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メタノールと水を混合するとき、体積が減少するのはなぜですか?

メタノールと水を混ぜると、結果として得られる体積はわずかに少ない 個々のボリュームの合計より。この現象は体積収縮と呼ばれます そして、それは次の理由により起こります:

* 分子間力より強い: メタノールと水分子は互いに強い水素結合を形成します。これらの結合は、メタノール分子だけと水分子だけの間に存在するより弱いファンデルワールス力よりも強いです。このより強力な相互作用により、分子がより緊密な梱包につながり、全体的な体積が効果的に減少します。

* 異なる分子サイズ: メタノール分子は水分子よりも小さい。混合すると、小さなメタノール分子が大きな水分子間のスペースに収まることができ、よりコンパクトな配置をもたらします。

体積収縮は小さく、通常は数パーセント未満であることに注意することが重要です。 これは、最終ボリュームが初期ボリュームの合計と劇的に違いはないことを意味しますが、それでも顕著です。

理解するのに役立つ類似性は次のとおりです。大きなビー玉でいっぱいの箱と小さなビー玉でいっぱいの箱があると想像してください。それらを混ぜると、より小さなビー玉が大きなビー玉の間のスペースに収まることができ、混合物の全体容積が2つの個別のボックスの合計よりわずかに少なくなります。

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