揮発性物質と不揮発性物質の違い
主な違い – 揮発性物質と不揮発性物質
物質は揮発性により、揮発性物質と不揮発性物質に分類することができる。 物質の揮発性とは、液相から気相に移行する能力を指します。 また、昇華により固相から直接気相に変化する物質も揮発性物質とみなされる。 揮発性物質と不揮発性物質の主な違いは、揮発性物質は気相に移行しやすいのに対し、不揮発性物質は気相に移行しにくいことです。
この記事では、
1. 揮発性とは何か
2.揮発性物質とは何か
-定義、性質、特徴、例
3.不揮発性物質とは何か
-定義、性質、特徴、例
4.揮発性と不揮発性の違いは何か
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What is Volatility
揮発性は直接物質の蒸気圧に関連しています。 蒸気圧とは、気相に移行した後の物質の圧力のことです。 また、揮発性は沸点と密接な関係がある。 沸点が低い物質ほど揮発性と蒸気圧が高い。
物質の揮発性は分子間力の強さに影響される。 例えば、水は室温では揮発しにくく、蒸発させるためには加熱が必要である。 これは分子間に水素結合があるためである。 水素結合がはるかに強いため、水は沸点が高く、揮発性が比較的低い。 一方、ヘキサンのような無極性有機溶媒は、ファンデルワールス力が弱いため、容易に揮発する。
分子量も揮発性に関与している。 分子量の大きい物質は気化しにくいが、分子量の小さい化合物は容易に気化する。
揮発性物質とは
揮発性物質とは、気相に移行する能力が高い物質のことである。 分子間引力が非常に弱いため、容易に気相に移行することができます。 また、蒸気圧が高く、沸点が低い。 ほとんどの有機化合物は揮発性である。 蒸留やロータリーエバポレーターを用いれば、少量の熱で簡単に分離することができる。 ほとんどの有機化合物は室温で空気に触れると蒸発する。 これは分子間力が弱いためである。
アセトンを例にとってみよう。 アセトン(CH3COCH3)は揮発性の高い化合物で、空気に触れると容易に蒸発する。 時計用ガラスに少量のアセトンを注いでしばらくおくと、最上層のアセトン分子は容易に他の分子から離脱して気相に変化する。
私たちが日常的に使っている製品のほとんどに揮発性物質が含まれています。 例えば、化石燃料、塗料、コーティング剤、香水、エアゾールなどである。 これらは健康に多少なりとも害を及ぼします。 有機揮発性化合物は大気中に留まり、吸入することで我々の体内に入る。 これらの化合物は、慢性的な暴露により有害な影響を与える可能性があります。 さらに、地球温暖化やオゾン層の破壊など、有害な環境状態を引き起こします。
図1：揮発性物質の一例である香水
不揮発性物質とは
容易に蒸気にならない化合物は、不揮発性化合物と呼ばれます。 これは主に分子間力が強いためです。 このような化合物の共通の特徴は、蒸気圧が低く、沸点が高いことである。 溶媒中に溶質が存在すると、その溶媒が蒸発する能力が低くなる。 しかし、蒸発した後、不揮発性溶質は揮発性溶媒の蒸気相に現れない。
不揮発性液体にはいくつかある。 沸点が100℃の水は不揮発性液体の代表例である。 これは先に述べたように、水の分子間に強い水素結合が存在するためである。 水銀もまた、不揮発性の液体である。 水銀は室温で液体である唯一の金属である。 金属結合を含み、電子の海に埋め込まれた金属水銀イオンは容易に蒸発することができず、沸点が非常に高く、蒸気圧も低い。
図2：不揮発性物質の例である水銀
揮発性と不揮発性の違い
定義
揮発性を持つ物質である。 揮発性物質は容易に気相に移行する。
不揮発性物質。 不揮発性物質は、気相に容易に移行しない。
蒸気圧
揮発性物質：揮発性物質は気相に移行しにくい。 揮発性物質は比較的高い蒸気圧を持つ。
不揮発性物質:
沸点
揮発性物質：揮発性物質は、比較的低い蒸気圧を持っています。 揮発性物質の沸点は比較的低いです。
不揮発性物質:
分子間引力
揮発性物質：揮発性物質の沸点は比較的高いです。 これらは分子間引力が弱い。
不揮発性物質。 分子間相互作用が強い。
結論
揮発性化合物は、容易に気相に送ることができる。 通常、揮発性物質の沸点は100̊C以下である。 これに対し、不揮発性化合物は気相に移行しにくく、沸点もかなり高い。 また、揮発性化合物は不揮発性化合物に比べて蒸気圧が高い。
また、揮発性化合物はファンデルワールス力などの分子間力が弱くなる。 ほとんどの揮発性化合物は非極性有機化合物である。 そのため、分子間引力が強くない。 不揮発性化合物はほとんどが極性化合物であり、分子間の相互作用が強くなる。 これが揮発性物質と不揮発性物質の違いである。
Reference:
1. “Helmenstine, Anne Marie. “Here’s What Volatile Means in Chemistry.”（化学における揮発性の意味）。 About.com Education. N.p., 17 Feb. 2017. Web. 21 Feb. 2017.
2. “蒸気圧”. Department of Chemistry. パデュー大学、n.d. Web. 21 Feb. 2017.
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4. “Helmenstine, Anne Marie. “化学における不揮発性の意味を理解する”. About.com Education. N.p., 14 Oct. 2016. Web. 21 Feb. 2017.
画像提供：
1. “Vintage Atomizer Perfume Bottle “By Angela Andriot – Vetiver Aromatics. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Hydrargyrum “By Hi-Res Images of Chemical Elements (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
