからできた慣用句です。反発し合うこと、質が違うこと、しっくりこないことを指すときに使ったりしますね。, 実際にドレッシングやオイル入りの化粧品など「使用前に振ってください」と記載されている場合、分離しやすい物質を混ぜ合わせて作られているでしょう。それらを混ぜ合わせることでより美味しくなったり効果が出たりするものですが、製造の段階でそうしないのには理由があります。実は混ぜ合わせる方法がないわけではないのです。しかし品質を守るために余分なものを入れず、あえて混ぜないという選択をする場合もあるんですよ。, 混ざらないといっても層になって分かれるのか、沈殿が生じるのか、それとも水泡のようにどちらかが一方を取り囲むように分離している場合など、さまざまなパターンが考えられますよね。水と一般的な食用油の場合、必ず油が上、水が下の層として分離します。これがなぜだか考えてみたことがありますか？, ここで考えたいのが密度・比重の関係です。比重は水との密度を比較した指標ですから、比重が1で水と同じ、1より大きければ水に沈み、1より小さければ水に浮くということを示します。水と油では油の方が密度が低く軽い液体であり、比重は0.9ほどです。つまり、油は水に浮くのは比重の関係によるものということが分かりますね。, 油が上、水が下の層になるなんて当たり前のように思っていたやつもいただろう。身近なことでも「なぜ？」の気持ちをもつことで勉強になることはたくさんあるんだ。, (1)水は氷になると体積はどうなりますか？つまりその結果から、密度・比重はどうなると考えられますか？, (2)水と油は性質が異なるため、混ざり合いません。水と油の橋渡し役的存在になれる物質を考えてみましょう。, 次回これらについて解説しますので、あなたなりによく考えてみてくださいね。(1)は実験をしてみるとすぐ答えがわかるでしょう。(2)はもしかしたら料理や洗濯をよく手伝うという人には簡単かもしれませんね。, 親水性は極性の大きい分子構造であったり、イオンとして電荷を有する化合物のもつ性質でしたね。それに対し疎水性は、電気的に中性な非極性物質がもつ性質であることを覚えておきましょう。, 親水性と対(反義語)になる言葉として疎水性、または親油性が用いられます。疎水性と親油性と言い替える場合もありますが、疎水性をもつ物質が親油性をもつとは必ずしも言えないので注意が必要です。また、撥水性と疎水性を同義として用いる場合もあるでしょう。ただし、親水性と疎水性にはグラデーションのように連続的な変化の段階がありますから、相反する性質とは言えません。これを頭の隅に入れておいてくださいね。, 今回は疎水性の物質として油を例にとって解説しました。それでは次回「混ざらないはずの水と油を混ぜるための方法」について解説します。, 理系大学を卒業、化学・生物・数学をメインに塾講師を経験。
ウルシの樹液は、塗料や接着剤、漢方薬として用いられ、果実は漆ロウとして利用されてきました。「ウルシ」という名前は、幹から漆が採取できることから「... [まとめ] 山椒と花椒と花山椒との違いとは！？サンショウの種類と香りの魅力を一挙紹介！. 界面活性剤の分子は水と親和性がある極性基（親水基）と、油と親和性がある親油基の両方があります。 ところが、水分子の場合、分子内の電気的なバランスが偏っているため、同じような偏りを持ったものどうしで特に強く集まろうとするのです（この結合を通常の分子間引力と区別して、「水素結合」と呼ぶ場合もあります）。, 水分子どうしが強く集まろうとするため、残された油の分子同志もまた強く結びつき、その結果、同じ分子どうしがしっかりとスクラムを組んで、水分子と油の分子は互いに引きあうようになります。だから、水と油は混ざらないのです。, 潤滑油の中には水と油が混ざり合ったものがあります。油の中に水が溶け込んでいるものもありますし、水溶性金属加工油剤のように油を水に乳化して使用するものもあります。水と油は通常では混ざりませんので、混ぜるためには何らかの手段が必要になります。, 水分子の構造は、分子全体では電気的に中性ですが、酸素原子と水素原子の共有結合は酸素原子側に電子雲が偏っており、水素原子はややプラス、酸素原子はややマイナスに帯電して分子内に極性があります（アンモニアＮＨ３のＮ－Ｈも同様な極性があります）。 2019年6月29日、江東区・東川小学校にて発明・発見教室「水と油は混ざらない!? ©Copyright2020 物理＆科学＆化学＆生理現象解明！！なぜなぜ！？解決ジロリアス研究所.All Rights Reserved. 水と油をコップに入れてどんなにかきまわしても、時間がたつと油が上で、水が下というように分離してしまいます。サラダドレッシングの材料である酢（す）と油も分離してしまいます。このように水と油はまざりません。 カラフルボトルの不思議「なぜ洗剤と油が混ざらない？ ツイッターでカラフルボトルを紹介してみたら、こんな質問が寄せられました。 もし洗剤いれたら 界面活性剤の成分で洗剤と油まじりま … その場合はせいぜいケンカで大事に至らないようにお互いに距離を保っていた方がよいこともありますよね。 . 界面活性と乳化のはたらき」を実施し、1～6年生までの小学生とその保護者 計約60名が参加されました。 通常、水と油は混 … 水面に油が浮く理由として「密度」と「極性」が関係しています。 まず、説明が簡単な「密度」から解説していきます。 例として「浮き」を例に挙げます。 浮きは、中に空気を内包しています。 「空気」の密度は約0.0012(g/c㎥)であり「水」の密度は1.0(g/c㎥)です。 簡単ですが、以上が「浮き」が水面に浮き上がる理由になります。 この密度の差が大きければ大きいほど、一度水に沈めた場合に、浮き上がってくる速度が大きく … © Copyright Study-Z.net All rights reserved. JavaScriptが無効です。ブラウザの設定でJavaScriptを有効にしてください。JavaScriptを有効にするには, 突然ですが、サラダにかけるドレッシングは、冷蔵庫から取り出した瞬間は、瓶の上の方と下の方に水と油が分かれてしまっています。あの現象は、ドレッシングの中に入っているお酢などの水分とサラダ油などの油が分離して層になっている状態です。そして、瓶を上下に思いっきり振るとドレッシングが混ざったように見えますが、よく見ると油が小さい滴に分かれて漂っているだけなのがわかります。そしてしばらく放置しておくと、やはり水と油が分離してしまいます。このように、水と油は通常混ざることはありません。 水と油を混ぜると、油は水の上に浮いてしまって混ざらないというのはよく知られています。水は色々なものを溶かして水溶液を作る性質がありますし、水と油は共に液体なので似ていように思われるかもしれませんが、分子レベルで見れば、まったく違っていて混ざらないのだそうです。 また、難しい話になりますが、水の分子がもつ化学的な性質によって、水の表面張力は大きくなっています。 また微粒子同士では反発する力が働いており、微粒子が集まることはありません。, このように界面活性剤を仲立ちにすることで、油滴を水中に、あるいは水滴を油中に分散させるかたちで水と油を混ぜることができます。
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