化学

測定精度 科学研究には、実験を繰り返して同じ結果を得る能力、つまり再現性が不可欠です。しかし、実験をどのように行ったかがわからなければ、実験を繰り返すことは不可能です。そのため、科学者は実験の詳細な記録を実験ノートに記録しています。これらのレコードには、使用された各材料の量や手順の各ステップの説明などの重要な情報が含まれています。 天びんや体積式ガラス製品、目盛り付きガラス製品などの機器は、実験用の固体および液体化合物を測定するために使用されます。各測定の精度は、使用する機器によって制限されます。天びんなどのデジタル表示器は、対応可能な最大精度で値を自動的に表示します。目盛り付きガラス製品と定規の精度は、2つのマーク間の最小距離で表される量である増分に依存します。

2次元グラフ 一部の化学実験は、温度などの独立変数とも呼ばれる、研究対象のシステムの1つのプロパティを直接変更し、体積などの従属変数と呼ばれる別のプロパティへの影響を測定するという形をとります。データが収集されたら、2つのパラメータ間の相互作用を定量化するか、評価可能な形式に変換して、他の関係と比較する必要があります。 2次元グラフは、2つのプロパティ間の特定の種類の数学的関係を導き出したり、それらの間にそのような関係が存在しないことを立証したりするために使用できます。この分析では、最終的に、従属変数が独立変数に応答してどのように変化するかが決定されます。液体または気体の温度を調整し、その体積の変化を監視する例では、温度が独立変数であり、体積が従属変数です。 2 次元グラフを作成するには、各データ ポイントに、従属変数と独立変数の両方の座標と呼ばれる値が必要です。独立変数は X 軸にプロットされ、従属変数は Y 軸にプロットされます。これらのプロットはスプレッドシートソフトウェアで簡単に作成でき、プロットされたデータの分析にも使用できます。 カーブフィッティング

化学方程式は、化学反応が物理的または化学的変化を通じて反応物から生成物にどのように進行するかを化学式を使用して表します。 化学量論は、化学反応における反応物と生成物の相対量を表す用語です。これは、物質が生成も破壊もしないという基本法則である質量保存の法則に基づいています。簡単に言えば、反応物原子の数と同一性は、生成物原子の数と同一性と等しくなければなりません。反応は原子を再配置しますが、原子を生成したり破壊したりすることはありません。これには、提案された反応のバランスが取れている必要があり、つまり、各元素の原子数が反応物側と生成物側で等しくなければなりません。 たとえば、次の化学式では、左側(反応物)には、1つの銅原子、1つの水素原子、1つの窒素原子、および3つの酸素原子が含まれています。 Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + 4 H2O + NO 右側では、水製品の前に番号が付いていることに注意してください。これは係数であり、反応中の分子の数を表します。この情報を使用して、製品側の原子の数を集計できます。銅原子が1つと水素原子が8つ(4 x...

酸化と還元 一部の化学反応は、還元酸化反応または酸化還元反応として分類できます。酸化は、原子やイオン分子のように、物質が1つ以上の電子を失うプロセスであり、還元は、物質が1つ以上の電子を獲得するプロセスです。 酸化状態 分子内の各原子には、独自の酸化状態または酸化番号があります。酸化状態は、分子がその遊離元素形態に対してどの程度酸化されているかを表します。酸化状態は、原子が他の元素への各結合が純粋にイオン性である場合に持つ電荷として表されます。これは、結合内の電子がより電気陰性な原子に割り当てられていることを意味します。原子の遊離元素形態の酸化状態は0と定義されます。

