「陽イオン」を含む日記 RSS

はてなキーワード: 陽イオンとは

2019-04-17

花王柔軟剤フレア フレグランス」を例にとると、有効成分は(1)エステル型ジアルキルアンモニウム塩だ。このほか(2)ポリオキシエチレンアルキルエーテルや(3)香料が含まれている。

 このうち、(1)は「陽イオン型」の界面活性剤で、洗剤などに使われる「陰イオン型」の界面活性剤より皮膚などへの刺激性・毒性がはるかに強い。

 (1)は別の分類では「第4級アンモニウム化合物」の1つだ。この化合物生物細胞膜不安定にして細胞を殺す作用を持ち、殺菌剤などに使われているが、人の細胞にも同じく作用し、アレルギー・皮膚炎・角膜障害などの原因になる。

 また(2)は、「人の健康を損なうか、動植物の生育に支障を及ぼすおそれのある物質」と政府判断し、監視している462物質の1つだ。

 これらはPRTR法(化学物質排出把握管理促進法)の「第一種指定化学物質」と呼ばれる。

 (3)の「香料」は、3000以上もある成分(物質からメーカー複数(数種~数十種)を選んでブレンドした調合香料である(個々の物質名は明らかにされていない)。

 香料成分の中には、アレルギーぜんそくの原因になる成分、ホルモンかく乱作用発がん性を持つ成分などがあることが明らかになっている。

柔軟剤が肌に悪いのは、番組に出たアナウンサー手袋をつけて柔軟剤を扱っていたこからも明らかだ。

へーへーへー。

2019-02-22

怖くも胡散臭くもない「イオン液体」を知ろう

化学界ではここ2,30年ほどイオン液体ブームだ。イオン液体は、バッテリーの電解液や反応溶媒などに応用が期待されている新材料だが、畜生なことに同じ新材料でもカーボンナノチューブとかフラーレンとか導電性ポリマーとか超伝導体みたいなものと比べると格段に知名度が低い。学部生だと化学を専門にしていても知らないやつは多い。

イオンってえと、「ゲッ、プラズマクラスターだ、逃げろ!」みたいな反応をする奴がいるが、イオン液体別にニセ科学でもなんでもない。おそらく健康いいわけでもないし、癒やし効果があるわけでも無え。ただの液体だ。あまり身構えないで読んでくれ。

イオンとはなにか

さて、イオン液体イオンからできている液体であることは字面から想像がつく。じゃあイオンとは何か。イオンぶっちゃけ中学理科で習うんだけど、普通は覚えていないだろう。オレだってそうだった。

全ての物質原子分子からできていると考えている人は多い。でも実はイオンという粒子からできている物質もたくさんある。イオンという粒子からできている物質のことを、化学世界では「塩」と書いて「エン」と読む。エンッ!ファッキン紛らわしいことに、料理で使う塩もエンの一種だ。お塩ナトリウムイオン塩素イオンからできている。

イオンとは電荷を持った原子分子のことだ。電荷とは静電気のことで、静電気なのでプラスマイナスがある。プラス電荷を持った原子分子陽イオンマイナス電荷を持った原子分子を陰イオンと言う。「するってえと増田、陰イオンってえのはマイナスイオンのことだな!」と言いたくなる気持ちはわかる。ところがどっこい陰イオンマイナスイオンは全くの別物だ。まあ話が長くなるからそれは置いておこう。別物だとは思っておいてほしい。

なんで静電気を持つのかっていうと、静電気を持ちたがる元素存在するからだ。例えばナトリウムプラス静電気を持ちたがる。原子プラス静電気を持つ原子核とマイナス静電気を持つ電子からできている。原子分子プラマイゼロになっている。プラマイゼロであるナトリウム原子は、例えば水と接触させると、マイナス静電気を持つ電子放出してナトリウムイオンになる。ナトリウム原子空気中の水分とも反応してしまうからナトリウムは通常石油で満たした容器に入れて保存する。この電子放出するという現象は実は酸化と呼ばれている現象とまったく同じなのだが、それは今はいいだろう。とにかく、そのようにして化学反応を通して電子放出してプラス静電気を持ったり、逆に電子を奪い取ってマイナスになったりする原子分子というのは世の中にたくさんある。静電気を持った原子分子、つまりイオンというのはそうやって作られる。

