[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

シャンパンの泡、脱気の泡

世間はすっかりクリスマスですね。イヴにはシャンパンで乾杯、という方もいらっしゃるでしょうか。フルートグラスを起ち上る泡の列はとても華やかですが、残念ながら筆者にはまだ縁遠い世界のようです。

一方、化学実験で泡といえば……? 筆者などは「脱気」操作を思い出します。これはつい最近、フラスコが割れないかビクビクしながら凍結脱気をした影響も大きいですが(苦笑)。

シャンパンの泡と脱気の泡、華やかさはまるで違いますが、両者はご存知「ヘンリーの法則」で結ばれています。脱気は実験の超基本操作ですが、筆者自身の勉強も兼ねて、ここにまとめておきます。学部生の方のお役に立てば幸いです!

シャンパンの泡の正体がアルコール発酵で生じた二酸化炭素であることはご存じの方も多いと思います。開栓前のシャンパンボトルは内圧が約6気圧にもなるということで、シャンパン中には約12 g/L(!)もの二酸化炭素が溶けているそうです。針金を外して放置しているとコルクが飛んだりしますが、それだけの圧が掛かっているのなら納得です。

 脱気が必要なケース

一方、シャンパンに二酸化炭素が溶けているように、実験で使う有機溶媒にも様々な気体が溶けています。

特に酸素は最もありふれた酸化剤であり、

・有機金属試薬を用いる反応
・ラジカル反応
・チオールやホスフィンなど酸化されやすい化合物を含む反応

などの実験前には「脱気」という前処理をし、酸素を追い出す必要が出てきます。

脱気にもいろんなやり方があるようですが、筆者がよくやるのは「凍結脱気」と「アルゴンバブリング」の2つです。

しっかり脱気したいときは凍結脱気。一応やるか、程度の時はアルゴンバブリング。

 

 凍結脱気

凍結脱気の原理はわかりやすく、接する気相を真空に近くすることで酸素を溶けていられなくする、というものです。手順は以下の通り。 

0. コックをつけたフラスコに溶媒を(多くて3分の1)入れ、コックを閉める
1. 液体窒素などにつけて溶媒を凍らせる
2. コックを真空ラインにつなぎ、フラスコ内を減圧する
→溶媒は凍っているのでほとんど蒸発しない
3. コックを閉め、溶媒を溶かす
→溶媒中に溶けていた酸素などが出て行く

 凍結脱気を英語では「Freeze-Pump-Thaw (FPT) cycling」というようですが、この手順そのままですね。1から3を普通は3回繰り返し、最後にアルゴン(or窒素)を充填して終了です。

 

こう書くと何も難しいことのない操作ですが、個人的には溶媒を溶かすのがあまり得意ではないです。というのも、水以外の大抵の溶媒は固体より液体のほうが体積が大きいので、下手に溶かすとフラスコが割れてしまう……!
水に放り込まれた氷がピキピキ音をたてるのを聞いたことがあると思いますが、凍結脱気をしているときにピシッと音がすると、フラスコが割れる気がして毎度冷や汗をかきます。

 

アルゴンバブリング

そんな怖い思いをして厳密に脱気しなくても良いときは、アルゴンバブリングで済ませます。アルゴンなどの不活性ガスを吹き込みつつ30分程度撹拌するだけなので、こちらは本当に簡単です。

原理はやっぱりヘンリーの法則を利用したもので、気相中の「分圧」に比例するという点が効いてきます。つまり、液体に吹き込まれたアルゴンの泡内は酸素分圧がゼロなので、溶媒から酸素を吸い取りつつ泡が昇っていくという仕掛けです。

何しろ放置しておけばよいので簡易脱気ならこれに限るのですが、30分程度かかるため、溶媒の揮発や空気中の水分の混入には注意が必要です。

 

ところで、こうした基本操作は各ラボ毎に独特の方法がある気がするのですが、いかがでしょうか。

例えば凍らせた溶媒を溶かすとき、筆者のいるラボではドライヤーを使うのが主流なのですが、初めて凍結脱気をやったときは「溶かすときはゆっくり」と勘違いしていたのでそれは大変でした(苦笑)

 

実際のコツは、

・底の方から急いで溶かす
・溶媒はナスフラスコの断面積が狭くなるところより上には入れない
・凍らせるときはフラスコの壁面に沿うように凍らせる

辺りのようですが、筆者もまだまだ勉強中なので良い方法があったらぜひ教えてください!

 関連リンク

 Degasification – Wikipedia

 ヘンリーの法則 – Wikipedia

関連書籍

The following two tabs change content below.
arrow

arrow

大学で有機金属触媒について研究している学生です。 好きなものはバスケとお酒、よくしゃべりよく聞きよく笑うこと。 日々の研究生活で見、聞き、感じ、考えたことを発信していきます

関連記事

  1. PACIFICHEM2010に参加してきました!②
  2. アメリカの大学院で学ぶ「提案力」
  3. 核酸医薬の物語3「核酸アプタマーとデコイ核酸」
  4. 化学研究ライフハック:Twitter活用のためのテクニック
  5. もっとも単純な触媒「プロリン」
  6. 239th ACS National Meeting に行ってき…
  7. 【イベント】「化学系学生のための企業研究セミナー」「化学系女子学…
  8. 模型でわかる【金属錯体型超分子】

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 研究者向けプロフィールサービス徹底比較!
  2. 【大阪開催2月26日】 「化学系学生のための企業研究セミナー」
  3. 大学入試のあれこれ ②
  4. オッペナウアー酸化 Oppenauer Oxidation
  5. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑧
  6. 環境ストレスに応答する植物ホルモン
  7. 合成とノーベル化学賞
  8. 分子を見分けるプラスチック「分子刷り込み高分子」(基礎編)
  9. (+)-sieboldineの全合成
  10. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑥(解答編)

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

香りの化学4

前回香りの化学3では香料業界のことについてお話ししましたが、今回は香料業界の今後についてのお話です。…

積水化学工業、屋外の使用に特化した養生テープ販売 実証実験で耐熱・対候性を訴求

積水化学工業機能テープ事業部は、道路舗装用など屋外での使用に特化した養生テープ「フィットライトテープ…

【チャンスは春だけ】フランスの博士課程に応募しよう!【給与付き】

皆さまこんにちは。以前ケムステにてフランスでの研究生活を紹介させて頂いた者です。さてそのフラ…

スケールアップで失敗しないために

化学を長年やっている助教や博士課程の学生にとっては当たり前のことでも、学部生や修士の学生がやってみる…

アカデミア有機化学研究でのクラウドファンディングが登場!

読者の皆さんの中には、既にご覧になった方もいらっしゃるかも知れません。有機化学アカデミック研…

1次面接を突破するかどうかは最初の10分で決まる

先日、ある大手メーカーの役員で、面接官もされている方とお話をした際、「1次面接を通る人って、どの会社…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP