■材料の化学

■材料の化学

□プラスチック ■プラスチック（合成樹脂） ・合成高分子化合物のうち，成形部品（容器やパイプなど）として用いられるものを 「合成樹脂」または「プラスチック」という。 ■高密度プラスチック低密度プラスチック ・プラスチックには結晶部分を多く持つ「高密度プラスチック］と無定型部分を多く 持つ「低密度プラスチック」がある。 ■高密度・低密度プラスチックの性質 ・高密度プラスチックは硬くて機械的強度が大きく，透明度が低い。低密度プラス チックはその逆。 ■熱可塑性樹脂 ・熱を加えると軟らかくなる性質を持つ樹脂を熱可塑性樹脂という。 □例；ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリ塩化ビニル,ポリスチレン,ポリエチレンテレ フタラート,ポリメタクリル酸メチル。 ☆分子が直線状なので熱を加えると熱運動が激しくなって相対的に分子間力が 弱まるので,軟らかくなる。 熱可塑性樹脂は分子が直線状！ ■熱硬化性樹脂 ・熱を加えると硬くなる性質を持つ樹脂を熱硬化性樹脂という。 □例；フェノール樹脂,尿素樹脂,メラミン樹脂。 ☆分子が網目状構造なので,熱を加えると重合が進行して,硬くなる。 熱硬化性樹脂は分子が網目状！ ■フェノール樹脂 ・フェノールとホルムアルデヒドの縮合重合により生成。 ■尿素樹脂 ・尿素とホルムアルデヒドの縮合重合により生成。 ■メラミン樹脂 ・メラミンとホルムアルデヒドの縮合重合により生成。 『機能性高分子化合物』 ■機能性高分子 ・陽イオンを別の陽イオンに交換したり，微生物によって自然に分解されやすい， といった特殊な機能を待った高分子化合物を「機能性高分子化合物」という。 ■陽イオン交換樹脂 ・陽イオンを別の陽イオンに交換するはたらきを持つ樹脂を「陽イオン交換樹脂」 という。 ・陽イオン交換樹脂は，スルホ基をもつ。 ・陽イオン交換樹脂はスルホ基を持っているから，強酸性を示す。すなわち， 水素イオンを放出しやすい性質を持つ。 ・ナトリウムイオンを加えると，水素イオンを放出して代わりにナトリウムイオンが 入っていくので，ナトリウムイオンを水素イオンに交換する。 ☆陽イオン交換樹脂をカラムに入れて上から塩化ナトリウム水溶液を加えると 下から塩酸が出てくる。 ■陽イオン交換膜 ・陽イオン交換樹脂を膜状にしたものを陽イオン交換膜という。 ・スルホ基は通常，ナトリウムイオン型になっている。 ・電気分解でよく用いられるが，「陽イオン（通常はナトリウムイオン）のみを通す」 性質を持つ。 ・電解槽の中央を陽イオン交換膜で仕切り，陽極室に濃い塩化ナトリウム水溶液を， 陰極室に薄い水酸化ナトリウム水溶液を入れて電気分解すると，陽極室では 塩化物イオンが減少し，陰極室では水酸化物イオンが増加する。このままでは 陽極室はプラスに，陰極室はマイナスに帯電してしまっているので，ナトリウム イオンが陽極室から陰極室に移動し，電荷の偏りはなくなる。 ☆陽イオン交換膜は，陽イオンのみを通過させる膜。 ■陰イオン交換樹脂 ・陰イオンを交換するはたらきを持つ樹脂を「陰イオン交換樹脂」という。 ・アンモニウム塩のような構造を持っており，水酸化物イオンを放出しやすい 性質を待っている。 ・塩化物イオンを加えると水酸化物イオンが放出され，塩化物イオンが樹脂内 に入るので，塩化物イオンが水酸化物イオンに交換される。 ☆陰イオン交換樹脂は，アンモニウム塩の形を持つ。 ■海水と純水 ・陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を組み合わせると，海水から純水を 製造することができる。 ■吸水性高分子化合物 ・ポリアクリル酸ナトリウムは吸水性が大きいので，紙おむつなどに用いられている。 ☆理由；カルボキシル基がイオン化しているため，水が入るとナトリウムイオンが 溶け込み，浸透圧が高くなる。よって，さらに水を吸収する。 ■生分解性高分子化合物 ①ポリアミド ・酒石酸ジメチルは，酒石酸のメチルエステル。酒石酸ジメチルとヘキサメチレン ジアミンを縮合重合させると，ポリアミドが生成する。 ・このポリアミドはヒドロキシ基を持つため，ここから微生物が分解することができる。 ②ポリエステル ・α-ヒドロキシ酸は，同じ炭素にカルボキシル基とヒドロキシ基が結合した化合物。 Ｒが水素の場合にはグリコール酸，Ｒがメチル基の場合には乳酸となる。これらが 縮合重合することにより生分解性を持つポリエステル（ポリグリコール酸，ポリ乳酸） が生成する。 □ゴム ■ゴムの原料 ・「ブタジエン（1,3-ブタジエン）」,クロロプレン,イソプレンなど。 ■天然ゴムの構造 ・ゴムの木の樹液から得られる天然ゴムはポリイソプレン，つまりイソプレンの 付加重合体。 ■加硫 ・天然ゴムに５～８％の硫黄を加えて加熱すると，二重結合が単結合となり，硫黄 原子による「架橋構造」がゴムの分子間に形成される。 ・ゴムの弾力性と強度が増加し，実用に耐えられるようになる。 ■合成ゴム ①ブタジエンゴム ・ブタジエンを付加重合させて合成したゴムをブタジエンゴムという。繰り返し単位は， シス型，トランス型，一方のみが反応した形がある。 ②クロロプレンゴム ・クロロプレンを付加重合させて合成したゴムをクロロプレンゴムという。 ③スチレン-ブタジエンゴム（ＳＢＲ） ・スチレンとブタジエンを共重合させて合成したゴムをスチレン-ブタジエンゴム （SBRまたはブナS）という。 ☆２種類以上のモノマーを付加重合させることを共重合という。 ③アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ） ・アクリロニトリルとブタジエンを共垂合させるとアクリロニトリルブタジエンゴム （NBR）が生成する。 ・耐油性のホースやゴムパッキングなどに用いられる。 ④フッ素ゴム ・テトラフロオロエチレンとプロピレンを共重合させるとフッ素ゴムが生成する。 ・耐熱性や耐薬品性に優れている。 ⑤シリコーンゴム ・ケイ素と酸素が交互につながったポリシロキサンからなる合成ゴム。 ・耐熱性，耐寒性，耐薬品性，電気的絶縁性に優れている。 □プラステックと環境 ■ダイオキシン ・塩素を含む高分子化合物（特にポリ塩化ビニル）を低温で燃焼させると猛毒の 「ダイオキシン」が発生する。 ・ダイオキシンには塩素原子の数や位置によって様々な種類があるが， 一般にダイオキシンというと，毒性の最も強い2,3,7,8-四塩化ダイオキシンの ことをいう。 ■環境ホルモン ・ダイオキシン以外にも，プラスチックから微量でも生体に様々な影響を及ぼす 含有物が出る。このようなた物質を「内分泌かく乱作用（環境ホルモン）」という。 ☆プラスチックの悪影響はダイオキシンと環境ホルモン。 ■プラスチックのリサイクル法 ①マテリアルリサイクル ・回収されたプラスチックを破砕，洗浄後，再び成形して再利用する方法。 ②ケミカルリサイクル ・プラスチックを熱，触媒などを用いて化学的に分解し，他の製品の原料など に用いる方法。 ③サーマルリサイクル ・プラスチックを完全燃焼させて，放出される熱エネルギーを利用する方法。 □金属 ■鉄 ・資源が豊富で安価で，機械強度が強いため，古くから道具として使われてきた。 ・現在でも最も生産量の多い金属。 ・炭素の含有量や熱処理によって，硬さや強さを調節することができる。 ・欠点は，さびやすい。 ■銅 ・特有の赤色をした金属で，電気伝導率が大きく，軟らかくて加工しやすい。 ・送電線や電化製品，合金の成分して使用。 ・青銅器や古銭，奈良の大仏など，利用の歴史も古い。 ■アルミニウム ・軽くて軟らかく，加工しやすい。 ・鉄についで生産量が多い。 ・一般に使用されるようになったのは，20世紀に入ってからである。空気中の 酸素と強く結合して，表面に酸化アルミニウムの被膜をつくる。この被膜が 内部を保護するため，さびにくい。 ・表面に人工的に酸化被膜をつくったものをアルマイトという。 ■金属の腐食 ・金属が化学反応によって変質し，劣化する現象を腐食という。 ■合金 ・金属に別の金属を混合して、元の金属とは異なる性質を持たせたものを 「合金」という。 ■銅の合金 ①黄銅；銅に亜鉛を10％～40％を混合した合金。真鍮（しんちゅう）ともいう。 ・性質;丈夫で加工しやすい。 ・用途;装飾品や金管楽器などに用いられている。 ②青銅；銅にスズを混合した合金。青銅（ブロンズ）ともいう。 ・用途;銅像，美術品，建築金物などに用いられている。 ③白銅；銅にニッケルを20％程度混合したものを「白銅」という。 ・用途;貨幣など。 ☆ポイント ・銅の合金は、亜鉛で黄銅、ニッケルで白銅、スズで青銅。 ■鉛の合金 ・スズと鉛の合金を「はんだ」という。 ・性質;融点が低い。 ・用途;電子回路での接続に用いられる。 ☆ポイント ・銅の合金は低融点。 ■鉄の合金 ・鉄にクロム（８％以上）とニッケルを少量混合した合金を「ステンレス鋼］という。 ・性質;クロム酸化物が被膜となり表面を保護するため，さびにくい。 ☆ステンレスは鉄とクロムとニッケル。 ■アルミニウムの合金 ・アルミニウムに少量の銅などを混合した合金を「ジュラルミン」という。 ・性質;アルミニウムは密度が小さい。 ・用途;航空機の機体など。 ☆ジュラルミンはアルミニウムが主成分。 ■チタン合金 ・チタンは，アルミニウムよりも酸素との結合が強くて精錬しにくく，大量生産が 困難であった。 ・比較的軽く，酸化被膜により耐食性に優れている。 ・チタンにアルミニウム，鉄，クロムなどを添加し，強度などの機械的性質を 向上させた多種のチタン合金が実用化されている。 ■特殊な合金 ①二クロム；ニッケルとクロムの合金を「ニクロム」という。 ・電気抵抗が大きく，電熱線に用いられる。 ②形状記憶合金；一度形を記憶すると，変形させても加熱すると元の形に戻る 性質を「形状記憶」といい，こういった性質を持つ合金を「形状記憶合金」という。 ☆例;ニッケルとチタンを１：１で混合した合金など。 ③水素吸蔵合金；加圧や冷却によって金属原子の隙間に水素原子を吸着させる 性質を待った合金を「水素吸蔵合金」という。 ☆例; Ti－Fe，Ti－Mn，Mg－ Niなどの合金が用いられている。水素は燃料電池 などに用いられる，ボンベに保存すると爆発の危険があるため，水素吸蔵合金を 用いると，安全に貯蔵できる。 ■めっき ・金属やプラスチックの表面に薄い金属の被膜を付着させることを「めっき」という。 ・鉄に亜鉛をめっき；「トタン］という。 ・鉄にスズをめっき；「ブリキ」という。 ・鉄に金をめっき；食器や装飾品 ・鉄にクロムをめっき；水道の栓など。 ■無電解めっき ・外部電源による電気分解を使わずにめっきする方法を「無電解めっき］という。 ・金属イオンと還元剤を用いる。銅，ニッケル，コバルト，金，白金などで実用化 されてる。 ■電気めっき ・外部電源を用いて陰極板上に金属を析出させてめっきする方法を「電気めっき」 という。 ・金，銀，銅，ニッケル，クロムなど，多数の金属で利用されている。 □セラミック ■セラミック ・かつては，粘土を焼いて作った土器などを「セラミック」といったが、現在では 非金属元素の無機質固体を指す。 ■陶磁器 □土器 ・粘土を水でこねて乾燥させた後，800℃程度の温度で加熱すると硬くなり， 土器ができる。 ・性質；多孔質で吸水性が大きく，機械的強度は弱く，叩くと濁音がする。 ・用途；れんがや瓦，植木鉢など。 □陶器 ・白色の粘土（カオリンが主成分が代表的）に長石を加えて水を混ぜてこね， 乾燥させた後，約700℃で「素焼き」をする。その後，釉薬（（ゆうやく）うわぐすり ともいう）をかけて，約1200℃で「本焼き」する。そして,ゆっくり冷やすと「陶器」が できます。 ・性質；多孔質で吸水性が多少あり，機械的強度は中程度で，叩くと濁音がする。 ・用途；食器,タイルなど。 □磁器 ・磁器の作り方は陶器と同じ。本焼きの温度が高く，一般に1300℃以上。 ・性質；磁器は硬いガラス質で吸水性はない。機械的強度は強く，叩くと澄ん だ金属音がする。 ・用途；高級食器や碍子（がいし）など。 ☆強度　磁器＞陶器＞土器 ■セメント □ポルトランドセメント ・セメントで最も一般的なものは「ポルトランドセメント」。 ・石灰岩とケイ酸質粘土，酸化鉄などを粉砕して混合し，1500℃程度に加熱 して焼結させる（主成分はケイ酸カルシウムとアルミン酸カルシウム）。これに 少量のセッコウを加えて微粉砕させると「ポルトランドセメント］ができる。 ■コンクリートとモルタル □コンクリート ・セメントに砂と砂利を混ぜたものを「コンクリート」という。 ・用途；水を加えると固まり，建築材料として広く用いられてる。 ・性質；コンクリートは圧縮には強いが，引っ張りには弱い。 ☆中に鉄筋や鉄骨を入れて「鉄筋コンクリート」や「鉄骨コンクリート」にすると， 引っ張りにも強くなる。 □モルタル ・セメントと砂を混ぜたものを「モルタル」という。 ・用途；水を加えると固まり，建築材料として広く用いられてる。 ■ガラス ・ガラスは「アモルファス」である。 ・粒子が規則正しく並んだ固体を結晶質というが，不純物を含んでいたりして 不規則に並んだ固体を「アモル ファス（非結晶）」という。ガラスはすべてアモルファスなので，決まった融点 は存在しない。ガラスはある温度幅で軟化し，それを「軟化点」という。 □石英と石英ガラス ・石英は化学式SiO2で，「結晶質」。 ・石英ガラスも化学式はSiO2だが，「アモルファス］。 ☆石英はケイ素原子と酸素原子が交互に結合しており，すべて規則正し く配列しているが、石英ガラスもケイ素原子と酸素原子が交互に結合しているが， 形が歪んでいる。よって，石英ガラスは「アモルファス」。石英ガラスの軟化点は 1670℃。 □ソーダ石灰ガラス ・ケイ砂に炭酸ナトリウムと石灰石を混合して製造。 ☆「ソーダ石灰ガラス」は「ソーダガラス」ともいい，通常の板ガラスなどに 用いられる。 我々の生活で「ガラス］といえば，ソーダ石灰ガラスのこと。軟化点は650～730℃。 □ホウケイ酸ガラス ・ケイ砂にホウ砂を混合して製造。 ☆「ホウケイ酸ガラス」は軟化点が830℃と高く，温度変化による膨張率が 小さい（ソーダ石灰ガラスの約３分の１）ため，耐熱ガラスとして用いられる。 □鉛ガラス ・ケイ砂に炭酸カリウム，酸化鉛(Ⅱ)を混合して製造。 ☆「鉛ガラス」は「クリスタルガラス］ともいい，屈折率が大きいため，レンズ などの光学機器に用いられる。 また，鉛を含むので放射線を遮蔽するため，レントゲン撮影室の窓ガラスにも 用いられる。軟化点は580～630℃。 ■ファインセラミック □電子材料 ・集積回路（IC）の基盤には，アルミナや炭化ケイ素に少量の酸化ベリリウム を加えた材料が用いられている。 ・性質；絶縁性が良く，熱を良く通す（熱が放散されやすい）。 □耐熱強度材 ・窒化ケイ素や炭化ケイ素は熱に強く，ガスタービンやエンジンの材料などに 用いられている。 □バイオセラミックス ・アルミナを主成分とするセラミックスが人工関節，人工骨などに用いられている。 ・性質；人体に無害で耐久性の高い材料。 ■光ファイバー ・光ファイバーは石英ガラスでできた繊維。光が全反射をすることによって ，外部に漏れずに伝わる。 ・用途；通信ケーブルや胃腸の内視鏡など。 ■複合材料 □繊維補強プラスチック(FRP) ・ガラス繊維や炭素繊維で織った布にプラスチックを塗り固めたものを ｢繊維補強プラスチック(Fiber Reinforced Plastic)｣という。 ・性質；通常のプラスチックの100倍もの強度を持つ。 ・用途；テニスラケットやスキー板など。 □繊維強化金属（FRM） ・セラミック繊維や金属繊維などにアルミニウム，マグネシウム，チタンなどの 金属を組み合わせた材料を「繊維強化金属（Fiber Reinforced Metal」という。 ・用途；航空機部品，自動車のエンジンなど。 □超伝導材料 ・物質の電気抵抗がある温度(転移温度という)以下でゼロになる現象を ｢超伝導｣という。金属系ではMgB2が39Kで起こすが，酸化物では133Kで起こす ものがある。 ・用途；リニアモーターカー。（ニオブ-チタン合金(転移温度9K)を液体ヘリウム (沸点4K)で冷却した超伝導磁石） □半導体 ・電気をよく通す物質を「導体」。 ・電気を通さない物質を「絶縁体」 ・中問の性質を持つ物質を「半導体」。 ・半導体には，高純度のケイ素やゲルマニウムが用いられている。 ・ダイオードは一方のみスムーズに電流を流す。※逆方向にはほとんど 電流を流さない。 ■ダイオート ・ダイオートは「Ｎ型半導体」と「Ｐ型半導体」の組み合わせでできている。 □「Ｎ型半導体」 ・リン，ヒ素，アンチモンなど「価電子が５個」の15族元素の原子を少量加えられ、 電子が過剰になっている。 □「Ｐ型半導体」 ・ホウ素，インジウムなど「価電子が３個」の13族元素の原子を少量加えられ， 電子が不足している。

☆お薦めサイト

覗いて見てください！

恋する数学

http://love-su-gaku.com/index.html

恋する化学

http://fastliver.com/index.html

おすすめ参考書

大学入試 坂田アキラの 化学I[理論化学編]の解法が面白いほどわかる本 (坂田アキラの理系シリーズ)/坂田 アキラ

￥1,470

Amazon.co.jp

大学入試坂田アキラの化学2の解法が面白いほどわかる本 (坂田アキラの理系シリーズ)/坂田 アキラ

￥1,470

Amazon.co.jp

大学入試 坂田アキラの 化学I[無機・有機化学編]の解法が面白いほどわかる本 (坂田アキラの理.../坂田 アキラ

￥1,260

Amazon.co.jp

大学入試 坂田アキラの 化学I・II[計算問題]が面白いほどとける本/坂田 アキラ

￥1,575

Amazon.co.jp

■衣料の化学

□繊維

■繊維の分類
・繊維には，天然繊維と化学繊維がある。

■天然繊維
・主にセルロースという物質からなる植物繊維と，主ににタンパク質からなる

動物繊維に分けられる。

■化学繊維
・化学繊維は，セルロースなどの天然繊維の成分を化学的に処理してつくられる再生繊維や半合成繊維，石油などから合成される合成繊維，さらに，無機物からなる無機繊維に分類される。

■混紡と交織
□混紡
・2種類以上の異なる繊維を混ぜて糸にすること。
□交織
・縦糸と横糸に異なる材料の糸を用いて織ること。

■植物繊維の種類
①綿
・綿は，人類が古くから栽培してきた植物。
・綿はアオイ科に属する植物で，種子の表面に発生する綿毛を繊維として利用する。
・綿毛は，ほぼ純粋なセルロースである。
②麻
・亜麻(リネン)と苧麻(ラミー)の２種類があり，いずれも茎を乾燥して繊維にする。
・麻の主成分は，綿と同様にセルロースである。

■セルロース
・セルロースの分子は，β-グルコースが多数つながって，直線状にのびた形をしている。
・加熱により燃えやすく，紙を燃やしたときと同じにおいがして，灰色のやわらかい灰を残す。
・分子中に親水性の-ＯＨ基をたくさんもつので，繊維にしたときに吸湿性に優れ，染色性がよい。

■動物性繊維の種類
①絹
・カイコガがまゆをつくるときに吐き出す糸からつくられる。
・まゆの糸は非常に細く，長さは1000～1500mほどになる。
・糸の成分は，フィブロイン，およびセリシンという２種類のタンパク質である。
②羊毛
・羊毛は，長さ数cmの短い繊維で，ケラチンとよばれるタンパク質からできている。
・タンパク質の分子中には，親水性の-ＯＨ基，-ＮＨ2基があるので，絹も羊毛も吸湿性に優れた繊維になる。
☆羊毛の吸湿性は繊維の中で最も大きい。