静電気基本的性質として、プラス静電気を持ったものマイナス静電気をもったものは引っ張り合い、マイナスマイナスは反発し、プラスプラスも反発するというものがある。しらなかった人はそういうものだと思ってくれ。髪の毛で下敷きを擦ると髪の毛が下敷きにくっつくのは、下敷きがマイナスで髪の毛がプラスになるからだ。ちょうど磁石のNとSが引き合い、NとNが反発し合うのと同じような感じだ。

プラスプラスは反発するのだから陽イオンばっかりを集めて物質を作ることは、少なくともビーカーの中では不可能だ。普通陽イオンの周りは陰イオンが取り囲んでいるし、陰イオンの周りは陽イオンが取り囲んでいる。塩(エン)に含まれる陰イオン陽イオンの数は1対1になる。陰イオンが1万個あったら陽イオンも1万個ある。もっとも60グラム食塩には陰イオン陽イオンがそれぞれ約6000垓個も含まれている。ガイだ、ガイ。兆の次が京、京の次が垓だ。そんなにたくさんあるので厳密に1対1かどうかはオレは知らん。

話が長くなったが、プラス静電気を持った原子分子陽イオンと呼び、マイナス静電気を持った原子分子を陰イオンと呼ぶ。また、陽イオンと陰イオンが1対1の比率で集まってできている物質を塩(エン)と呼ぶ。塩(エン)の代表例には、塩化ナトリウム食塩)や塩化カルシウム融雪剤に使う)、水酸化ナトリウム石鹸の原料でパイプユニッシュ有効成分)なんかがある。カメラ趣味の人は蛍石レンズなんかを使うかもしれないが、蛍石というのもフッ素イオンカルシウムイオンから構成される塩(エン)だ。薬を飲む人は、ナンチャラ塩酸塩みたいな名前の薬を摂取するかもしれないが、あれも塩(エン)の一種だ。基本的には、塩(エン)にすると水に溶けやすくなるし長持ちするようになるから医薬品には塩(エン)が多い。

・液体の塩

例としていろいろ塩(エン)を上げたが、コイツらには共通する特徴がある。結晶が白い。まあそれもそうだ。叩くと割れる。これもそうだ。岩塩とか割れるもんな。叩くと割れ性質は「へき開性」っつって中学校か高校で塩(エン)の特徴として習ったはずだ。普通忘れてるけどな。そういうのも重要な特徴だが、ここではもっと別のことに気づいてほしい。今あげたような塩ってえのは、全部常温で固体なんだ。

多くの物質は、アホみたいに加熱してやれば液体になる。鉄だって溶鉱炉ではどろどろに溶けるだろう。ココナッツオイルは人肌くらいで溶けるし、氷は極めて不思議な事にピッタリ0度で溶けて水になる。複雑な構造を持った有機物は加熱すると溶ける前に分解して別の物質なっちゃうが、分解しない物質は加熱してやればかならず溶ける。

もちろん塩(エン)も例外ではない。でも、塩(エン)は溶ける温度がメッチャ高い。例えば、食塩(塩化ナトリウム)の融点は800度だ。水酸化ナトリウム融点ちょっと低めの318度。塩化カルシウムは772度。蛍石融点は993度。溶鉱炉レンズを落としたら諦めよう。とにかく、塩と呼ばれる物質融点が高い。普通は700度くらいだ。ご家庭では溶かすことはできないだろうし、そこまで融点が高いと、液体の状態でなにかに応用することはかなり難しい。

なぜ融点が高くて溶けにくいのかといえば、イオン静電気を持っているからだ。水とかアルコールみたいな静電気を持っていない分子からできている物質は、静電気を持っていないので熱を加えてやるとすぐに分子分子がはなれて液体になる。液体とは、分子分子が熱のせいで離れてしまって結晶を作れない状態だ。どっこいイオンは、静電気が働いてプラスマイナスで引き合ってしまうので、アホみたいに熱をかけても結晶構造が壊れずに固体のままだ。びくともしない。

