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    錬金術〜元素は絶対変わらない?〜

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      ども!
      雨が降って寒いですね
      冬の雨は苦手です
      かるぼんです!

      さて、日にちが開いてしまいましたが
      錬金術まとめの最終章
      元素は本当に変化しないのかについてお話したいと思います

      元素は絶対に変化しないのか
      答えはNoです

      化学反応では変化しません
      化学反応で変えられるのは
      元素の組み合わせです

      では何か
      それは核反応と呼ばれるものです
      核と聞くと何が思いつくでしょうか?
      核反応と聞くと何が思いつくでしょうか?
      原子力発電?原子力爆弾!太陽?核融合発電!
      はい そうですね
      それら 核反応です

      それでは身近なところで説明しましょう

      原子力発電で使用されている反応は
      ウランという元素に中性子を当てて不安定な状態にします

      不安定な元素というのは安定な状態になろうとします
      その際にいくつかのパターンがあるのですが
      ・余分なエネルギーを放出して安定になる
      ・不安定になるというのはバランスが悪くなっているので
       バランスを悪くしている分の粒をぽいっと放出する
      ・バランス悪くてその形を維持できないので
       ぱーんと割れて小さくなってみる
      などなど

      ウランに中性子を当てたものは3つめのぱーんと割れます
      その時にぱーんと割れると小さな元素が複数できます
      (割れる時中性子も放出されます)
      出来上がった小さな元素は必ずしも決まっておりませんが
      ヨウ素やセシウムやストロンチウムなどが有名ですね
      ほら、ウランという元素がほかの元素に変わりました
      これが核反応による元素の変化です

      では、元素に中性子などのものを当てなければ変わらないのか
      というと そうではありません
      「放射性核種」というもともとが不安定な元素は
      放っておくと勝手にぽろりと2つめの方法で安定化します
      この放出する粒が中性子のみであれば元素の種類自体は変わりませんが
      放出される粒に陽子が含まれると原子番号が変わりますので
      元素の種類が変わります

      核壊変と呼ばれる反応で元素は変わるのです
      ちなみにこれは珍しいものでなく 自然界に存在する反応です

      ここまで来て結論を言わせていただきます
      錬金術は現在の化学反応では できません
      でもこれは元素が絶対変化しないためという理由ではありません
      なぜなら核反応では元素は変化するからです


      とても中途半端な印象ですが
      以上です
      いかがでしたでしょうか
      放射線が関わるとついつい余分なことも言っちゃいますね
      すみませんでしたー

      かるぼん * オタクの化学の雑学 * 12:00 * comments(0) * -

      錬金術〜こんなことがしたかったのです〜

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        ども!
        ハガレン1期しか見てないので
        正直詳しくはないのですが
        とりあえずReady Steady Goが一番好きだったかな
        かるぼんです!

        つづきましては錬金術でめざしたものですね

        最初になにが目的だったかは書きましたが
        現在の「化学」の視点からどういうことをしようとしたのか
        少し見ていこうってことですね

        おさらいということで錬金術の目的ですが
        卑金属(貴金属以外)から貴金属(金や銀、白金等の耐腐食性金属)
        を精錬(金属から不純物を取り除く作業)することでした

        例えば一番メジャーだった例を挙げますと
        鉛を金に変えてしまおう!
        という試みだったわけです
        では化学的にどうすればそうなるか
        考えてみましょう

        まずは鉛
        原子番号は82番です
        ということは陽子が82個あるようですね

        一方目的の金
        原子番号は79番です
        もちろん放射性元素で壊変されちゃたまらないので
        安定同位体(放射壊変しない重さの同位体)を目指しますよね?
        ということは金は197の重さをもつもの
        つまりは79個の陽子と118個の中性子を持つ原子になれば
        それは安定な金なわけです

        では鉛から頑張って金の原子を作ってみましょう
        鉛も自然にたくさんあるものからつくらないといけませんので
        天然に多く存在する鉛はというと・・・
        208の重さ すなわち
        陽子82個 中性子126個のもの です

        目標の金までは陽子3個中性子8個をえいやぁ!と
        切り離してぽいぽいしてしまえばいいようですね

        案外簡単なんじゃないか と思った人は
        一つだけお伝えしておくことがあります

        化学反応では中性子と陽子の結合をぶっちすることはできません
        エネルギーが足りないからです

        ということで
        化学反応では元素は変化しない

        このように教わったのはこういうことだったのです

        粒の個数だから簡単に変化できそうだけど
        実際はエネルギーが足りないので 変化できない

        では本当に絶対に変化できないのでしょうか?
        ちょっと考えてみましょう
        かるぼん * オタクの化学の雑学 * 23:21 * comments(0) * -

        錬金術〜元素とは〜

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          ども!
          ハガレンだとマスタング大佐が一番好きでした
          いやエドも捨てがたいですけどね!
          かるぼんです!

          前回の続きということで
          元素、もう少し物質的に言えば原子というのは
          どうなっているのか です

          以前放射科学のほうで少し書きましたが
          もう少し元素・原子に焦点を当てていきましょう

          そもそも原子と元素って何が違うのか
          というのも疑問に上がってくるのではないでしょうか
          元素と原子
          説明できますか?

