混和性
混和性（英: miscibility）は、2つの物質があらゆる比率で混ぜ合わされる性質（すなわち、お互い任意の濃度で完全に溶解する状態）を言い、その結果、均一な溶液となる。その用語は液体に対し使われることが多いが、固体や気体でも使われる。例えば、水とエタノールは、あらゆる比率で混合するので、混和性があるという[1]。
逆に、混合物が溶液を形成しない比率があるときには、非混和（英: immiscible）であるという。例えば、油は水に溶けず、これら二つの溶媒は非混和である、一方、ブタノン（メチルエチルケトン）は水にかなり溶けるが、すべての比率では溶解しないので、これらの溶媒も非混和である[2]。
有機化合物 編集
有機化合物では、炭化水素鎖の重量%が、水との混和性を左右することが多い｡
例えば、 アルコールを例に説明すると、エタノールには２つの炭素原子があり水と混和するが、炭素原子を４つ持つ1-ブタノールは水と混和しない[3]。8つの炭素原子を持つオクタノールはほとんど水に溶解せず、その非混和性を利用して分配平衡の基準として使用される[4]。脂質の場合も非常に長い炭素鎖を持つので、水とはほぼ常に非混和である。その他の官能基を持つ化合物も同様である。直鎖状のカルボン酸では、酪酸（4つの炭素原子を持つ）までは水と混和するが、吉草酸（5つの炭素原子）では部分的にしか水に溶解せず、カプロン酸（6つの炭素原子）でほぼ非混和である[5]。他の化合物でも同様の傾向であり、例えばアルデヒド、ケトン類が挙げられる。
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エタノール -
ブタノール -
オクタノール -
酪酸 -
吉草酸 -
カプロン酸
金属 編集
非混和の金属はお互いに合金を形成できない。この場合、通常、溶融状態では混合可能であるが、冷えると、層になって分離する。この性質を利用し、非混和の金属を溶融状態から急速に冷却することで、固体を沈殿させることができる。非混和の金属の一例が銅とコバルトである、それらを溶融し急速に冷却すると固体が沈殿するが、それは粒状のGMR素材（HDDのヘッドに使用）となる[6]。
一方で、溶融状態でも非混和の金属も存在する。工業的に重要なものとしては、溶融亜鉛と溶融銀は溶融鉛に非混和である、ただし銀は亜鉛と混和する。この性質が、パークス法に利用されている、これは溶融金属の液-液抽出の例である。この性質により、銀をいくらか含んだ鉛は亜鉛と溶融し、銀は亜鉛に移動し、亜鉛は二相溶融液の上部からすくい取られ、次いで亜鉛が蒸発され、ほぼ純粋な銀が得られる[7]。
エントロピー効果 編集
高分子の混合物がその各成分よりも低い配置エントロピーを示す場合、それらは液体状態であっても互いに混和しない可能性が高い[8][9]。
混和性の決定 編集
２つの物質の混和性は光学的に決定されることが多い。２つの液体が混和性であるときは、得られる混合液体は透明である。混合液体が曇っている場合は、2つの物質は非混和である。ただし、この決定方法は十分注意を払う必要がある。もし、２つの物質の屈折率が同じ場合は、それらの混合液は非混和でも透明であり、混和性を誤って決定する可能性がある[10]。
ゲームにおける「混和性」 編集
多くのゲームは、魔法薬としてのポーションの設定があり、いくつかのゲーム（例えばダンジョンズ＆ドラゴンズ）ではキャラクターがそれらを混ぜた場合に何が起こるかといった「混和性」のルールを持っており、試験管内（in vitro）または体内（in vivo）といった混ぜる条件でも変化する[11]。「非混和」のポーションは、ゲームにおいて爆発物のような効果を生み出すことが多い。
関連項目 編集
参考文献 編集
- ^ Wade, Leroy G.. Organic Chemistry. Pearson Education. p. 412. ISBN 0-13-033832-X
- ^ Stephen, H.; Stephen, T. (2013-10-22) (英語). Binary Systems: Solubilities of Inorganic and Organic Compounds, Volume 1P1. Elsevier. ISBN 9781483147123
- ^ Barber, Jill; Rostron, Chris (2013-07-25) (英語). Pharmaceutical Chemistry. OUP Oxford. ISBN 9780199655304
- ^ Sangster, J. (1997-05-28) (英語). Octanol-Water Partition Coefficients: Fundamentals and Physical Chemistry. John Wiley & Sons. ISBN 9780471973973
- ^ Gilbert, John C.; Martin, Stephen F. (2010-01-19) (英語). Experimental Organic Chemistry: A Miniscale and Microscale Approach. Cengage Learning. pp. 841. ISBN 1439049149
- ^ Mallinson, John C. (2001-09-27) (英語). Magneto-Resistive and Spin Valve Heads: Fundamentals and Applications. Academic Press. pp. 47. ISBN 9780080510637
- ^ Rich, Vincent (2014-03-14) (英語). The International Lead Trade. Woodhead Publishing. pp. 51–52. ISBN 9780857099945
- ^ Webb, G. A. (2007) (英語). Nuclear Magnetic Resonance. Royal Society of Chemistry. pp. 328. ISBN 9780854043620
- ^ Knoll, Wolfgang; Advincula, Rigoberto C. (2013-02-12) (英語). Functional Polymer Films, 2 Volume Set. John Wiley & Sons. pp. 690. ISBN 9783527638499
- ^ Olabisi, Olagoke; Adewale, Kolapo (1997-03-19) (英語). Handbook of Thermoplastics. CRC Press. pp. 170. ISBN 9780824797973
- ^ Robert Wiese (2006年4月1日). “I Wouldn't Drink That If I Were You: Potion Miscibility”. 2019年1月28日閲覧。