化学世界では、塩は融点が高いというのが長い間常識だった。ところが、100年ほど前に、12度で液体になる硝酸エチルアンモニウムという物質発見された。何を隠そう、コイツこそがイオン液体なのだイオン液体とは、融点が100度以下の塩(エン)のことだ。100年前に発見されたときはなんの役に立つか不明だったので世間からアウト・オブ・眼中だったが、ここ数十年でまたブームが来て、研究が盛んに行われている。おそらく電気自動車とかモバイルデバイスに使うバッテリーに応用ができることがわかってきたからだ。

イオン液体はなぜイオン液体になれたのか

なぜ食塩蛍石は1000度近くまで加熱しないと液体にならないのに、イオン液体は100度前後で液体になるのか。それは、イオン構造が違うからだ。

例えば食塩は、塩素イオンナトリウムイオンからできている。コイツらはかなり小さいイオンだ。水兵リーベ僕の船、七曲りシップス・・・というのを覚えさせられて、なんだったんだよあれと思っている人は多いハズだが、あれを思い出してほしい。がんばって覚えたアレが役に立つときが今来た。まずはナトリウムだ。H He Li Be B C N O F NeNa・・・あった!11番目だ。元素120番くらいまで発見されているから、11というと結構前の方だ。前の方っていうとどういうことかっていうと、原子が小さいということだ。周期表の前の方の奴ほど原子が小さい。それを考えると、ナトリウムはかなり小さい元素だということになる。ついでに塩素も見てみよう。 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Clあった。Cl塩素だ。塩素英語でクロライン。だから元素記号は頭文字をとってClだし、炭素塩素が3つついた物質のことをクロロホルムと言う。それはそうと塩素17番目だ。これもかなり序盤で出てくる元素だ。つまり原子が小さい。原子が小さいってことは、イオンになっても小さままってことだ。

イオンが小さいとどうなるのかってえと、他のイオンと、より強力にくっつくようになる。よくわからない人は磁石想像してほしい。小さいイオンはむき出しの磁石、でかいイオンは周りが分厚いプラスチックでコーティングされた磁石だ。どっちがくっついてしまったとき引き剥がすのが難しいか?もちろんむき出しのほうだ。むき出しのネオジム磁石が2個くっついちゃった日には全然取れないよな。ムカつくぜ。

自然界に溢れている身近な塩(エン)は、小さいイオンから構成されるものばっかりだ。だから融点がクソ高い。1000度近くまで熱しないと溶けない。

じゃあさ、じゃあだぞ。人工的にメッチャでかいイオンを作ったら、融点もっともっと下がるんじゃね?この発想で、ここ数十年でどんどん融点が低い塩(エン)が作られた。うまいこと行って融点が100度を切ったものは見事「イオン液体」の称号が与えられた。

人工的にデカイオンを作ると言っても、別にそんなにすごいことではない。ナトリウムイオン塩素イオンなんかは一つの原子イオン化したものだが、世の中には分子イオン化したものというのが存在する。先程言った医薬品塩酸塩というのもそれだ。だったらデカ分子イオン化してやればいいだけだ。イオンといってもビーカーで作れるような大したことないものだ。ビームレーザー電磁波超伝導コイルも使わない。ちゃんイオン液体が合成できたか確認するとき電磁波超電導コイルを使うがそれはまた別の話だ。基本的には混ぜるだけで作れる。

デカイオン融点が低いとは言ったが、デカけりゃデカイほどよいというものでもない。デカすぎると、静電気以外にもまた別の力が働いて固体になっちゃう(ファンデルワールス力といって、高校で習った人も多いだろう)。だから、ちょうどいい大きさというのが重要だ。具体的に言うと、ベンゼンくらいの大きさがちょうどいい。まあ炭素6個分くらいだ。デカさ以外にも融点を決める要因はいろいろあるが、余白が足りない。

イオン液体って何に使えるの?