理想気体の法則の導出 ガスは物質の基本的な状態です。気体は、分子間にかなりの距離がある分子の集まりです。この距離のため、無色のガスは人間の目には見えず、圧力(P)、体積(V)、モル数(n)、温度(T)の4つの測定可能なパラメータを使用して研究されます。理想気体の法則は、これらすべてのパラメータを関連付ける数式です。これは、ガスの挙動を説明するいくつかの異なる法則の組み合わせです。 1662年、ロバート・ボイルは、ガスの圧力とその体積に関連する以前の発見を確認しました。ボイルの法則では、ガスの温度とモル数が一定に保たれている場合、ガスの圧力はその体積に反比例すると述べています。 ボイルの法則は、初期圧力と体積がわかっている場合、ガスの新しい圧力または体積を計算するために拡張できます。 1780年代、フランスの科学者ジャック・シャルルの未発表の研究は、ガスの体積と温度の直接的な関係を説明したとして、フランスの科学者ジョセフ・ルイ・ゲイ・リュサックによって認められました。

酸と塩基 アレニウス酸は、水に溶解すると水素イオンを生成します。 HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) ここで、HAは非解離酸、H+は水素カチオン、A-は共和性陰イオン(共役塩基と呼ばれます)です。アレニウス塩基は、水に溶解すると水酸化物イオンを生成します。 BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) ここで、BOHは非解離塩基、OH-は水酸化物イオン、B+は共和型カチオン(共役酸と呼ばれます)です。共役塩基は、酸が水素イオンを失い、水素を得る可能性があるときに形成されます。共役酸についても同じことが言え、塩基がヒドロキシル基を失い、それを取り戻す可能性があるときに形成されます。すべての酸には共役塩基があり、すべての塩基には共役酸があります。 pHの pHは溶液の酸性度であり、溶液中の水素イオンの量の尺度です。pHスケールは対数で、0から14まで実行されます。pH 7未満の水溶液は酸性と説明され、pH 7を超える水溶液はアルカリ性または塩基性と呼ばれます。pH 7の溶液は中性と見なされます。

バッファー アレニウス酸(HA)を水に加えると、共役塩基(A-)と水素カチオン(H+)に解離します。 HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) 溶液中に存在する水素イオンの量によって溶液の酸性度が決まり、水素イオンが多いほどpHが低いか酸性であることを示します。同様に、強アレニウス塩基(BOH)を水に加えると、共役酸(B +)と水酸化物イオン(OH-)に解離します。 BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) 一般に、溶液に強酸または強塩基を添加すると、酸または塩基が溶液中の水分子と反応し、水素イオンまたは水酸化物イオンの濃度が増加するため、pHが劇的に変化します。ただし、このpHの変化は、緩衝液を使用して軽減できます。バッファーは、強酸や強塩基の添加に関係なく、システム内のpHを一定に保つために機能する溶液です。

反応エンタルピー 熱力学は、熱エネルギーや仕事などの他の種類のエネルギーの研究です。熱力学の法則は、既知のすべての科学分野で使用されており、生物学から物理学まで幅広い用途があります。 熱力学の3つの法則 熱力学には、スケールに関係なく、宇宙内で発生する相互作用を説明する3つの原理法則があります。 1つ目はエネルギー保存の法則で、孤立したシステムの総エネルギーは一定であることを示しています。エネルギーは、ある形態のエネルギーから別の形態のエネルギーに伝達することができますが、決して創造したり破壊したりすることはできません。たとえば、熱エネルギーは仕事に変換することができます。

可溶性 溶解度は、特定の溶媒の特定の体積にどれだけの溶質が溶解できるかを表します。溶解度は通常、溶媒体積あたりの溶質質量または溶媒質量あたりの溶質質量で報告されます。たとえば、室温での水への塩化ナトリウムの溶解度は、水100 mLあたり36 gと報告されています。溶解度が溶媒質量あたりの溶質質量で報告されている場合、さらに計算するために溶媒質量を体積に変換する必要があります。 溶解度は温度によって変化します。たとえば、炭酸ナトリウムの水への溶解度は、約0°Cで100 mLあたり7 g、室温で100 mLあたり22 g、100 °Cで100 mLあたり44 gと報告されています。 溶質が最大量溶解している溶液は、飽和溶液と呼ばれます。この時点で、溶質のさらなる添加は溶解せず、溶液中の沈殿物のままになります。例えば、室温で100mLの水に溶解した36gの塩化ナトリウム溶液は飽和塩化ナトリウム溶液である。 溶質の溶解度は溶媒によって異なります。例えば、塩化ナトリウムは室温の水に100 mLあたり36 gの溶解度を持っていますが、メタノールへの溶解度は100 mLあたりわずか1.1...

金属火炎放射 火炎試験は、サンプルを火炎の中に入れ、特徴的な火炎の色を使用して物質を特定する分析手法です。各要素は、炎の中に置かれると特徴的な発光を持ち、各要素が独自の色を生成します。この現象は花火大会で利用され、花火の色が金属の特定の特性に対応しています。燃焼しているサンプルからの着色光の放出は、炎からの励起により金属成分がエネルギーを吸収し、結果として光を放出することの直接的な結果です。 電子励起 原子種や分子種がエネルギーを吸収するとき、そのエネルギーは4つの異なる方法で使用されます。まず、エネルギーが翻訳に使用され、分子がより速く移動するようになります。第二に、エネルギーは振動に使用され、種間の距離が急速に変化します。第三に、エネルギーが回転を引き起こし、分子内の結合の周りの原子の回転を誘発します。最後に、吸収されたエネルギーは電子の励起を引き起こし、電子は最も安定した状態または基底状態からより高いエネルギーレベルに移動します。

ボーアモデル ニールス・ボーアは1913年に水素原子のモデルを提案し、離散的なエネルギー状態が原子核の周りの固定電子軌道に関連していることを説明しました。重要なことは、原子は電子が静止状態にある間はエネルギーを放出できないということです。電子は、エネルギーの状態を変えることによってのみエネルギーを放出できます。エネルギー状態を変えるには、電子はエネルギーを吸収または放出することによって、ある軌道から別の軌道に移動する必要があります。この変化は、吸収または放出されたエネルギーが 2 つの状態の差と等しい場合にのみ発生します。電子は軌道間に存在できません。 量子数nは、さまざまなエネルギー状態をラベル付けするために使用されます。最も低いエネルギー状態は基底状態であり、n は 1 に等しくなります。励起状態には、2、3、4 などに等しい n というラベルが付けられます。基底状態の電子が、基底状態と第2状態の差に等しいエネルギーを持つ光子を吸収すると、電子は励起され、基底状態からn=2励起状態に遷移します。光子のエネルギーが基底状態と第3状態の差と等しい場合、電子はn =...

吸光度と蛍光 光が物質に当たると、光は吸収、透過、または反射されます。通常、物質はさまざまな波長の光と相互作用し、それぞれが分子または原子と異なる方法で相互作用します。物質は、特定の範囲の波長を吸収し、別の範囲の波長を反射し、他の波長の光を透過することがあります。 分子が光を吸収すると、エネルギーは4つの異なる方法で使用されます:(1)平行移動、これにより分子は分子速度を変化させます。(2)振動、これにより分子間の距離が急速に変化します。(3)回転、これにより原子は分子内の結合の周りを回転します。(4)電子の励起により、電子はより高いエネルギー準位に遷移します。 エネルギーレベル 1913年、ニールス・ボーアは、電子が固定された円軌道で原子核の周りを移動する水素原子のモデルを提案しました。各軌道、つまり静止状態に関連するエネルギーは、固定された離散的なエネルギーにのみ存在します。電子が別の軌道に移動したときにのみ、エネルギーが吸収または放出されます。電子は決して中間の状態ではありません。この変化は、吸収または放出されたエネルギーが 2...

