「当量」“eq”の解釈について

質問

特に合成の論文に多いのですが、化学反応式に“1.2 eq”と書かれている場合、どう解釈すべきですか？
「『当量』はまぎらわしいので、『物質量』で記載すべき」
というのは分かっていますので、そういうご回答はご遠慮願います。実際、“eq”という記述が現在でもよく見受けられますので。

　特に、基質が２価以上の場合について確認したいのですが、適当な合成例がありませんので、２価の酸であるフタル酸を１価の塩基の水酸化ナトリウムを用いて塩にする場合を考えたいと思います。

(フタル酸)　→　(フタル酸ニナトリウム)

という反応式の矢印の上に、“1.2 eq NaOH”とあった場合、自分としては、

「完全に中和するのにちょうど必要なNaOHは2倍の物質量なので、“1.2 eq”とは、その1.2倍、すなわち、フタル酸に対して2×1.2すなわち2.4倍の物質量を仕込むべきである」

と解釈するのですが、書き手の意図として適切なのは、上記の解釈を期待してのものなのでしょうか。できれば、合成の論文誌の編集にたずさわったり、その方面に詳しい、責任を持って答えられる方のご意見を伺いたいと思います。よろしくお願い致します。

回答No.4

NiPdPt · ベストアンサー

そもそも当量を考える時には化学反応を想定しています。
だとすれば反応物の量的な関係はわかるはずです。その時点で反応物の１当量はきっちり決まります。
(フタル酸)　→　(フタル酸ニナトリウム)
という反応式の矢印の上に、“1.2 eq NaOH"と書いてあり、フタル酸が1 molであれば、NaOHは2.4 molです。
しかし、
(フタル酸)　→　(フタル酸水素ナトリウム)
という反応式の矢印の上に、“1.2 eq NaOH"と書いてあったのなら、NaOHは1.2 molです。
つまり、eqの計算根拠となる反応式は多くの場合に明示されていますし、そうでない場合にも明らかであることがほとんどだと思います。

ただ、問題になるとすれば触媒の量でしょうが、これは多くの場合、基質に基づいて設定されます。たとえば、触媒が0.1 eqであり、基質が1 molであったとすれば触媒は0.1 molということになります。

それと、速報とは言え、具体的な実験例が示されていることが多いので、そういった問題で判断に迷うようなことは（ほとんど？）ないと思います。

お礼

明快なご回答、ありがとうございました。よく分かりました。

回答No.6

c80s3xxx

手っ取り早くいえば，論文読んでくみ取れるなら，そうだし，くみ取れないなら，それは読み手の能力不足か書き手の能力不足なので，どうしようもない．一流論文誌だろうがなんだろうが，再現不可能な記述しかない experimental section なんて珍しくもない．わざとそうしてる場合もあるが．

例に挙げられたフタル酸の場合，2ナトまで持ってくんだから，という意味なら，1.2eq = 2.4 mol/mol-phthalate だろう．
だけど，それでいいかどうかは文脈依存だから，確実に言えるかどうかはなんとも．だから文章があるともいる．

フタル酸からフタル酸2ナトリウムを合成する，という合成の説明で，小過剰の水酸化ナトリウム (1.2eq) を加える，とあれば，当然それは 2.4 mol だ．
しかし，フタル酸からはじめて，中間体として何かを得るためにNaOHを添加しさらになんかを添加して別の何かに誘導する，という意味なら，1.2eq=1.2mol/mol-phthalate ということがあっても不思議ではない．

お礼

ご回答ありがとうございました。私の知っている例を申せば、ある研究室の教授の先生が編集委員なのに、忙しくて博士課程の学生に丸投げしている、ということがありました。当然、見る能力も違ってくると思います。「…珍しくもない」とおっしゃることに、私も同感です。いい加減なものも世の中にはあふれていると思います。

回答No.5

htms42

＃１です。

＃１では「当量」がどういう場面で使われてきたのかについて書きました。
場面が変われば意味が異なってくるというのも書きました。
でもあなたが例として使っている「当量」はあなたが勝手に考えたものです。酸・塩基の場面での使用例だとしておられますが規定濃度の前提となっている「当量」ではありません。合成の論文で使っているという「当量」とも多分違っているでしょう。

