溶液の性質(知識)の問題
エタノール やグルコース は、イオンからなる物質ではないが、水によく溶ける。これは、これらの分子がヒドロキシ基 をもち、この部分が水分子と水素結合をつくって水分子に取り囲まれやすいからである。一方、メチル基 のような炭化水素の部分は、水分子と水素結合をつくらず、水になじみにくい。
ヒドロキシ基のように、水分子と引き合いやすく、水になじみやすい性質をもつ原子団を何というか。漢字で答えよ。
この問題で使うもの
- 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(11 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
分子の中で、水になじみやすい部分となじみにくい部分にはそれぞれ名前がついている。
ヒント 2
ヒドロキシ基は極性が大きく、水分子と水素結合をつくる。これに対して、炭化水素基のように水になじみにくい原子団は「疎水基」と呼ばれる。
ヒント 3
疎水基の「疎」を、反対の意味をもつ漢字に置きかえた名前を考えよう。
答えと解説
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親水基
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解説を読む
ヒドロキシ基 は極性が大きく、水分子と水素結合をつくることができる。そのため、 をもつ分子は水分子に取り囲まれ(水和され)、水中に分散しやすい。このように水になじみやすい原子団を親水基という。ヒドロキシ基のほか、カルボキシ基 なども親水基である。
これに対して、メチル基 などの炭化水素基は極性が小さく、水分子と引き合いにくい。このように水になじみにくい原子団を疎水基という。
エタノールやグルコースは、分子全体に占める親水基の割合が大きいので水によく溶ける。一方、炭化水素基の部分が大きい分子は、親水基をもっていても水に溶けにくくなる。
なお、溶質の粒子が水分子に取り囲まれる現象そのものは水和といい、溶媒が水以外の場合も含めて溶媒分子に取り囲まれることを溶媒和という。これらは現象の名前であり、原子団の名前である親水基とは区別する。
別解
ヒドロキシ基 のように、水分子と水素結合などで引き合い、水になじみやすい原子団を親水基という。これに対し、メチル基のように水になじみにくい原子団は疎水基(親油基)である。