化学反応速度論と反応速度法則 化学反応速度論とは、化学反応の速度または速度を指します。速度は、反応のメカニズム、複雑さ、および反応物の数によって異なります。反応物濃度も反応速度に重要な役割を果たします。 レート法則は、実験を通じてこの関係を定量化します。各反応物は、反応順序と呼ばれる要因によって反応の速度に寄与します。この係数は 0 から 2 の範囲であり、その反応物と反応速度との関係に依存します。 r = k[A]m[B]n for aA + bB + ...→ cC この式において、rは反応速度、kは反応速度定数、[A]と[B]は反応物AとBの濃度、mとnはそれぞれ反応物AとBの反応順序です。反応速度rは、時間の経過に伴う製品の濃度の変化として定義され、1リットルあたり1秒あたりのモルの単位があります。 反応の順序

化学反応速度論 反応速度とは、化学反応が起こる速度のことです。反応速度は、反応中の成分の濃度の経時変化として定義されます。反応の速度は、反応物の濃度や反応が行われる温度など、いくつかの要因に依存します。各反応物は、特定の因子による反応速度に寄与します。この関係は、反応速度の法則によって定義されます。 料金法 速度の法則は、反応物の濃度AとB、およびそれらの反応順序mとnの間の関係を記述する方程式です。速度定数kは、反応物の濃度と順序を反応速度に関連付けます。これは、反応が実行される温度として反応に依存します。 r = k [A]m[B]n for aA + bB → cC アレニウス方程式 アレニウス方程式は、反応速度定数を化学反応の活性化エネルギーに関連付けます。活性化エネルギーは、化学反応が進行するために必要なエネルギー量として定義されます。反応がこの活性化エネルギー要件を満たさない場合、反応は進行しません。 k と温度の間の負の指数関数的関係は、温度が上昇すると k...

電気化学 電気化学は、電気エネルギーと化学変化との関係を研究する化学の一分野です。これらの化学反応には、ある種から別の種への電子の移動が含まれます。この動きは、電流を生成するか、印加電流によって駆動されます。 電気化学における主要な反応は、酸化還元反応、または酸化還元反応です。酸化還元反応は、2つの半反応で構成されています。物質が電子を失う酸化反応と、物質が電子を獲得する還元反応です。この化学反応により、各物質の酸化状態が変化します。 電子を失った、または酸化された原子または分子が還元剤です。電子を受け入れる、または還元される原子または分子が酸化剤です。これらの関係を覚えておくための1つの方法は、「oil rig」というフレーズを使用することです。これは、「oxidation is losing – reduction is g aining」を意味します。 電気化学セル

電気化学 電気化学は、電気エネルギーと化学変化との関係を記述および測定する化学の一分野です。電気化学反応には、ある種から別の種への電子の移動が含まれます。反応が自発的な場合、電流が発生する可能性があります。反応が自発的でない場合は、電流の印加によって駆動できます。 電気化学では、酸化還元反応と呼ばれる酸化還元反応が重要な反応です。酸化還元反応は、2つの半反応で構成されています。還元剤と呼ばれる物質が電子を失う酸化と、酸化剤と呼ばれる物質が電子を獲得する還元。酸化還元反応は常にペアで起こり、関与する分子内の原子の酸化状態を変化させます。この関係を覚える簡単な方法は、空気圧OIL-RIG:Oxidation Is Losing - Reduction Is Gainingです。 電気化学セル

オーガニックラボノートの保管 記録管理は、科学および有機化学の研究室で重要なスキルです。適切なメモ、説明、量、または観察がなければ、ラボで行われた実験を再現または再現することはできません。したがって、科学の再現性を達成するためには、正確で最新のノートブックを保持する必要があります。実験ノートは、学術と産業の両方の環境で強力なツールです。発見が特許を取得し、商品化されると、特に重要になります。この場合、ラボノートは、アイデア、プロセス、物質、または技術の所有権を証明する法的文書です。 ラボノートの重要な情報には、実行された手順とすべての観察結果が含まれます。実験目的は、理解しやすいように明確でよく書かれている必要があります。各実験について、いくつかの重要なセクションがラボノートに記録されます。ラボレポートは、プレラボ、ラボプロトコル、観察と結果、およびポストラボで構成されます。

