物理のまとめ

物理のまとめ記事一覧

双極子とファンデルワールス力

このカテゴリーでは、物理に関わるものを見ていきます。と言いましても、初回は化学寄りな内容で、分子間相互作用です。まず結合は以下の図のように分けられます。化学結合は結合力が大きいのに対して、分子間相互作用は結合力が小さいです。今回は分子間相互作用のうち、ファンデルワールス力について見ていきます。電荷の...

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水素結合と疎水性相互作用

前回の双極子とファンデルワールス力ではファンデルワールス力について見ました。今回は残りの水素結合や疎水性相互作用について見ていきたいと思います。水素結合電気陰性度が大きいフッ素F、酸素O、窒素Nなどに直接ついて電子をとられた水素Hと、他の分子や分子内にあるF、O、Nなどの原子間に働く相互作用を水素結...

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電磁波と吸光度

私たちの身の回りでは検査機などで電磁波が使われています。そのため原理などを知る上で電磁波の知識が必要です。今回は電磁波や吸光度について見ていきたいと思います。電磁波電磁波は波動性と粒子性の性質を持ち、真空中では光と同じ速さcで進みます。ここで、波動という言葉が出てきましたが、高校物理の波動を簡単に確...

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比吸光度、モル吸光係数の計算

前回の電磁波と吸光度では吸光度の基本的なことを学びました。今回は吸光度の計算を国試風な例題をもとに見ていきたいと思います。例題1分子量200の医薬品を1mg水に溶かして50mlとした。この水溶液を層長1cmで波長250nmにおける吸光度を測定した。この時の吸光度はいくらか?ただし、この医薬品の水溶液...

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光の進路と屈折率

理科の実験やマジックで、コップに絵を書いてはじめは見えなかったものが水を注ぐと見えるようになります。これは光の屈折が関わっています。今回は光の屈折について見ていきます。光の屈折光が物質中を進むとき、その媒質の密度によって速度が変わります。これによって境界面で進行方向が変わり、これを光の屈折と言います...

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放射壊変(α壊変、β−壊変、β+壊変、軌道電子捕獲、γ放射)

日本は核の被爆国であり、放射線に何かと過敏です。しかし核はデメリットだけではなく、メリットもあり正しく理解する必要があります。今回は放射壊変について見ていきます。放射壊変高校の内容ですが、原子番号が同じで膣量数の異なるものを同位体と言います。その中でも、放射線を放出する性質(放射能)をもつ不安定なも...

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α線、β−線、β+線、γ線、X線の物質相互作用や透過力

前回の放射壊変(α壊変、β−壊変、β+壊変、軌道電子捕獲、γ放射)では放射壊変について見ました。その時に様々な放射線が出てきたと思います。今回はその放射線についてまとめていきます。放射線の作用放射線には以下のような物質相互作用があります。電離作用;放射線が物質に当たり、原子から電子を弾き飛ばして陽イ...

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放射線の単位と、放射平衡

前回のα線、β−線、β+線、γ線、X線の物質相互作用や透過力では放射線の種類について見ました。今回は、放射平衡について見ていきます。放射平衡の前にまず、放射線に関わる単位や半減期について見ていきたいと思います。放射線に関わる単位ここでは放射線に関わる単位として、以下のものを見ていきたいと思います。B...

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放射線の測定方法と身体への影響

前回の放射線の単位と、放射平衡では、放射平衡について見ました。今回は放射線の測定方法や身体への影響を見ていきたいと思います。放射線の測定放射線の測定方法は、測定する放射線の種類によって異なり、今回はよく使われる以下のものについて見ていきます。ガイガーミュラー計数管液体シンチレーションカウンタNaI(...

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気体分子運動論、並進運動、回転運動、振動運動

高校では気体の状態方程式について学びました。皆さんは気体の状態方程式は得意でしたか?私は今でも覚えているのが、某大学の入学試験で気体の状態方程式の問題が出てきてフルボッコにされたことです(笑)今回はそれに関連した気体分子運動論について見ていきたいと思います。まず気体分子運動論は以下の条件を満たす理想...

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熱力学1、系と状態関数のまとめ

熱力学は薬学部の物理の壁の1つです。今回は熱力学について見ていきたいと思います。今回は前段階ということもあり、かなりつまらないですが、なるべくわかりやすく解説したつもりなので読んであげてください(笑)熱と仕事熱力学というと身構えてしまいますが、身近な?例としては蒸気機関車があります。石炭などを燃やし...