イオン液体は、わりと特殊性質を持つ。それらの特殊性質のすべては、「イオン液体が陰イオン陽イオンからできているから」という理由で全て説明がつく。

まずひとつイオン液体全然蒸発しない。マジで蒸発しない。全然だ。厳密に言うと全く蒸発しないわけではないらしいが、ほとんど誤差レベルしか蒸発しない。だから防毒マスクを付けないで扱っても安全だ。これは保証しよう。蒸発しないから吸い込むことすらできない。蒸発しない理由簡単で、イオン蒸発しようとすると静電気が働いて蒸発しようとしたイオンを引っ張るからだ。静電気で引っ張り合っているからどう頑張っても蒸発することができない。まあ塩(エン)が蒸発しないことは、食塩とか重曹匂いがないことからもわかっていただけるだろう。

蒸発しないと何がいいのかっていうと、宇宙で使うことができるということだ。宇宙真空から普通の液体はすぐに蒸発してなくなってしまう。でもイオン液体蒸発しない。だから、例えば宇宙船の可動部に塗りたくる潤滑油として使うことができる。

もうひとつ。まったく燃えないというのもデカい特徴だ。マジで燃えない。燃えない理由簡単で、蒸発しないからだ。蒸発しないか燃えない。それだけの話しだ。有機物燃え現象というのは、有機物が気化したもの燃えているだけに過ぎない。アルコールを燃やす一見液体が燃えているように見えるが、実際は液体から気化したアルコール分子燃えているだけだ。液体自体は燃焼を起こさない。イオン液体は気化しないか燃えない。簡単な話だ。もし我がラボ燃えたらイオン液体ぶっかけて消火しようと企んでいるのだが、今の所火災はない。喜ばしいことだ。難燃性だと何が良いかというと、バッテリーの電解液に使うことができる。バッテリーの電解液は普通有機溶媒でできている。有機溶媒はメッチャ燃える。だからスマホとかモバイルバッテリー燃えるし爆発する。一方でイオン液体燃えいから、イオン液体バッテリーを作れば燃えないバッテリーがいっちょ上がりだ。もちろん実用化の上で課題は多いから、もっともっと研究必要だ。

さらに一つ。電気伝導度が高い。液体なのに電気を通す。だから同じくバッテリーの電解液に使えるんじゃないかと言われている。

仕上げにもういっちょ。イオン液体静電気を持つイオンからできているから、水とかアルコールとかアセトンとかテトラヒドラフランとかヘキサンみたいな普通の液体とは根本的に違う。だからイオン液体の中で化学反応を起こせば、普通の液体では起こらなかったスゴい特殊化学反応が起こせるかもしれない。普通の液体を使ってメッチャ手間暇をかけて合成していた医薬品プラスチックなんかが、イオン液体を使えば一発で作れる可能性があるかもしれない。イオン液体しか起こせない反応というのも結構報告されているし、オレの専門もイオン液体を使った新しい反応を開発することだ。

この通り、イオン液体結構使えるシロモノだ。でも、研究が十分に進んでいるとは言えない。もっともっと研究が進んで、イオン液体実用化されて、お薬がちょっぴり安くなったり、スマホがちょっぴり軽くなったり、モバイルバッテリーが爆発しなくなったりすると良いなあと思っている。名前だけでも覚えてくれたら幸いだ。

2018-01-29

大きい主語とは

大きい主語って、

降雨による水素イオンと交換性陽イオンイオン交換や、土壌中にある有機物量が減少することにより引き起こる土壌の酸性化は、土壌の持つ保肥力や緩衝能を低下させることに繋がる。

みたいな、やたら長い主語のことを言ってるもんだと思っていたよ。

2011-02-23

http://anond.hatelabo.jp/20110222235105

医薬品として売ってないあたり、たぶん花粉症の症状を軽減させたデータの裏は取れてないんだろう。

しかし、おそらく花粉の吸着とかはデータは取れてるだろう。

陽性荷電した高分子を利用した商品で有名なものを言えば、たとえば髪の毛のリンス剤や柔軟剤とか。

蛋白質は陰性に荷電しやすい。

なので、たとえば陰性に荷電しやすい髪の毛や羊毛の荷電をキャンセルすることによって、毛同士の反発を減弱させて広がりを抑える。

また高分子の保水効果でしっとりした質感を保つ。

それから消毒薬にも利用されたりする。

逆性石けんでググったらWikipediaがヒットしたので貼り付ける。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%80%86%E6%80%A7%E7%9F%B3%E9%B9%B8