私よりもあなたの方がその論文の分野には近いはずです。そのあなたに分からないのですから他の分野の人には分からないでしょう。学術用語であるというよりは方言、または業界用語だということでしょう。それもごく狭い範囲でしか通用しない使い方でしょう。あなたにも分からないということはその分野の中でも間違って使っている例もかなりあるかもしれないということです。学術論文は何よりも正確に意味が伝わること、他人に分かってもらうことを目的としているはずから業界用語を使うのは控えるべきなのです。ｍ^2のことを平方メートルと読まずにへーべと読んでいる業界があるからと言ってＴＶのニュースでアナウンサーが使えばおかしなことになります。実験室で仲間内で使っている言葉と学術論文の中で使う言葉とは区別するべきです。

規定濃度は「便利な単位である」と書きました。
便利であるという理由は＃２に書かれているようなものではないと思います。
ある量のＮａＯＨを中和する時に２規定の塩酸を１００ｍｌ使ったとします。
その場合、硫酸を使っても酢酸を使っても濃度が２規定であれば１００ｍｌで中和できるのです。
規定濃度で表してあれば同じ濃度の酸を同じだけ使えば中和できるのです。
入れ替え可能ということです。ということは異なる酸が混ざっていても同じ体積で中和ができるのであれば同じ濃度だとしてもいいということになります。酸の混合溶液についても使うことができる濃度表現だということになります。現場では便利な量であるということが分かります。（ただし中和という場面に限っての話です。）
でもこの場合の当量はきちんと定義されている量です。
各人が勝手にこうしましょうと言っているものではありません。

以前私のいた職場では薬品棚にある作り置きの薬品は塩酸も硫酸も硝酸も水酸化ナトリウムもアンモニアも濃度はすべて６Ｎにそろえてありました。

当量（または規定濃度）は酸・塩基の場面に限ればそれほどあいまいな単位ではありません。
ポーリングの「一般化学」の中でも使われていたものです。
問題は反応によって決まるということです。酸・塩基、酸化・還元、その他で「規定濃度の意味が変わってくる」のです。

お礼

> あなたが例として使っている「当量」はあなたが勝手に考えたものです。

　違います。私は実際に読んだ資料を元に質問しています。

> 実験室で仲間内で使っている言葉と学術論文の中で使う言葉とは区別するべきです。

　ところが、悲しいことに、学術論文の中にも、実際に見受けられるのです。これは事実です。
　他の例として、触媒の「ターンオーバー頻度」にも、二通りの解釈があります。
（１）触媒が反応した回数
（２）触媒の活性点当たりの反応速度
　「実験室で仲間内で」これらの用語をどちらかの意味で使っており、それが学会の同じセッションの「仲間内」で通じるようになり、学術論文の中でも使われるようになる、ということが起こっています。

　htms42様のおっしゃる「当量」の定義については、何度も別のところで確認しています。今回私が問題にしているのは、上の（１）の定義について質問しているのに、（２）の定義の説明をされるようなもので、見当外れのご回答をなさっているのです。ご存じなければ、「私はその定義については知らないので、回答はできない」と、心の中でおっしゃってください。

　紳士的にご回答くださったことにはお礼を申し上げますが、「知っている人に回答してほしい」という質問ですので、質問の趣旨をくみ取って頂きたかったと思います。

回答No.3

ORUKA1951

＞私の挙げたのは、正しいのでしょうか、間違いということでしょうか。そこが肝心なところですが…。
　よく読んでください。
　私は、「間違いの元」と書きました。それは、実際に文献にしたがって追試をするときに、極力計算処理を省かないと間違えてしまう。その原因になると言う意味です。
　「フタル酸１gに対して濃塩酸1.02mLが当量」
　として操作すればミスを防止できます。