有機化学のガラス製品 有機化学研究室で使用される標準的なガラス製品があります。ビーカーと三角フラスコは通常、単純な混合や溶媒の保持に使用されますが、おおよその体積のみが必要な場合を除いて、体積の測定には使用しないでください。ガラス製品は、次のカテゴリに分類できます。 容積式ガラス製品 – これには、メスシリンダー、容積式ガラスピペット、容積式フラスコなどのガラス製品が含まれます。これらのアイテムの目的は、物質の正確な量を測定または分配することです。メスシリンダーは、一般的に有機ラボで体積を測定するために使用されます。メスシリンダーは長い円筒形をしており、側面にボリュームマーキングがあります。誤差を最小限に抑えるためには、必要な体積に対して可能な限り最小のメスシリンダーを使用することが不可欠です。例えば、25 mLメスシリンダーは20 mLの試薬を測定するのに十分ですが、5 mLのような少量を測定するには正確ではありません。ただし、25 mLメスシリンダーを使用して、25 mLの容量を4回測定して100...

有機化学の融点 化合物の融点は、固相が標準圧力1気圧で液相に移行する温度です。化合物の融点は、溶解度、密度、色、電気陰性度など、化合物の同定に使用できる物理的特性です。化合物が溶け始める正確な温度を決定することは困難な作業です。このため、化合物の融点は範囲として報告されています。融点範囲の下限は、液体の最初の滴が観察される温度です。範囲の上限は、すべての固相が液相に遷移した温度です。文献には、許容される値が記載されたリファレンスガイドが存在し、化合物の同定に使用されます。 融点に対する分子間力の影響 化合物の融点に影響を与える主要な要因の1つは、化合物内に存在する分子間力の種類です。分子間力は、化合物の分子間で引力または反発力があります。固相では、化合物の分子は、分子が互いに密集しているため、組織化された格子構造を形成します。分子間力には、大きく分けて3つのタイプがあります。 水素結合 –...

沸点測定 融点と同様に、沸点は物理的特性です。サンプルが純粋な化合物の場合、沸点を使用して化合物の同一性を判断できます。結局のところ、正確な沸点を実験的に決定することは困難です。融点と同様に、実験の沸点は範囲として与えられ、実際の文献値から数度異なります。 蒸気圧 溶媒が沸騰する理由を理解するには、溶液のよく知られた泡立ちを特徴とするため、液相と気相の間のダイナミクスを理解することが重要です。密閉容器に入った純粋な液体化合物を考えてみましょう。液体の表面にある分子の一部は、分子間力に打ち勝ち、気相に入るのに十分なエネルギーを持っています。ただし、気相の分子もエネルギーを失い、凝縮して液体に戻ることがあります。したがって、このシステムには、蒸発と凝縮の2つの競合するプロセスがあります。 蒸発速度が凝縮速度と等しい場合、システムは平衡状態に達しています。これは、気相に入る分子ごとに、別の分子が液相に凝縮し、容器内の液体または気体の量の純増減がないことを意味します。平衡が確立されると、液体の上の蒸気によって加えられる圧力は蒸気圧と呼ばれます。液体が気化する傾向は、その揮発性と呼ばれます。...

再 結晶 化 多くの場合、化学反応の望ましい生成物は、溶媒、出発物質、および不純物で構成できる、より複雑な反応混合物の一部です。有機化合物を適切に精製する方法を学ぶことは、有機化学の貴重な技術です。再結晶は、目的の化合物の溶解度と溶媒中の不純物の違いを利用して、目的の製品を固体として精製します。精製には、蒸留、抽出、再結晶の3つの標準的な方法があります。 可溶性 物質の溶解度は、特定の温度で特定の溶媒の一定体積に溶解する最大量です。溶質が異なれば、溶解度も異なり、異なる溶媒に溶解します。溶質は、再結晶に利用されるのに適した明確な特性を持っている可能性があります。化合物は、溶媒中で以下のいずれかの挙動を示します。まず、化合物はすべての温度で溶媒に不溶性であるか、または非常に低い溶解度を有する可能性があります。第二に、化合物はより高い温度で溶媒に可溶性であり得る。第三に、化合物はすべての温度で溶媒に可溶であり得る。