          まず元素と原子はほぼ同じと考えて良いです
          もっと言えば最初に言ったように
          元素は漠然と「こんなもの」をさす言葉で
          原子はその物質を作っている粒をさす言葉です

          元素に形はありません
          こんな性質をもったものだよ という言葉だからです

          原子にはこんな形しているかな?というモデルが存在します

          違いはそんな感じです
          なのでここからは原子に注目して話をしていきます
          途中で分からなくなったら原子を元素に置き換えてみると
          いいかもしれません(一部例外あり)

          さてさてでは原子についてですが
          まずはこんな形かな?というモデルがあるといいましたね
          そう 物質をこまかーく見ていくと様々な原子で構成されていて
          その様々な原子というのもこんな形してるんじゃない?
          というお話がちゃんとあるのです

          今原子の形として こんなだと思う という最有力候補は
          陽子・中性子・電子が組み合わさった


          こんなやつになります。
          この図はヘリウム(ふわふわ浮く風船の中身のガス)原子を表してます
          この粒の個数が変わることで
          原子は異なると考えられています

          元素周期表で番号がふってありますが
          あれは陽子の数を示しており、だからヘリウムは2番なのです
          よって陽子が6つであれば6番目のC(炭素)ですし
          8つであればN(窒素)となります
          ただし陽子は+の電荷をもっているため
          集まると反発してしまいます
          (電磁石のイメージです)

          なので中間にクッションのように中性子が入ります
          この中性子の数というのは案外ばらつきがあり
          中性子の数が違って陽子の数が同じものを同位体と言ったりします
          よくわからないかもしれませんが
          もしかしたらこんなたとえで分かるでしょうか

          現在話題の放射線を出す放射性物質というものがありますね
          たとえば甲状腺ガンの原因となると騒がれた
          I-131(131という重さのヨウ素)があります
          でもヨウ素というのはワカメなどにたくさん含まれる元素で
          放射線を出す危険物だなどとあまり聞かないものです

          なぜでしょうか?
          それは重さが違えば放射線を出さないものもあるからです
          I-127(127という重さのヨウ素)は
          I-131よりも中性子が4つ少ないだけの原子です
          それだけで放射線を出しません
          このことについてはまた別の機会に放射科学の方で触れたいですね

          とにかく陽子の数・中性子の数によって元素の種類が決まり
          元素の中でもちょっとした性質(重さと不安定さ)が異なる
          というものなのです

          原子の構造って案外単純なんです
          いっぱいあるけどそれは数が違うだけ!
          なんですよ^^
          かるぼん * オタクの化学の雑学 * 21:59 * comments(0) * -

          錬金術〜導入話〜

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            ども!
            ハガレンはアニメ派で1期しか見ておりません
            個人的には映画で完結で良かったやん
            かるぼんです!

            さて久々に化学のお話をしたいと思います
            厳密には違いますが 今回の題材は
            「錬金術」です

            鋼の錬金術師 という漫画・アニメが流行し
            ご存じの方も多いと思います
            錬金術!

            錬金術は実際過去に研究された学問です
            卑金属(貴金属以外)から貴金属(金や銀、白金等の耐腐食性金属)
            を精錬(金属から不純物を取り除く作業)しよう
            という試みの学問でした

            まぁ両手を合わせたり陣を描けば元素が変わるなんて
            さすがに考えてなくて
            実際文献などを調べると陣は出てきますが
            ちゃんとお鍋でコトコトしていたりしたようです

            ちなみに今の常識でみなさんはなんとなく
            この錬金術が夢物語であると知っていると思います

            化学反応で元素が変わることはないのです

            そもそも元素とはなんなのでしょうか
            なぜ性質が違うのでしょうか?
            (いやまぁなぜ性質が違うかについては知りませんけどもね)

            そこを知らないで元素は変わらないって聞いてるから
            夢物語よねって笑うのはちょっと待ったですよ

            ということで長くなりそうだとようやくきづきました
            ちょっと数回に分けて
            錬金術や元素について少しお話出来ればと思います

            まとめてぱぱっと書いてしまうので
            よろしかったら読んでやってください

            内容的には化学の基礎

            元素・原子というのは何か、物質(各元素)は何が違うのか
            錬金術でやろうとしたこととは
            元素が変わることは本当にないのか

            あたりの流れでいきたいと思います
            化学知ってる方には知ってる話ばかりですが
            よろしかったらおつきあいください
            そして間違えていたらご指摘ください 苦笑

            それでは 次につづく
            かるぼん * オタクの化学の雑学 * 20:43 * comments(0) * -

            TNT

            0
              ども!
              寝不足でふらふらしてます
              そういえば台風すごい勢いでしたね
              二度寝したら晴れていた
              かるぼんです!


              さてさて今回は化学しらない人でも知っているであろう単語解説です
              今回は「TNT」

              マインクラフトというゲームで爆弾の名称として使用されていますね

              これは正式名称「トリニトロトルエン」さんです!

