2007/05/04

トイレット・ペーパー

トイレット・ペーパーって、規格で長さが決まっているんだよね。
シングルの場合は60m、ダブルの場合はその半分で30mなのだ。
で、ボクはその厚さが気になったわけ。
長さがわかっているから、丸い部分の表面積がわかれば、厚さが出るはずだよね。

物差しがないのできちんと測れないんだけど、例えば、トイレット・ペーパーのロールの直径が11cm、真の直径が4cmとすると、ドーナツ型の面の面積は、26.25πcm2なので、これを60mで割ると、約0.14mm。
ま、そんなものかもね。
(ちゃんとトイレット・ペーパーの直径とかを測っていないから、結果はいいかげんだよ。)

これに似た化学の実験で、石けん分子の大きさを調べるのがあるんだよね。
洗面器に水を張って、その上から石けん水を一滴ずつたらしていくんだ。
で、洗面器に張った水の表面全体がおおわれた時点でとめるのだ。
理想的には、この状態では水の表面に石けん分子(正確には石けん分子のまわりに水分子がくっついて、水和した状態のもの)一層で並んでいるはずなので、たらした石けん水の量(これは何滴で何ccになるかをあらかじめ調べておけばよいのだ。)を洗面器の水面の面積で割ると石けん水の層の厚み(=石けん分子の大きさ)が出るというわけ。
これは、静かに石けん水をたらすと水と混ざらずに表面に膜状に広がることを利用しているのだ。
(濃度差の違う溶液を静かに重ねるとなかなか混ざり合わないという現象だよ。)

一般にせっけんは、高級脂肪酸(炭素数の多い脂肪酸)をアルカリ(水酸化ナトリウムか水酸化カリウム)でけん化して作るので、分子式は、CH3(CH2)nCOONaとなるのだ(直鎖の飽和脂肪酸の場合)。
これが台所用洗剤(中性洗剤)だと、より強力な酸の塩になっていて、たいていはカルボキシル基(-COOH)のかわりに硫酸(スルホニル基:-OSO3H)がついているのだ。
スルホニル基はカルボキシル基に比べて水和しやすいので(まわりにたくさん水分子がつく。)、もっと分子の大きさが大きくなるはずなのだ。
なので、石けん水と中性洗剤と同じ実験をしてみると、その違いがわかるかも。
夏休みの宿題とかでやったらおもしろそうだよね。

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