抽出 抽出は、有機化学で標的化合物を単離するために使用される一般的な手法です。抽出プロセスでは、溶質をある相から別の相に移して、未反応の出発物質や不純物から分離します。抽出は、沸点の高い溶媒など、蒸発によって除去するのが難しい反応溶媒からの溶質の分離を容易にするためにも使用されます. 一般的に、抽出には3つのタイプがあります。まず、固液抽出では、溶質が固相から液相に移されます。液液抽出では、溶質はある液体から別の液体に移されます。酸塩基抽出では、溶質がイオン性化合物に変換され、有機相から水相に移行します。抽出の一般的な例は、コーヒーや紅茶を淹れることです。カフェインや植物の香料、匂いなどを含む固相は、お湯によって液相に抽出されます。 液液抽出 液液抽出は、水相に溶解した有機化合物を有機溶媒に移すか、または未反応の反応物、塩、およびその他の水溶性不純物を水相に移すために使用され、目的の有機化合物を有機相に残します。非混和性液体とは、完全に混合しても均質な溶液を形成しない液体です。代わりに、非混和性の液体は、油と水のように異なる相に分離します。

混和性混合物の蒸留 一部の液体は、室温で開いた容器に入れたままにしておくと、時間の経過とともに完全に蒸発します。ただし、液体を加熱すると、この蒸発プロセスが大幅に加速される可能性があります。液体が加熱されると、その中の分子はエネルギーを獲得して液相から脱出し、気泡の形で気相に移行します。この現象は沸騰と呼ばれます。 蒸気圧 液体の密閉容器を考えてみましょう。最初は、この液体の一部が蒸発しますが、気化速度が凝縮速度と等しくなるまでです。このポイントに達すると、システムにそれ以上の変化はなく、液体と蒸気は平衡状態になります。これが確立されると、液体の上の蒸気によって加えられる圧力は蒸気圧と呼ばれます。液体が気化する傾向は、その揮発性と呼ばれます。揮発性の高い液体は蒸気圧が高く、揮発性の低い液体は蒸気圧が低くなります。 液体の開いた容器を加熱すると、より多くの液体が蒸発します。十分な熱を加えると、液体中に蒸気の泡が形成され、液体が沸騰します。液体の蒸気圧が大気圧と同じになる温度は、沸点として知られています。

水蒸気蒸留 水蒸気蒸留は、非混和性混合物の低沸点特性を利用した分離技術です。主に、温度に敏感な有機分子を不揮発性汚染物質から分離するために使用されます。有機分子は水と混和しない必要があります。 水蒸気蒸留では、非混和性混合物が沸騰するまで加熱され、水と揮発性有機化合物の両方が蒸留されます。これは、ガス混合物がコンデンサーに上向きに移動し、コンデンサーが蒸気を凝縮して液体に集めることを意味します。単純な蒸留とは対照的に、水蒸気蒸留は、プロセス全体で加熱された混合物に水を補充するために貯水池を使用します。非混和性の有機成分は水とともにゆっくりと蒸留されますが、不揮発性成分は加熱された混合物に残ります。有機成分が蒸留されたら、液液抽出を使用して水から分離できます。 混合物の蒸気圧 均質な溶液を形成する混和性混合物の場合、各成分の蒸気圧は、ラウルトの法則に従って、純粋な成分の蒸気圧と液体混合物中のそのモル分率に依存します。 pA = pA*xA