クリスタルヴェールというものを初めて知ったので成分をみないとなんとも言えないが、たぶん成分的には似てるんじゃないかな。

柔軟剤やヘアリンスの成分なら安全性のデータもあって認可もおりやすいだろうし。

花粉は陰性に荷電してそうなイメージがある。

やはり生体分子なので。(生命体の体は陰性荷電した高分子と、陽イオンミネラル類と水で出来てるといっていい)

はいえ、イオントラップされてるというよりは、クリスタルヴェールとやらを塗った部分の水や油の膜にトラップされる花粉のほうが圧倒的に多そうな気がする。

この仮説なら、たぶんヘアリンスでも同じ効果が期待できるんだが、だれかヘアリンスを鼻の下に塗って効果を検討してくれないかな?

2008-08-07

[]ventaハイジェン液の成分

パッケージより

液性:弱アルカリ性

洗浄剤規定(684/2004/EC)成分:

5%陽イオン界面活性剤、5%ホスホン酸塩(水硬度安定剤?)、補助剤、色素

※含まれている界面活性剤は簡単に生分解されます

2008-07-18

[]Venta AirWasherのハイジェン液代用品

ハイジェン液 2週間に1回使用 500ml:5000円前後(安くて3500円程度)

ハイジェン液の効能は、水垢付着防止、臭いの発生防止、ローラーディスク上への水膜形成

venta加湿器LW14・・・35ml(容器左側1目盛)

venta加湿器LW24・・・50ml(容器右側黒色1目盛)

venta加湿器LW44・・・60ml(容器右側青色1目盛)

ハイジェン液→逆性石けん

■代用品(1) 信頼度

10%塩化ベンザルコニウム溶液 商品名:「オスバンS」薬局にて購入可能

濃度も同様なので、ハイジェン液と同量を投入すればよい。

目安量:LW14 30ml/LW24 50ml

注:臭いがかなりする。化学室の臭い? 「加湿効果が低い」「消毒薬臭い」 との指摘あり

1]ventaの加湿器は通常の物と違いスポンジ様のフィルター使用せず、その替わりにプラスチック製の平面ディスク使用しています。水は表面張力があるためこの様な平面上にきれいには広がらず、とくにventaの様に水面に対してディスクの面が垂直になっている場合、全くこのディスクが濡れなくなります。これでは、ディスクによって水が空気と接っする面積を増やすという目的が達成されません。これを解決するのが、ventaのハイジェン液(陽イオン界面活性剤、上の記事にあるように、「オスバンS」と同じものであり、これで代用可)で、これを水に添加することにより、表面張力を減らし、ディスクがきれいに「濡れる」ようになるわけです。

[2]表面張力が落ち、水滴が付かなくなる、という現象は、スケール(水道水中のカルシウム等)が水槽に付くのを防止するのにも役に立っています。他の加湿器では必須のクエン酸によるスケール除去作業がventaでは不要なのはこの為です。

この様に、ventaのハイジェン液は、この加湿器にとっては殺菌作用以外の点でも必須の物であり、これ無くしてはこの加湿器は成立しない最重要要因です。

■代用品(2) 信用度低

衣類用柔軟剤

アロマソフターカモミール(カネヨ石けん)

ハミング 使用例→http://tftf-sawaki.cocolog-nifty.com/blog/cat294891/index.html

注:「ローラーディスクに色が着く」「香料臭い」

ハイジェン液(陽イオン界面活性剤)を入れるのは

1.水の表面張力を下げて、ディスクが均一に薄く濡れるようにする

2.静菌効果で水の腐敗を防ぐ

柔軟剤の中身は、数種類の陽イオン界面活性剤、香料、補助剤(抗菌成分とか)、それと水でできてるようです。

このうち蒸発するのは水と香料で補助剤は良くわからないです。主成分の界面活性剤は水で薄めてしまうと変質分解が進んで、だんだん効果がなくなっていくそうですが蒸発はしないようです。

ハイジェン液も主成分は陽イオン界面活性剤なんで、2週間くらいで分解して効果を無くしちゃうんでしょうね。

■代用品(3) 信頼度

ワイドマジックリン

 
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