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熱力学2、熱力学第一法則と熱容量

前回の熱力学1、系と状態関数のまとめでは、系などについて見ました。今回は熱力学第一法則について見ていきたいと思います。熱力学第一法則の前に内部エネルギーについて確認します。内部エネルギーU物質系をつくる全ての原子や分子の持つ運動エネルギーと位置エネルギーの総和を内部エネルギーと言います。運動エネルギ...

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熱力学3、エンタルピーとは?ヘスの法則の計算

前回の熱力学2、熱力学第一法則と熱容量では熱力学第一法則などについて見てきました。今回はエンタルピーについて見ていきたいと思います。エンタルピーは薬学部で意味不明ランキングトップ10に入るくらいの難所であると思います(笑)その理由としては、薬学部が熱力学とほぼ無縁であることと、似た名前にエントロピー...

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熱力学4、エントロピーとは?熱力学第二法則との関係

前回の熱力学3、エンタルピーとは?ヘスの法則の計算ではエンタルピーについてまとめました。その時にややこしい言葉として「エントロピー」があるという話をしました。今回はエントロピーについて見ていきたいと思います。エントロピーとはエントロピーとは乱雑さの指標となるもので、示量性状態関数の1つです・・・と言...

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熱力学5、ギブズ(Gibbs)エネルギーとは?

前回の熱力学4、エントロピーと熱力学第二法則ではエントロピーについて見ました。今回はギブズ(Gibbs)エネルギーについて見ていきたいと思います。ギブズ(Gibbs)エネルギーある温度で自発変化の方向は系のエンタルピーとエントロピーの変化で決まります。それぞれの関数で表されたものがギブズ(Gibbs...

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熱力学6、van’t Hoff式(ファントホッフ式)のグラフ

前回の熱力学5、ギブズ(Gibbs)エネルギーとは?ではギブズ(Gibbs)エネルギーについて見ました。今回はvan’t Hoff式(ファントホッフ式)のなどのグラフを見ていきたいと思います。ギブズ(Gibbs)エネルギーの圧力と温度による変化グラフここでは詳細は割愛しますが、ギブズ(Gibbs)エ...

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状態図と自由度

物質は様々な状態をとり、そこにはエネルギーの出入りなども関わります。今回は状態図や自由度について見ていきたいと思います。状態図とは系の内部が化学的にも物理的にも均一で、他から区別、分離できるときその部分を相と言います。気体、液体、固体の相は、気相、液相、固相と言います。これらの相の移動にはエネルギー...

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2成分の気液平衡の状態図

前回の状態図と自由度では状態図について見ました。前回までのは1成分だけでしたが、今回は2成分の状態図について見ていきたいと思います。2成分の状態図ここでは成分Aと成分Bの混合物に対して、気液平衡について見ます。まず縦軸が何であるかどうかをしっかり確認します。一般的な問題では温度が縦軸ですが、圧力が縦...

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共沸点を持つ場合の状態図

前回の2成分の気液平衡の状態図では、2成分の気液平衡について見ました。今回は応用編の共沸点を持つ状態図について見ていきます。共沸点を持つ場合の状態図一部の物質では混合物であるにも関わらず沸点を持つものがあり、以下のような状態図をとります。上の曲線;気相線下の曲線;液相線Ta;Aの沸点Tb;Bの沸点T...

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液液平衡の状態図

前回の共沸点を持つ場合の状態図では共沸点の状態図を確認しました。今回は液液平衡の状態図を見ていきます。液液平衡の状態図一定圧力のもと、2つの相の液相組成の温度による変化を表した状態図は以下のようになります。T0;上部臨界溶解温度成分Aより成分Bの方が比重が大きい時、「ア」のような曲線の内側では2相に...

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固液平衡の状態図

前回の液液平衡の状態図では液液平衡のパターンを見ました。今回は固液平衡における状態図について見ていきたいと思います。古液平衡の状態図は、気液平衡の考え方が理解できていれば、同じように考えればほぼ問題には対処できるはずなので、気液平衡ができない人はまず気液平衡をしっかりおさえてからもう一度こちらのペー...

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束一的性質とは?

高校で蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下についてやったかと思います。今回は復習になってしまいますが、蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下について見てみます。溶液の束一性蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下は理想溶液のもとで考えますので、まず理想溶液から確認します。実際の液体は溶媒分子の大きさや分子間力、熱の出...