　それは正誤と言う問題ではありません。教育課程の化学では「当量」も「規定度」も使いませんが、

お礼

> よく読んでください。

　よく読むと、前のご回答の「そうです」と、「間違いの元です」が、文脈としてつながらないのです。これは国語の問題です。

> それは正誤と言う問題ではありません。

　ORUKA1951様が、「間違いの元」とおっしゃったことを受けての再質問です。どうも国語力に問題がおありのようですが…。

　お付き合いありがとうございました。

回答No.2

ORUKA1951

eq=chemical equivalent(当量)やN規定度は、化学では使わなくなりましたが、便利ですから今でも使われています。薬学などでは現役です。(^^)

＞書き手の意図として適切なのは、上記の解釈を期待してのものなのでしょうか。
　そうです。あなたが具体的に例をあげられたように、これは反応基がn個なので、ｎ個の何倍・・なんてしたら間違いの元です。
　この当量が便利が良いのは、読み手によってグラム当量としてもモル当量としても使えることです。
・フタル酸と塩酸の中和でフタル酸１gに対して濃塩酸1.02mLが当量なので、2gなら2.04gが当量なので、1.2eqなら、１g:2.46mLが当量とか・・

　これって実際に実験するときはとても楽ですよ。あらかじめ計算さえしておけば・・

・もちろん１molに対して２molとも

＞合成の論文誌の編集にたずさわったり、・・
　それぞれのスタンスによって異なります。正規な化学系の論文ではあまり見かけませんが、工業系や薬学系では、今でもときどき使われています。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞＞書き手の意図として適切なのは、上記の解釈を期待してのものなのでしょうか。
＞　そうです。あなたが具体的に例をあげられたように、これは反応基がn個なので、ｎ個の何倍・・なんてしたら間違いの元です。

　ん？　私の挙げたのは、正しいのでしょうか、間違いということでしょうか。そこが肝心なところですが…。
　薬学系の方ですか。今でも使われますよね。ご回答ありがとうございました。

回答No.1

htms42

ｅｑはｅｑｕｖａｌｅｎｔの省略形です。
「当量」という言葉を当てていますが「相当量」＝「～に相当する量」という意味だろうと思います。

＞「『当量』はまぎらわしいので、『物質量』で記載すべき」

なぜ紛らわしいのかの方が問題になると思います。
場面を限れば便利な量ですが一般的に使うことが出来ないという意味で「紛らわしい」のです。

あなたが「当量」の例として使われているのは酸・塩基の中和反応という場面でのものです。
これは酸、塩基をすべて一価の酸、一価の塩基の「相当量」で表しています。塩酸、水酸化ナトリウム相当量としていると考えてもいいでしょう。これをもとにした濃度が「規定（Ｎ）」　　１Ｎ＝１ｅｑ／Ｌ　　です。

相当量ですから場面が変われば基準が変わってきます。
酸化・還元反応であればやり取りされる電子の数になります。

ｍｏｌ濃度への換算は場面ごとに異なることになるのです。

一番の元々の「当量」は酸素８ｇと反応する原子の質量という意味でもありました。

合成の論文でよく使われているということですがどのような反応のどのような物質を基準にした相当量かはその場面の中にいる人にしか分からないのではないでしょうか。
あなたは酸・塩基での「相当量」を例に出していますが意味が同じであるという保証はありません。

合成の場面であれば酸・塩基も酸化・還元もどちらも出てくるでしょう。
この２つ以外である可能性もあります。

お礼

ご回答ありがとうございました。
　一般論を述べて頂きましたが、それで意味があいまいにならないよう、わざわざフタル酸の中和の例を挙げたのですが。
　実際、合成の論文や、合成に使う試薬のカタログには頻繁にでてきます。本来は、htms42様のように、「○○については、△△とする」と、前提条件を示して“eq”を使うべきというのは、承知していますが、何の断りもなく、“○○ eq”とあるのが大半です。
（特に、論文の要約[abstract]には、ばんばんでてきます）
そういう場合についての解釈について、確認したかったのが、質問の本意でした。大学受験の問題と違って、合成の文献には、丁寧に一から十まで前提条件を書いていないものがごろごろしています。お手数をおかけしましたことにはお礼を申し上げますが、質問文に書いたものに対してお答えいただきたかったです。