クロマトグラフィー クロマトグラフィーは、有機化学で使用される手法で、2つの異なる相間の溶解度の違いに基づいて混合物中の化合物を分離します。この概念は液液抽出と似ていますが、クロマトグラフィーでは、2つの相が固定相と移動相で構成される点が異なります。固定相は固体(通常はマイクロスケールのハイドロゲルビーズ)であり、移動相はキャリア溶媒です。 従来のクロマトグラフィーでは、固定相を垂直カラムに充塡し、溶液混合物をカラムの上部に導入します。混合物が固定相を流れると、化合物はその構造と極性に基づいて固定相と移動相の間で分配され、離散的なバンドを形成します。固定相と弱く相互作用する溶質は、カラム内をより速く移動し、最初に出る(溶出する)ことができます。固定相とより強く相互作用する溶質は、カラム内をゆっくりと移動し、後で溶出します。バンドは、混合物中の化合物を分離および精製するために、個別に収集できます。

カラムクロマトグラフィー 有機化学実験室で化合物を精製および分離するための複数の技術が存在します。分析に利用できる化合物が10g未満であるミクロスケールの分離において、最も信頼性の高い分離手法の1つがカラムクロマトグラフィーです。この手法では、溶解度、極性、疎水性、サイズ、電荷などの物理的特性に基づいて、混合物中の化合物を分離します。 クロマトグラフィーの基礎 クロマトグラフィーシステムの主な構成要素は、固定相、移動相、および分析するサンプル混合物です。カラムクロマトグラフィーでは、固定相は通常、マイクロスケールのビーズであり、垂直カラムに均一に充填されています。移動相(溶媒とも呼ばれる)の連続的な流れがカラムの上部に追加され、重力を介して、またはポンプによって制御された流量で固定相を流れます。 サンプルを少量の溶媒に溶解し、カラムの上部に添加します。サンプルが固定相を流れるように強制するために、さらに溶媒が追加されます。混合物中の化合物は、移動相と固定相の異なる特性に基づいて分配され、離散的なバンドを形成します。

トリグリセリド トリグリセリドは、3つの脂肪酸に結合したグリセロール骨格で構成されるトリエステル分子です。これらは、植物油脂に含まれる多くの生物学的脂質の基礎を形成しています。植物性油脂は植物油の原料となりますが、動物由来の脂質はラードや一般的な油脂源として利用されます。 脂肪酸分子は、12〜20個の炭素からなる長い炭素鎖を持ち、一方の端に弱い有機酸があります。一部の脂肪酸は、炭素鎖に二重結合を持っています。これらは「不飽和」脂肪です。炭素鎖の二重結合のため、これらの脂肪酸は、結合がトランスコンフォメーションではなくシスコンフォメーションを採用する傾向があるため、通常、曲がった鎖形状をしています。 不飽和脂肪酸中のトリグリセリド分子は均一に積み重ねることができず、分子間の引力が少なくなります。したがって、不飽和脂肪は通常、室温で液体です。対照的に、飽和脂肪、つまり炭素鎖に単結合のみを持つ脂肪は、鎖の形状がより規則的であるため、積み重ねることができます。したがって、飽和脂肪は分子間の引力が強く、その結果、融点が高くなります。したがって、飽和脂肪は室温で固体になる傾向があります。

化学反応は、反応が生成物に変化したときに熱を吸収するか放出するかによって、吸熱性または発熱性に分類できます。反応物と生成物の間のエネルギー差は、反応のエンタルピーとして知られています。これは、生成物と反応物との間のエネルギー差、つまりΔHを計算することによって求められます。ΔHが正の場合、反応は吸熱性です。陰性の場合、反応は発熱性です。化学反応は伝統的に反応物を生成物に変換すると考えられてきましたが、多くの反応は複数のステップで行われ、中間体を形成します。化学発光反応では、これらの中間体は高エネルギー状態から基底状態に遷移し、反応が進行するにつれて見える光子を放出します。 原子力レベル デンマークの物理学者であるニールス・ボーアは、原子核を周回する電子は特定の軌道またはエネルギー準位しか占められないという理論を提唱しました。すべての電子が可能な限り低いエネルギー準位にある原子は、基底状態にあると言われます。電子が基底状態よりも高いエネルギー準位を占めるとき、原子は励起状態になります。