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反応速度、概論

化学反応において、反応速度はとても重要な概念です。例えば、薬を溶かして溶液にしたとします。溶液は時間が経過することで薬の成分が分解されていき薬効が消失していきます。今回は反応速度について見ていきたいと思います。反応速度反応速度は単位時間当たりの反応物の減少量や生成物の増加量で表されます。例えば、薬が...

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0次反応の式とグラフ、例題編

前回の反応速度、概論では、0次反応、1次反応、2次反応の概論について見ました。今回は0次反応をより深く見ていきたいと思います。0次反応の式前回0次反応は一定速度で減っていくという話をしました。また速度式は以下で表されました。−dC/dt=kこの速度式を積分すると、以下の式になります。C=−kt+C0...

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1次反応の式とグラフ、例題編

前回の0次反応の式とグラフ、例題編では0次反応について見ました。今回は1次反応についてより深く見ていきたいと思います。1次反応の式1次反応は一定の割合で減っていくという話をしました。また速度式は以下で表されました。−dC/dt=kCこの速度式を積分すると、以下の式になります。lnC=−kt+lnC0...

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2次反応の式とグラフ、例題編

前回の1次反応の式とグラフ、例題編では1次反応について見ました。今回は2次反応についてより深く見ていきたいと思います。2次反応の式2次反応は半減期は初濃度に反比例するという話をしました。また速度式は以下で表されました。−dC/dt=kC^2この速度式を積分すると、以下の式になります。1/C=kt+1...

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擬0次反応の式とグラフ、例題編

前回までの2次反応の式とグラフ、例題編で0次反応から2次反応までを見てきました。今回は擬0次反応について見ていきます。擬0次反応とは擬0次反応とは、本当は1次反応で分解するのにも関わらず、0次反応のマネをするような反応を言います。例えば懸濁剤(サスペンション)においては、溶液中に溶解している薬物の分...

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擬1次反応、特殊酸触媒と特殊塩基触媒

前回の擬0次反応の式とグラフ、例題編では擬0次反応について見ました。今回は擬1次反応について見ていきたいと思います。擬1次反応前回の擬0次反応同様、本当は2次反応ですが、1次反応のマネをするものを擬1次反応と言います。擬1次反応の代表例にはアスピリンなどのエステルの加水分解があります。アスピリンなど...

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活性化エネルギーと反応エンタルピー

世の中結果が大事と言われますが、それには多くの過程を経て結果が出てきます。反応も同じく様々な状態を経て最終的な結果となります。今回は反応経路について見ていきます。遷移状態Aと言う物質とBと言う物質が反応して、Cと言う物質ができたとします。この反応において、いきなりCになるわけではなく、その中間である...

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Arrhenius式(アレニウス式)とグラフ

反応速度と温度の関係式にArrhenius式(アレニウス式)があります。今回はArrhenius式(アレニウス式)について見ていきたいと思います。Arrhenius式(アレニウス式)一般的な医薬品分解は温度が高いほど分解速度は速くなり、安定性が低下します。その関係性を示したものがArrhenius式...

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酸と塩基の基本

薬の配合変化などに大きく関わる酸性、塩基性。今回は酸性や塩基性の基本について見ていきたいと思います。酸と塩基溶液中において分子は陽イオンと陰イオンにわかれることを解離しますが、溶質が分子形で存在するか、イオン形で存在するかによって、電解質と非電解質にわけられます。例えば、塩(NaCl)はNa+とCl...

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弱酸のpHの計算

前回の酸と塩基の基本では酸の強さについて見ました。今回はpHの計算について見ていきたいと思います。pH酸性の度合いについては水素イオン濃度[H+]が関わりました。しかし、[H+]の数字は0.1mol/Lや0.01mol/Lなどとなり直感的に評価がしにくいです。そこで評価しやすくするために[H+]の逆...

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Henderson-Hasselbalch(ヘンダーソンーハッセルバルヒ)の式と...

前回の弱酸のpHの計算では、pHの基本的な計算についてみました。今回はHenderson-Hasselbalch(ヘンダーソンーハッセルバルヒ)の式について見ていきたいと思います。Henderson-Hasselbalch(ヘンダーソンーハッセルバルヒ)の式前回までのpHの計算は単純な酸や塩基につい...

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真度と精度の違い

医薬品は科学的に効果があることを立証されて世間に出回っています。その立証に必要な分析法には様々なものがあります。今回は分析の基礎について見ていきたいと思います。真度と精度とは分析法の妥当性を示すための語句には色々なものがあり、以下のようなものがあります。真度;真の値からのかたよりの程度精度;均質な検...

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