              化学式はC7H5N3O6
              わかりづらいですね
              もちょっと構造分かりやすく
              示性式はC6H2CH3(NO2)3となります
              構造式は
              となります

              前回のパラジクロロベンゼン見てくださった方は
              お!ベンゼンいるじゃん!って思ってくださってことでしょう
              思ってくださいましたよね?

              まぁ 前回と同じ手順で見ていきましょう
              まずはこの単語の見方
              「トリ-ニトロ-トルエン(tri-nitro-toluene)」
              ひねりもなにもないですね では解説していきます

              まずは「トルエン(toluene)」
              これはベンゼンさんの一つの水素が
              メチル基とよばれる炭素に水素が3つくっついた(CH3)という分子
              置き換わったものになります
              こんなんです

              でここに「ニトロ(nitro)」がくっつく もとい水素と置き換わっていきます
              まずニトロとは窒素(N)に酸素(O)が2つくっついたものです
              それが「トリ(tri)」3つ置き換わっているのですね

              で 実はここで問題が生じます
              3つってどこだよ!
              だって一つはメチル基ついてますからいいですが
              あと5つも水素ついてます
              その中の3つってどこよ!

              これは置き換わる分子の性質なので100%通じるわけではありませんが
              同じ電荷をもっているような置き換わる分子(置換基と言います)同士は
              反発します 磁石のNとNが近付けないようなイメージです
              (あくまでイメージです)

              で NO2というのは+(プラス)の電荷をもっています
              CH3は中性ですね
              なので反発を起こすのはNO2同士が強いということになります
              (もちろん電荷だけで説明つかないことも多いので
               気になった方は自分で調べるなり聞くなりしてください)

              で NO2をできるだけ離して配置しようとすると
              メチル基がついている炭素から時計回りに1〜6まで番号をつけてみると
              こんな感じで 2,4,6に配置すれば良さげになります

              よって実はTNTは「2,4,6-トリニトロトルエン」とも言われます
              わざわざ言わなくてもいいので場所は省略しがちですがw

              ということでTNT 分かっていただけましたでしょうか?
              ちょっと蛇足付け過ぎた感否めないですが
              まぁよしとしますかね

              かるぼん * オタクの化学の雑学 * 16:52 * comments(0) * -

              パラジクロロベンゼン

              0
                ども!
                今日も今日とてつっかれってるー
                かるぼんです!


                さてさて
                今日からどうでもいい情報
                でもオタクなら耳にしたことのある単語を
                実はこんなものなんだよーと紹介していく
                需要がまったくないシリーズを開始したいと思います

                需要と供給が一致していなくても成り立つものってあるのかね


                とりあえず第一回目は
                「パラジクロロベンゼン」

                これは ボーカロイド:鏡音レン の曲で
                オワタPさんが作詞・作曲しております

                ボカロ初期の曲ということで幅広い方がご存じかと思います
                曲の内容は確か 荒らし を題材にしていたんでしたっけ?
                (間違っていたらすみません

                実際は何をさしているかというと
                化学物質の一つですね

                化学式はC6H4Cl2
                構造式にすると
                こんな感じです

                この単語から構造がさらっとわかってしまうのです
                一つずつ見ていきましょうか

                まずはこの単語の見方ですが
                「パラ-ジ-クロロ-ベンゼン」です
                英語にすると
                para-di-chloro-benzene」です
                (まったくわかりやすくはないかな;;

                それでは説明していきましょう

                まず「ベンゼン(benzene)」です
                こいつは炭素が6つ輪っかを作った構造で
                各炭素がひとつずつ水素を持っているものです
                炭素は他原子と結合できる手を4本持ち合わせていて
                両脇の炭素原子同士で2本・水素で1本使用します
                残りの一本は炭素同士でつなぐ補強をしております
                こんな感じ
                この水素がいろんな原子や分子と置き換わることで
                ほかの多様な物質になっていきます

                今回は何と置き換わったかというと
                「クロロ(Chloro)」です
                ChloroというのはChlorine(Cl)=塩素のことですね

                こいつがいくつ入れ替わったのかあらわすのがその前の
                「ジ(di)」=2です
                数字に関しては
                mono、di、tri、tetra、penta、、、
                を用います

                ですがベンゼンは6つ水素を持っていますので
                2個置き換えるとなると場所のバリエーションが3パターンできてしまいます
                今回これを表しているのが「パラ(para)」です
                ほかの二つは オルト・メタと言います
                それぞれ配置は
                となっております

                よって「パラジクロロベンゼン」というのは
                ベンゼンにパラの位置に二つ塩素が置き換わったもの
                ということになります


                案外簡単でしょ?

                あ、化学の基礎教える気はないので
                ベンゼンさんの書き方とかは高校化学だっけ?
                でお勉強でもしてくださいね
                私教師でもなんでもないので←

                ということで いかがだったでしょうか?
                パラジクロロベンゼンに関しては
                雑学満載の替え歌があるのでそれ聞くのも面白いと思います

                今後も2・3個ネタありそうなので
                つづきますこのシリーズ
                リクエストあったらどうぞ言ってくださいね

                たまには化学科らしいことしないとね!
                かるぼん * オタクの化学の雑学 * 10:36 * comments(0) * -
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