■化学繊維の種類
・再生繊維,半合成繊維,合成繊維,無機繊維がある。

■再生繊維
・天然繊維を一度溶媒に溶かしたのち，凝固液中に引き出して繊維として再生したもの。
・セルロースから得られる再生繊維をレーヨンという。
・溶解の方法によって，ビスコースレーヨン，銅アンモニアレーヨンなどの種類がある。

■ビスコースレーヨン
・パルプを水酸化ナトリウム水溶液で処理したのち，二硫化炭素を反応させると，粘性の高い溶液(ビスコース)ができる。これを，硫酸を主成分とする凝固液中に引き出して繊維にしたものをビスコースレーヨンという。
・レーヨンは，綿と同じセルロースからできているので，吸湿性に優れ，染色性もよい。
・セロハンは，ビスコースをシート状に引き出したもので，包装などによく使われる。

■半合成繊維
・天然繊維を化学的に処理してから紡糸したものを半合成繊維とよぶ。
・半合成繊維にはアセテートがある。

■アセテート
・セルロースに，酢酸と無水酢酸，少量の濃硫酸の混合溶液を作用させると，ヒドロキシ基がエステル化されてトリアセチルセルロースになる。そのエステル結合を部分的に加水分解して繊維にしたものをアセテートという。

■合成繊維
・石油などを原料として重合反応によって高分子化合物を合成し，これを小さな穴から引き出して繊維にしたものを合成繊維とよぶ。

■縮合重合による合成繊維
・縮合重合によるおもな合成繊維には，ポリアミド系合成繊維，ポリエステル系合成繊維などがある。

①ポリアミド系合成繊維
・ポリアミド系合成繊維は，アミンとカルボン酸から得られ，単量体がアミド結合をくり返して高分子化合物となっている。ナイロン66，ナイロン６などがある。

■ナイロン66
・1937年にアメリカのカロザースによってはじめて合成された。絹の長所を再現することを目的に開発された繊維で，肌ざわりや光沢が絹に似ている。

■ナイロン６
・環状のアミドであるカプロラクタムに少量の水を加え，加熱してつくられる。環状構造が切れて，開環重合がおこる。

②ポリエステル系合成繊維
・ポリエステル系合成繊維は，２価アルコールとジカルボン酸との縮合重合によってつくられる繊維であり，おもなものにポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)がある。
・ポリエステル繊維からつくられる生地は，丈夫でしわになりにくいので，ワイシャツなどの衣料品に広く用いられている。

■ポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)
・縮合重合によりつくられる。
・回収，溶融，紡糸することで繊維として再生することができる素材として，フリース衣料やペットボトルなどに使われ，リサイクルされている。

■付加重合による合成繊維
・付加重合によるおもな合成繊維には，ポリビニルアルコール系合成繊維(ビニロン)，ポリアクリルニトリル系合成繊維などがある。

①ビニロン
・付加重合，加水分解によって，ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)が得られる。ＰＶＡは，ヒドロキシ基を多くもち，水に溶ける。これを細孔から硫酸ナトリウム水溶液中に押し出すと，塩析がおこって繊維状に固まる。さらにホルムアルデヒド水溶液で処理すると，部分的にヒドロキシ基が残った繊維が得られる。これがビニロンである。
・ビニロンは初の国産合成繊維(1939年)で，適度な吸湿性があり，摩擦や薬品に対して強いので，衣料・テントなどに用いられている。

②ポリアクリロニトリル
・アクリロニトリルを付加重合させると，ポリアクリロニトリルが得られる。
・ポリアクリロニトリルを主成分とした繊維は，アクリル繊維とよばれている。アクリル繊維は，毛織物の風合いがあるので，セーター，毛布，カーペットなどに用いられるほか，羊毛や綿などと混紡して，衣料品に用いられている。

□染料と染色
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

■天然染料
・天然染料には植物染料と動物染料がある。
・天然染料は採取量が少なく,染色方法が複雑なので，現在ではわずかしか用いられていない。

■植物染料
・アリザリンはアカネの根から採れる赤色の染料。
・カルタミンはベニバナから採れる赤色の染料。
・インジゴは藍（アイ）から採れる青色の染料。
・ニンジンの根やホウレンソウの葉から採れるカロテンも染料になる（黄色～赤色）。

■動物染料
・コチニール(カルミン酸)はコチニール虫から採れる赤色の染料。
・古代紫(ブロモインジゴ)は（貝紫ともいう），アクキガイ料の貝から採れる赤紫色の染料。

