水にも油にも混和しない液体

質問

危険物取扱者(乙種4類)の受験勉強をしていてふと思いました。
受験には関係ありませんけど、

C、H、Oをすべて含み、それ以外は含まない化合物で、1気圧20度で液体、という条件で、
水にも油にも混和しない液体ってあるんでしょうか？

もしあればその物質、
もし原理的にあり得ないなら、その理屈の概要を知りたいのですが。

回答No.4

101325 · ベストアンサー

「油」と「混和」の定義によります。

分野や業界によるかもしれませんけど、化学分野で「混和」というときには、任意の割合で液体が均一に混ざり合うことをいいます。それ以外の意味はありません。例えば、メチルエチルケトンは水にそこそこ溶けますけど、メチルエチルケトンと水が混和する、とは決して言いません。“水と油は混和する”という言い方は、化学では避けたほうが無難でしょう。

> C、H、Oをすべて含み、それ以外は含まない化合物で、1気圧20度で液体、という条件で、
> 水にも油にも混和しない液体ってあるんでしょうか？

水にもアルカンにも混和しない液体の例として、フルフラールという物質があります。ただし、この物質はベンゼンとは混和します。アルカンもベンゼンも非極性溶媒です。

また、水にも油にも混和する液体の例としてアセトンがあります。この二つの例から、極性溶媒と混和するか非極性溶媒と混和するかの二択、などとはいえないことが分かると思います。

> もし原理的にあり得ないなら、その理屈の概要を知りたいのですが。

「油」の定義の仕方によっては、原理的にありえない、ということもできます。例えば、「油」の定義は分野や業界によってさまざまでしょうけど、仮に「油」を「水と混和しない有機溶媒」と定義したとします。すると「C、H、Oをすべて含み、それ以外は含まない化合物で、1気圧20度で液体で、水と混和しないもの」は、それ自身が「水と混和しない油」になりますから、原理的にありえない、というか、質問自体がナンセンスになります。

「水と混和しない有機溶媒」という「油」の定義は、「油」の定義としてはわりと広い定義だと思います。「油」の定義としてもう少し狭いものを採用すれば、条件を満たす液体が出てくるかもしれないです。

お礼

なるほど厳密には、水と油という分類ではないんですねえ。
水に混ざらないもの同士でも混ざらない場合があることはあるということなんですね？

実はつい最近まで、アルコールと油は全く別のものと思っていましたが、
乙種4類の勉強を始めて、はて油って何だろう？と疑問が湧きました。

そもそも乙種4類では危険物を、特殊引火物、アルコール類、石油類、動植物油類に分類していますけど、
アルコール類はメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールだけで、
それ以外のアルコールは石油類に分類されているのです。その時ですね、油って何だろう？って思ったのは。
高校時代に有機化学は多少やりました(嫌いでした)し、親水基も親油基も出て来ましたが、
そういうことは考えてもみませんでした。

たぶん乙種4類には高度過ぎて無関係とは思いますが面白い物質があるんですね。
ありがとうございました。

回答No.3

doc_somday

>C、H、Oをすべて含み、…、1気圧20度で液体
これだけでもう「無理」と断言出来ます。

頻繁に使われるのはＣ、Ｆのみからなる液体です。化学工業では常識ですね。

お礼

なるほど、専門家のお立場としては無いということですね。
ありがとうございました。

回答No.2

potachie

厳密な意味だと難しいです。
水と油は混和します。その量が少ない油が多いだけです。

水に溶けるのは、親水基を持ち、その性質が強いものです。誘電率が低いものになります。
油に溶けるのは、親水基を持たないか、持っていてもその性質が弱いものです。
親水基とは、イオンに乖離しやすい　または、　水素原子を水の水素原子と交換しやすい　官能基のことです。

ご質問で、可能性があるとしたら、分子構造として、極性の強い水のような溶媒では、親水基を分子の内側に囲い込み、極性の低い油のような溶媒では、親水基を外側に向けて、分子構造の軸部分の疎水構造のものを内に囲い込むものになります。
この逆の性質を持つものが、界面活性剤です。ふつうとは逆の行動をとらないといけないので、ちょっと難しい気がします。

ただ、他の元素も含んでよいのなら、ありますよ。
親油性のない疎水構造を持っていれば良いので、シリコンオイルの仲間で、そういう性質を持たせることが出来ます。

お礼

親水基と誘電率が関係するんですか？
親水基の働きで誘電率が低い＝導電性高い、とすれば、
水に溶ける→導電性が高い、となり乙種4類の教科書にもそう書いてあります。
この点について当時少し調べましたが、これがなぜかは分かりませんでした。
親水基が関係しているんですね。

また最近、電気関係で油が絶縁材料になっている例を多く知りました。
親水基が無ければ導電性が低いということになりそうですね。

親水基と誘電率、導電率の関係についてのしくみはこれ以上は分かりませんが、
知識が前進しました。ありがとうございます。

回答No.1

ORUKA1951

液体の定義は何でしたっけ？？？
　構成物質どおしは、互いに分子間力などで引き合っていますが、その位置は固定されない物でした。
　言い換えれば、液体は本来相互に溶け合うはずの物です。
　￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣
　では、なぜ水が油に溶けないかと言うと、水はご存知のとおり分子間力がとても強い物質でしたね。いわゆる水素結合で、水の大きな極性(分極)によるものです。そのため極性の大きな物質どおしの場合は、それらが互いに結びつきます。また水中でイオンになりやすい物質は周囲を水分子で取り囲まれて水の集団として振舞いますから水に溶けます。

　液体とは、「それぞれの分子が距離は変わらないが位置を自由に移動できる物」という基本がわかっていて、かつ極性分子が強く引き合うことの二点が分かっていれば、二つしかないこと、極性溶媒に溶けるのか、非極性溶媒に溶けるのかの二つしかないことは理解できるかと・・・

お礼

液体とは、「それぞれの分子が距離は変わらないが位置を自由に移動できる物」だったんですね、
それは知りませんでした。
気体ではなんとなくそんなような話があったような無かったような、と大昔の記憶が刺激されました。
質問とは別な部分ですが、勉強になりました。
極性分子が強く引き合うという点は、全くの門外漢で分かっていません。

極性溶媒と非極性溶媒が何なのかは分かりませんが、
しかし概ね、極性溶媒か、非極性溶媒のいずれかに混和し、両方ともに混和しないものは、
概ね見当たらないということですね？

何となく感触がつかめました。
ありがとうございます。