エステル エステルの構造は、片側にアルキル基またはアリール基(R)があり、反対側に酸素が別のアルキルまたはアリール基(R')に結合したカルボニルであり、一般式RCOOR'で表されます。エステルは、一般的にカルボン酸とアルコールとの間のエステル化反応によって導出されます。カルボン酸のヒドロキシル基は、アルキル基またはアリール基に置換されます。低分子量でRおよびR'官能基が小さい単純エステルは、果実や花の香りと風味を持っています。 最も単純なカルボン酸はギ酸(HCOOH)であり、最も単純なアルコールはメタノールです。したがって、これら2つの分子のエステル化から形成される最も単純なエステルは、ギ酸メチル(HCOOCH3)です。ギ酸メチルは、OH基がOCH3基に置き換わるため、ギ酸の誘導体と考えられています。ギ酸メチルとギ酸の構造的な違いが、それらの特性の違いを決定します。これは、分子の特性がR基とR'基に大きく依存するためです。

アルデヒドとケトン アルデヒドやケトンは官能基としてカルボニル基(C=O)を持っています。ケトンは、カルボニル炭素(RCOR')に2つのアルキル基またはアリール基が結合しています。最も単純なケトンはアセトンで、カルボニル炭素(CH3COCH3)に2つのメチル基が結合しています。 アルデヒドはケトンと似ていますが、カルボニル炭素に結合した2つの側基の代わりに、少なくとも1つの水素(RCOH)を持っている点が異なります。最も単純なアルデヒドはホルムアルデヒド(HCOH)で、カルボニル基に2つの水素が結合しています。他のすべてのアルデヒドは、水素基とメチル基が1つずつある単純分子アセトアルデヒドのように、カルボニル基に1つの水素が結合しています(HCOCH3)。

吸光度 光が物質と相互作用すると、光の一部が吸収され、残りは反射または透過されます。私たちが色を持っていると認識している物質は、可視範囲の光を反射します。私たちが見ることができる物質の色は、反射される光の波長によって異なります。私たちが青く知覚する物質は、可視スペクトルの青色範囲(430〜480 nm)の光を反射します。カラーホイールによると、同じ物質が反射光を補完する光を吸収します。したがって、青い物質は可視スペクトルのオレンジ領域(590〜630 nm)の光を吸収します。すべての化合物が可視領域に吸収されるわけではなく、その結果、人間の目には無色に見えます。 光は、そのエネルギーEと波長λによって定義されます。ここで、hはプランク定数、cは光速です。 光の波長は、そのエネルギーに反比例します。したがって、高エネルギーの光は波長が短くなります。 染料 色の染料が異なれば、吸収する光の波長も異なります。ほとんどの染料は、二重結合と単結合が交互に交差する共役化合物であり、通常は可視領域の光を吸収します。

アルコール アルコールは、日常生活で幅広い用途と用途があるため、最も有名で身近な有機化合物です。アルコールは、アルキル基またはアリール基(ROH)に結合したヒドロキシル官能基を含む有機分子です。ヒドロキシル炭素が単一のR基しか持たない場合、それは第一級アルコールとして知られています。R基が2つあれば第二級アルコール、R基が3つあれば第三級アルコールです。他の多くの有機化合物と同様に、アルコールもベンゼン環を含むことにより芳香族にすることができます。最も単純な芳香族アルコールはフェノールです。 有機化学におけるアルコールの同定は、アルコールの種類のさまざまな特性を利用することで達成できます。核磁気共鳴(NMR)などのさまざまな機器分析方法を使用できますが、他の定性試験も利用できます。これらのテストを組み合わせることにより、アルデヒドやケトンを識別するのと同様の方法でアルコールの同一性を判断できます。 塩化第二鉄試験