■合成染料
・インジゴやアリザリンなどの天然染料も最近は合成されている。
・最も広く用いられている合成染料は「アゾ染料］で，アゾ基を持つ。

■染着
・染料が繊維に結合することを「染着」という。　　　　　　　　　

■染料の種類
①直接染料
・繊維に直接染着する染料を「直接染料」という。
・綿などのセルロースのヒドロキシ基に水素結合する。
☆水素結合は共有結合よりも弱い結合なので，「色落ち］しやすい染料。
②酸性染料・塩基性染料
・分子内に酸性基や塩基性基を持った染料を「酸性染料」，「塩基性染料」という。
・絹や羊毛のタンパク質分子中の塩基性基や酸性基イオン結合することにより染着する。
☆鮮明な色相を持つものが多いが，色あせしやすいものが多くある。
③建染め（たてぞめ）染料
・分子内にカルボニル基を持ち，水に不溶だが，アルカリで還元し，水溶性にして染着させる染料を「建染め染料」という。
☆インジゴ（藍から抹れる染料で，藍染めに用いる）が代表的。
④媒染染料
・媒染剤を繊維に吸着させて，これに染着させる染料を「媒染染料」という。
☆金属イオンが金属錯体を形成し，色落ちしにくい染料。
⑤分散染料
・水に不溶性で，界面活性剤を用いて水に微粒子状に分散させ，繊維分子の疎水性の部分に染着させる染料を「分散染料」という。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
■染色の方法
①浸染（しんぜん）
・一様に染める方法を「浸染」という。
②捺染（なつせん）
・プリントのように染める方法を「捺染］という。さまざまな色で染め分けるのに適している。
③抜染（ばっせん）
・化学薬品で染まらない部分を作る方法を「抜染」という。
④防染（ぼうせん）
・ろうやのりを塗ったり，糸でくくったりして染まらない部分を作る方法を「防染」という。

□洗剤

■セッケンの構造と製造
・セッケンは高級脂肪酸のナトリウム塩（またはカリウム塩）で，カルボキシル基のイオンからなる「親水基」と，炭化水素部分からなる「疎水基」からなっている。

■会合コロイド
・セッケンは，セッケン水では疎水基を内側に親水基を外側に向けた球状の集合体として存在している。これを「会合コロイド］または「ミセルコロイド」という。
☆セッケン水が濁っているのはコロイドが存在しているから。

■乳化作用
・油の粒子が存在すると，セッケンは疎水基を油の方に向けて結合し，油を中心としたコロイド粒子を形成する。この作用を「洗浄作用」または「乳化作用」という。

■セッケンの性質
・セッケンは弱塩基性。高級脂肪酸はカルボン酸から弱酸性，水酸化ナトリウムや水酸化カリウムは強塩基性なので。
☆衣類をセッケンで洗うと繊維を傷めたりすることがある。

■硬水
・カルシウムイオンやマグネシウムイオンを多く含む水。

■セッケンと硬水
・セッケンは硬水中では使用できない。（高級脂肪酸のカルシウム塩やマグネシウム塩は水に溶けにくいので，硬水水中では，セッケンは洗浄作用を示さない。）

■合成洗剤
・代表的なものはABS（アルキルベンゼンスルホン酸塩）。セッケンと同様に親水基と疎水基を持つ。・スルホン酸は強酸なので，ABS洗剤は中性を示す。
・合成洗剤は，カルシウムイオンやマグネシウムイオンと沈殿を形成しないため，硬水中でも使用することができる。
☆合成洗剤は中性で硬水中でも使用可能！

■界面活性剤
・セッケンや合成洗剤は，水の表面張力を減少させるため，「界面活性剤］とも呼ばれる。
☆例；毛糸を水面上に置いても水をはじいて沈まないが，洗剤を溶かすと，毛糸に水がしみこんできて，毛糸は沈んでしまう。

■洗剤の成分
・洗剤には洗浄補助剤（炭酸ナトリウム,酵素,ゼオライト,ポリアクリル酸ナトリウム）や添加剤(蛍光剤)が加えられている。

■洗浄補助剤
①炭酸ナトリウム；塩基性を示すので，遊離した脂肪酸をセッケンに変化させる。
②酵素；タンパク質や油脂を分解する。
③ゼオライト(アルミノケイ酸塩);カルシウムイオンやマグネシウムイオンを吸収してナトリウムイオンを放出するため,水を軟化させる。
④ポリアクリル酸ナトリウム;一度落ちた汚れが再び衣類に付着するのを防ぐ。

