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一部の液体は完璧なパートナーのように容易に混ざります。たとえば、ウイスキー、ワイン、ビールなどのアルコール飲料は、すべて水とアルコールの混合物です。他の液体はまったく混ざりません。たとえば、油と水で満たされたボトルを振ると、それらを混ぜることができますが、ボトルを棚に戻すとすぐに2つが分離します。混合せず、混合したままの液体は、非混和性であると言われています。
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溶解のように、化合物がおそらく特定の溶媒にどれだけ溶解するかを評価する際に化学者が使用する簡単な経験則であり、2つの液体が混和性であるかどうかを判断する場合も同じルールが当てはまります。規則は、原子が電子を共有する方法に関係しています。酸素と窒素は炭素や水素よりもはるかに利己的なため、炭素や水素に結合した酸素や窒素を含む分子は、電子が不均等に共有される領域を特徴としています。分子のこの部分は極性があると言われています。対照的に、主に炭素と水素でできている領域は、ここで電子がより均等に共有されるため、非極性です。水素原子が結合した窒素または酸素原子は非常に極性が高いため、他の分子の酸素または窒素原子と水素結合と呼ばれる弱い結合を形成できます。
溶解と同様に、液体が類似の極性と水素結合能力を持っている場合、液体はおそらくうまく混ざります。これら2つの特性の点で類似しているほど、それらがうまくミックスされる可能性が高くなります。対照的に、これらの特性の点で大幅に異なる液体は、非混和性である可能性があります。
水および炭化水素溶媒
同様に溶解するような原理から期待されるように、水と炭化水素ベースの溶媒は完全に混ざり合わない傾向があります。一般的な例には、ヘキサン(C6H14)、トルエン(C7H8)、シクロヘキサン(C6H12)が含まれます。ガソリンはヘキサンのような炭化水素溶媒の混合物であり、これがガソリンと水が混ざらない理由です。トルエンは、シンナーやその他の工業用化学薬品の一般的な溶媒であり、これらは通常、水との混合も不十分です。
水と油
おそらく、混ざり合わない液体の最も一般的な例は、油と水です。植物油は脂肪から作られています。これらには、いわゆるエステル基の一部として酸素原子が含まれていますが、酸素原子には水素が付着していません。そのため、これらの酸素原子は水素結合を受け入れることができますが、他の分子と水素結合を形成するために使用できる水素はありません。また、脂肪分子の大部分は炭化水素であるため、分子のほとんどは無極性です。脂肪分子が水と非常に不十分に混合する傾向があるのはそのためです。
メタノールおよび炭化水素溶媒
水と同様に、他の高極性溶媒は、純粋な炭化水素溶媒と混ざりにくい傾向があります。たとえば、ヘキサンは、極性の高いメタノール(CH3OH)や氷酢酸(C2H4O2)と混合しません。これらの分子と水素結合を形成する能力がなく、無極性すぎるためです。ジメチルスルホキシドは、水と十分に混合する別の極性溶媒ですが、ヘキサンまたはシクロヘキサンおよびその他の一般的な炭化水素溶媒とは混合しません。