三水和物やニ水和物とは？

質問

薬品の後に、三水和物やニ水和物と付く場合がありますが、これはどのような違いがあるものなのでしょうか。
ちなみにメチレン・ブルーでは、何も付いていないものと上記の２つが付いているものがありますが、どう違うものなのか、わかりません。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

ht1914 · ベストアンサー

結晶水という言葉を聞いたことはありませんか。化学式の後ろについた水和水というのは結晶水のことだと考えていいでしょう。
　硫酸銅の結晶を観たことがあると思います。青いきれいな結晶です。手に持っても特に危険なことはありませんので中学校などでも見せてもらった人がいるのではないでしょうか。　硫酸銅を例にとって話をします。この結晶の中にはＨ２Ｏが含まれています。濡れているという意味ではありません。Ｈ２Ｏが集まっているわけではなく結晶の構成要素の一つとして場所も数もきちんと決まった状態で含まれているのです。化学式で言うとＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏです。５水和物ですね。５つのＨ２Ｏの内４つは銅イオンＣｕ２＋を取り囲んでいます。残りの一つは硫酸イオンの方についています。
　青い硫酸銅結晶の粉を試験管に入れて加熱します。蒸気が出てきて試験管の壁に水滴が付くようになります。と同時に結晶の色がだんだんと白っぽくなっていきます。硫酸銅結晶の色が青かったのは銅イオンの周りをＨ２Ｏが取り囲んでいるためです。銅は周りにある物質の影響でどの様な波長の光を吸収するかが変わります。結晶を水に溶かすとこの４つの水がついたままバラバラになっていきます。

多くの結晶は結晶水を持っています。同じ物質でも温度が変わると結晶水の数が変わるものもあります。

補足

ありがとうございます。
化学の知識がまったくないのですが、詳しくてよくわかりました。
ただ、水和物とは結晶水ということだというのはわかったのですが、５水和物などの５という数字はどういう働きを持っているものなのでしょうか。この数字の数が変わっても、特に変化はないのでしょうか。
また、水和物という名称が付かない場合と付く場合でどう違うのか、まだよくわかりません・・・。

回答No.5

gori8063

返信を読んでいてやっと流れがわかってきました。

メチレンブルーでなくともたの水和物でも一緒ですが、「水を含む溶液」に溶かすのであれば水和物の数字は溶かした後の化学的性質は関係ありません。

水を含む溶液であれば、まわりにいくらでも水が存在する溶液になるわけですから。

実験書に「酢酸水溶液」に溶かせと書いてあるのであれば、それに従ってどの水和物を使ってもかまいません。

ただし、濃度が書かれている場合、そのモル濃度を算出するための分子量は各水和物で異なりますのでご注意ください。

お礼

モル濃度の算出はよくわかりませんが、水和物に関してはわかりました。
ありがとうございます。

回答No.4

smpm

横槍失礼します。

>しかし酸性のものを混ぜたら無色になってしまうと思い
メチレンブルーの色は酢酸くらいじゃ消えないと思いますよ。
「酸化」と「酸性」がごちゃごちゃになっているような気がしますが・・・。

お礼

横槍ありがとうございます。
酢酸ぐらいじゃ消えなかったんですか！
一応混ぜて実験してみましたが、色の変化はありませんでした。
それと「酸性」ではなく「酸化反応」で無色透明になるということでした。

回答No.3

ht1914

メチレンブルーは何に使うのですか。水溶液で染色等に用いるのであれば水和水の数は関係在りません。どうせ周りに水がいっぱいついてきます。
その結晶をどういう温度条件で作ったのかによって結晶水の数が違うことがあります。その時は結晶構造も違うことがあります。結晶水の数が変わると水に溶けるときに差が出るときもあります。溶けてしまえば同じなのですが溶け方に差が出る場合があるということです。石膏の場合だとＣａＳＯ４・２Ｈ２ＯというのとＣａＳＯ４　・（１／２）Ｈ２Ｏというのがあります。普通は２水和物です。それを焼いて半水和物を作ります。これは水を吸って固まりますので流し込んで型を取ったりするのに使います。

補足

染色に利用する予定でした。
水和物の数は関係なかったんですね・・。
染色の本には、メチレン・ブルーと氷酢酸を混ぜて使うと書いてあったのですが、しかし酸性のものを混ぜたら無色になってしまうと思い、水和物の数で性質が違う物があるのかな、と推測しておりました。（間違いでしたが。）
とすると、メチレン・ブルーの青は定着できないということですね・・。

回答No.2

gori8063

>５水和物などの５という数字はどういう働きを持っているものなのでしょうか。
>この数字の数が変わっても、特に変化はないのでしょうか。

この数は物質によって決まっているのです。＃１さんが例に挙げられた硫酸銅では水が入る「場所」が５箇所（もしくは３箇所、１箇所）と決まっているので（＃１さんが説明してくださっています）その数以外は入らないと考えてください。５の数字の意味は「硫酸銅１個に５個の水が結合している」という比を示しています。
硫酸銅の場合は無理して（熱をかけて）やるとこの結晶水が飛んで行って無水物になります。数字が変わればそれぞれ違う性質をもつことになります（色や形など）。

水和物の構造を取らないものはそもそも水和物になりえないので（要するに物質によって決まっている）水和物とつかない物質はそういう物質です。

補足

ありがとうございます。
物質によって結晶水の数が決まっているということですね。
ただ、メチレン・ブルーの場合、
１．メチレン・ブルー
２．メチレン・ブルー二水和物
３．メチレン・ブルー三水和物
と３種類あるのですが、これは色や形の他にも、性質がまったく違うものなのでしょうか。
例えば、メチレン・ブルーは酸化すると無色透明になるようですが、三水和物では無色透明にならない、ということがあり得るのでしょうか。