■添加剤
・衣類を白く見えるようにするため「蛍光剤」が加えられている。

大学受験生向け化学のおすすめサイト
恋する化学
http://fastliver.com/index.html  

大学受験生向け数学のおすすめサイト
恋する数学
http://love-su-gaku.com/  

■食品の化学

ちょっと大学受験の化学についての話 食品の化学 □糖質 ■デンプン ・デンプンは，α-グルコースが縮合重合して生成。分子はらせん状構造。 ■アミロースとアミロペクチン ・デンプンは，枝分かれを持たない部分である「アミロース」と，枝分かれを多く 含む「アミロペクチン」からなっている。 ☆アミロペクチンは枝分かれが多いので，分子同士がからみ合い，粘り気がある。 ※もち米はうるち米（通常の米）よりも多くアミロペクチンを含んでる。 反応性；ヨウ素溶液を加えると，アミロースは青色，アミロペクチンは赤色 (～赤紫色)に呈色する。 デンプン全体では青紫色に呈色する。(ヨウ素デンプン反応)。 ☆もち米はアミロペクチン100％、うるち米はアミロペクチン80％。 ■セルロース ・セルロースは、β-グルコースが直鎖状の構造。 ■デンプンの消化 ・デンプンは，唾液中の酵素「アミラーゼ」によって加水分解され，「デキストリン」 を経てマルトースに変化する。 さらに、マルトースは小腸で酵素マルターゼによって加水分解されてグルコース になり吸収される。 ■多糖類 ・セルロースはβ－グルコースが縮合重合したもの。草食動物はセルロースを 分解する酵素を持っている。セルロースは酵素「セルラーゼ」により加水分解されて， 二種類の「セロビオース」となり，さらに酵素「セロビアーゼ］により加水分解されて グルコースになる。 ■マンナン ・マンナンはβ－マンノースが縮合重合したもの。こんにゃくの主成分。 （こんにゃくは80％が水で，それ以外はマンナン)。 ・ヒトはセルロースやマンナンの消化酵素を持っていないので，これらは 食物繊維としてはたらき，整腸作用がある。 ☆セルロースとマンナンは食物繊維となる。 ■単糖類 ・天然には炭素原子を５個含むペントースと，６個含むヘキソースが多く存在する。 ■ペントース ・代表的なものは，リボースとデオキシボリボース。 ☆ペントースは核酸以外では出題されない！ ■ヘキソース ・代表的なものはグルコース，フルクトース，ガラクトース。 ■グルコースの還元性 ・グルコースの還元性は鎖状構造のアルデヒド基による。 ■グルコースの水溶液 ・グルコースの水溶液中では3種の異性体（α-グルコース,鎖状構造, β-グルコース）の平衡状態にある。 ■単糖類とニ糖類 ・単糖類や二糖類には甘味を示すものが多く存在する。 ・スクロースは砂糖の主成分。 ・マルトースは水あめの主成分。 ・はちみつの甘味はグルコースとフルクトースで，非常に強い甘味を持つ。 ■フルクトースの還元性 ・フルクトースの還元性は鎖状構造の-ＣＯ-ＣＨ２ＯＨにある。 ■代替甘味料 ・ソルビトールやキシリトール，アスパルテームはカロリーを抑えた代替甘味料 として広く用いられるようになってきている。 □アミノ酸・タンパク質 ■タンパク質とアミノ酸 ・タンパク質を構成する単位をアミノ酸という。 ・タンパク質を構成するアミノ酸は全部で約20種類存在する。 ■α-アミノ酸 ・タンパク質を構成するアミノ酸のほとんどは、カルボキシル基の次、 つまり「α炭素」にアミノ基がついているので、α-アミノ酸である。 （カルボン酸において、カルボキシル基に直接結合した炭素原子を「α炭素」 その次の炭素原子を「β炭素」、その次を「γ炭素」という。） ■グリシン ・最も簡単なα-アミノ酸は「グリシン」。 ☆グリシンは不斉炭素原子が存在しないため、光学異性体が存在しない。 ■側鎖 ・アミノ酸の共通構造はアミノ基とカルボキシル基が1個ずつ存在し、共通構造 以外の部分を「側鎖」という。 ■アミノ酸の種類 ・アスパラギン酸やグルタミン酸は側鎖にカルボキシル基をもっているので、 全体として酸性を示す。このようなアミノ酸を「酸性アミノ酸」という。 ・リシン酸は側鎖にアミノ基をもっているので、全体として塩基性を示す。 このようなアミノ酸を「塩基性アミノ酸」という。 ・フェニルアラニンやチロシンは側鎖にベンゼン環をもっている。このようなアミノ酸 を「芳香族アミノ酸」という。 ・バリンやロイシン、イソロイシンは側鎖に分岐アルキル基をもつ。このような アミノ酸を「分岐アミノ酸」という。 ■双性イオン ・アミノ基はイオン化すると正に、カルボキシル基はイオン化すると負に帯電する。 正と負の両方を持つイオンを「双性イオン」という。 ■アミノ酸の性質 ・アミノ酸は双性イオンとなるので、水に溶けやすく、分子量の割には融点が 高くなる。 ■アミノ酸と縮合 ・２分子のアミノ酸が縮合したものを「ジペプチド」といい結合を「ジペプチド結合」 という。 ・３分子のアミノ酸が縮合したものを「トリペプチド」、多数のアミノ酸が縮合したも のを「ポリペプチド」という。 ■タンパク質の変性 ・タンパク質は複雑な立体構造をもっていて、熱、酸、アルカリ、アルコール、 重金属イオンなどを加えると、立体構造が壊れて凝固する。これをタンパク質 の「変性」という。 ■タンパク質の検出 ①窒素の検出 タンパク質に水酸化ナトリウムを加えて加熱するとアンモニアが発生する。 ②硫黄の検出 タンパク質に水酸化ナトリウムを加えて加熱したあと、酢酸鉛(Ⅱ)水溶液を加えると 、硫化鉛(Ⅱ)の黒色沈殿が生成する。 ③キサントプロテイン反応 タンパク質に濃硫酸を加えると黄色になり、さらにアンモニア水を加えると橙黄色 になる。 ☆これは、フェニルアラニンなど、ベンゼン環を含むアミノ酸のベンゼン環が ニトロ化されるため。 ④ビウレット反応 タンパク質に水酸化ナトリウム水溶液と硫酸銅(Ⅱ)水溶液を加えると、赤紫色 に呈色する。 ☆これは、ペプチド結合が銅(Ⅱ)イオンに配位して錯イオンを形成するため。 トリペプチド以上では起こるが、ジペプチドとアミノ酸では起こらない。 ⑤ニンヒドリン反応 タンパク質にニンヒドリン水溶液を加えると、赤紫色に呈色する。 ☆これは、ジペプチドとアミノ酸でも起こる。 ■タンパク質を含む食品 ・細胞の中に最も多く存在する物質は水。その次に多く存在する物質は タンパク質。 ・ヒトでは約10万種類ものタンパク質が存在する。 ・タンパク質を含む食品として，動物性タンパク質では肉類，植物性タンパク質 では大豆が代表的。 ・肉類には約30％程度のタンパク質が含まれている。 ☆タンパク質は約16％の窒素を含んでいる。 ■タンパク質の変性 ・タンパク質は水素結合などにより複雑な立体構造を形成し，加熱やアルコール， 酸・アルカリ，重金属イオンなどによって，立体構造が破壊されて不可逆的な変化 を起こす。これをタンパク質の「変性］という。 ☆魚肉を酢漬けにすると，魚肉が酢によって変性し，色が白っぽく硬くなる 。しかし細菌のタンパク質も変性するので細菌が酢によって死滅し，魚肉の 腐敗を防ぐことができる。 ■必須アミノ酸 ・ヒトのタンパク質を構成するアミノ酸は約20種類存在する。そのうち８種類は 体内で合成できないので食物から摂取する必要がある。これを「必須アミノ酸］と いう。 ・必須アミノ酸はバリン，ロイシン，イソロイシン，トレオニン，メチオニン，リシン， フェニルアラニン，トリプトファン。（幼児期には，ヒスチジンも含まれ，必須アミノ酸 は９種類となる。） ☆必須アミノ酸は８種類。 □油脂 ■油脂 ・油脂は３分子の高級脂肪酸と１分子のグリセリンからなるエステル。 ■飽和脂肪酸 ・油脂を構成する高級脂肪酸で，炭素間がすべて単結合であるもの。 ・飽和脂肪酸を含む油脂は動物性油脂が多く，融点が高いので常温では固体 として存在する。(｢脂肪｣ともいう)。 ☆例；ステアリン酸 ■不飽和脂肪酸 ・炭素間二重結合が存在するもの。 ・不飽和脂肪酸を含む油脂は植物性脂肪が多く，融点が低いので常温では液体 として存在する。(｢脂肪油｣ともいう)。 ☆例；オレイン酸，リノール酸，リノレン酸。 ■乾性油 ・脂肪油のうち，炭素間二重結合を多く合む油脂。 ☆固化しやすい性質をもつ。 ■不乾性油 ・脂肪油のうち，炭素間二重結合が比較的少ない油脂。 ☆固化しにくい性質をもつ。 ■半乾性油 ・乾性油と不乾性油の中間の性質を持った油脂。 ■硬化油 ・常温で液体の脂肪油に，触媒を用いて水素を作用させると，不飽和脂肪酸に 水素が付加して飽和脂肪酸になり，固体に変化する。これを「硬化油」という。 ■油脂の消化 ・油脂は水に溶けないが，膵液に含まれる酵素「リパーゼ」によって加水分解され， グリセリンと高級脂肪酸になる。 ☆油脂の消化酵素はリパーゼ。 ■けん化 ・油脂に水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱すると，けん化されてグリセリンと セッケンに変化する。 ■油脂の採取 □圧搾法 ・ナタネの実を絞ってナタネ油を取り出す方法を「圧搾法」という。 □抽出法 ヘキサンなどの有機溶媒を用いてナタネ，トウモロコシ，大豆などから油脂を 溶かし出す方法を「抽出法」という。 ☆抽出法の方が効率良く油脂を採取できる。 □食品の保存と添加物 ■発酵と腐敗 ・細菌やカビなどの微生物が食品を分解してエネルギーを得たときに，その 分解産物がヒトにとって有用な場合を「発酵］，有害な場合を「腐敗］という。 ■酵母 ・酵母はグルコースを分解してエタノールを生成する。 ■酵母によって製造される発酵食品 ・ワインやビールなどの酒類，パン，みりん，味噌，醤油など。 ■細菌 ・乳酸菌によってグルコースは乳酸に変化する。 ・酢酸菌によってエタノールは酢酸に変化する。 ■細菌によって製造される発酵食品 ・乳酸菌ではチーズ，ヨーグルト,醤油があり，納豆菌では納豆がある。 ■カビ ・カビ(コウジカビ)による発酵食品は鰹節，醤油，味噌など。 ■食品添加物 ・食品は変質しやすいため，色，昧，香りを良くしたり，保存を容易にするために， 様々な「食品添加物」が加えられている。 ■調味料 ・スクロース(砂糖の主成分)，塩化ナトリウム(食塩)，酢酸(酢)，醤油，味噌など の他に，うまみ調味料が用いられている。 ・グルタミン酸-ナトリウムはコンブだし，イノシン酸ナトリウムはカツオだし，また， グアニル酸ナトリウムはしいたけのうまみ成分)。 ■着色料 ・食品の色は酸素や光によって失われやすいため，着色料(黄色4号など)が 用いられている。 ■保存料 ・腐敗細菌の増殖を防止する物質を「保存料］という。ソルビン酸が代表的。 ■酸化防止剤 ・アスコルビン酸（ビタミンＣ）は還元性を持つため，「酸化防止剤」として用い られている。 ☆保存料はソルビン酸,酸化防止剤はアスコルビン酸。

サイト覗いて見てください！

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

恋する化学

http://fastliver.com/index.html

恋する数学

http://love-su-gaku.com/

おすすめ化学参考書

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

化学I・IIの新研究―理系大学受験/卜部 吉庸

￥2,625

Amazon.co.jp

岡野の化学をはじめからていねいに―大学受験化学 (理論化学編) (東進ブックス―気鋭の講師)/岡野 雅司

￥1,100

Amazon.co.jp

岡野の化学をはじめからていねいに―大学受験化学 (無機・有機化学編) (東進ブックス―気鋭の講師)/岡野 雅司

￥1,155

Amazon.co.jp

実戦 化学1・2重要問題集 2010/著者不明

￥914

Amazon.co.jp