BTTB!

引き続き、中途半端な状態で終わっていたbasicネタに戻っていこうと思います。


「basicネタに戻ろう」ということで、パッと浮かんだのはBTTBという略語(頭字語)……こちら、僕が初めて知ったのは、ついこないだ鬼籍に入られてしまった坂本龍一さんによる、美しすぎるピアノ旋律の名曲「energy flow」収録の名盤「ウラBTTB」だったんですけど、これはback to the basicの略ですね。

(一応、「basicネタに戻ろう」なんてダサい感じではなく(笑)、「原点回帰」というカッコいい訳語(そして英語の場合back to the basicsと、複数形が普通)ですが、意味としてはまさにピタリに思います。)

 

そんなわけで今回はBTTBとして、いただいていたbasicに関するご質問に触れていく所から始めてまいりましょう。

前回も貼らせていただきましたが、アンさんよりいただいていたコメントの再掲からになります。

basicがアルカリ性って、、アルカリ性は流石にアルカリでしょ…って思ったら、「アルカリ性」という日本語を英語で言うとbasicというよりは、アルカリ性のものを英語でbasicという、みたいな感じなんですかね?(わかりにくい笑)

ちゃんとalkalineという英語もあるようですし。

塩基性の基は基本の基ということですか?対をなす酸性の方が特異みたいなイメージ?

だから塩基性がbasicという英語になるという感じ…?

とまぁ、何を言ってるか自分でもちょっとわかりませんけど…恐らく、basicはやっぱりつまらんゴミカスのイメージにはならないっていうことが言いたいんですね笑


どうでもいい話ですが、

酸性とアルカリ性は、リトマス紙で見分ける方法を中学生だったかで習いましたよね。赤が酸性、青がアルカリ性と覚えた記憶があります。(正確には、赤く変わるのが酸性、青く変わるのがアルカリ性、変わらないのが中性ですね。)

 

で、

(前回貼ったため、画像省略)

↑ネットで拾ったこの写真ですが…

パッと見ただけなんですけど、右側の記述が私の記憶と違うくないですか?

これがトップヒットだったので、私の記憶はリトマス紙じゃなかったのか…?と軽く混乱しましたが、、

自分の記憶を信じることにしました笑


それは置いといて、

酸性の「酸」はどうしても酸っぱいイメージで、塩基性の塩もやはり酸っぱいイメージなので、酸性とアルカリ性しか知らないところへ新しく出てきた塩基性アルカリ性と言われても、なんで?っていう違和感ですよね笑

 

⇒またしてもご質問に触れる前に、前回色の変化についての話を見ていた際、脱線して触れようと思っていたのに忘れていたものがもう1つあったので、そちらの小ネタからいかせていただきましょう。


小学校で恐らくどなたも実際に理科室で使ったことのある、前回のメインネタ・リトマス紙ですが、現実問題、「赤になるか青になるか」なんてザックリ過ぎて、実用には耐えないことが多いのです。

そもそも、「青→赤が酸性、赤→青がアルカリ性」などと習いますけど、厳密には(僕も詳しい数値は知りませんでしたが、リトマス紙のWikipediaによると)「青→赤はpH 4.5以下、赤→青はpH 8.3以上」で見られる変化だそうで、例えばpH 5のどう考えても酸性の溶液や、pH 7.9のかなりアルカリ性の溶液を試験紙につけても色の変化は見られないということになる形で、実際は正しい判別ができない場面も多々ある、極めて簡易的なチェッカーに過ぎないといえるものでしかない感じなわけですね。

 

そこで、実際の実験室ではもうちょい細かく見ることのできる、いわゆる「pHペーパー」的なものが使われまして、もちろん色々なバージョンがありますが、よく使われるのはちょうどWikipediaにも画像がありました、こういう……

https://ja.wikipedia.org/wiki/PH試験紙より

…(この画像だとちょっと分かりにくいですけど)短冊状の紙の端っこに4つぐらいの色付きパネルが付着しており、試したい溶液をピペットやスポイトなんかでチョンチョンと垂らしてやって、色の変化をチェックする……という具合で、あくまで肉眼の目視になりますけど、4色もあれば「ここが一番近いかな」という判別もまぁ容易であり、便利に気になる溶液の酸性・アルカリ性度をチェックできるという感じになっています。

 

とはいえ、実験ではもっと正確なpHが必要なこともありますし(もちろんこの程度の大まかな測定で十分なことも多いですが)、よりしっかりと測りたい場合は、電極を溶液に突っ込んでデジタルでpHが表示される、いわゆる「pHメーター」を使うことも大変多い感じですね。


こちらも、別に装置の画像なんてどうでもいいですが、Wikipediaに一例の写真があったのでお借りさせていただきましょう、大体こんな感じのやつ(↓)になります。

https://ja.wikipedia.org/wiki/PHメーターより


そんな感じで、実際は赤青のみではなく、より多色→さらには分かりやすい数字で見るのが実際の生命系研究現場でのpH測定になるわけですが、そもそもpHって何なんだよ、って話も、実は触れておきたかったポイントでした。


「ピー・エッチ」(まぁエイチの方が適切ですが(笑))と、冷静に考えたら音的にやや危ない感じもするものの(笑)、これはpower of Hの略(potential of Hとすることもありますが、意味する所はほぼ同じです)で、そのまま日本語にすると「Hのパワー」すなわち「水素イオンのパワー」ということですが、この場合の「パワー」はちょうどこないだ見ていた「なんとかの何乗」を表す「指数」という意味合いが強いものなので、日本語の用語でいえば「水素イオン指数」という感じですね。

(この用語はなぜかドイツ語読みで「ペーハー」と読まれることも多いですが、こないだ見ていた通り日本の法令などでは「ピー・エッチ」呼びと決まっているようですし、英語の場合も確実に「ピー・エッチ」読みだと思います。)

(また、「ペーハー」は古い呼び方で、今では多分学校でも「ピーエイチ」に統一されてるのかな、って気もします。)


結局その名が示す通り、こいつはその溶液に含まれる水素イオンの濃度を表しているものなんですけど、先ほど上の方でも具体的な数字を出していましたが、pH 7の「7」って一体どういう濃度なんだよ、と思えるわけですけれども、これは高校化学で習う話で、「pH ○」というのは、水素イオンの濃度が「(10の○乗分の1)mol/L」であることを示しており、例えばpH 7のお水なら、水素イオンが、1リットルあたり「1/107=0.0000001モル」含まれているということになります。

(計算式に指数が現れるので、用語としては「水素イオン指数」なんですね。

 また、pHとして表示される数字は分母に来るため、「pHの数字が小さいほど、実際の水素イオン濃度は大きくなる(小さい数字で割ると、計算結果は大きくなるから)」という逆転現象が起こっているのも、ややこしくて腹立たしいポイントといえましょう(笑)。

 なので、pHが小さいほど酸性度が大きいってことっですね。)


まぁ、「モル」というのは高校化学を履修されなかった方には謎単位で、恐らく化学履修者の割と多くの方にとっても何かよぉ分からんままになってしまったものではないかと思われる、高校化学第一の壁じゃないかと思いますけれども、これは結局、「12個」を「1ダース」という新しい単位で呼んでいるのと完全に同じで、「6×1023個」のものを「1モル」と呼んでいるに過ぎないわけです。

(指数表現も慣れていないと分かりにくいかもしれませんが、この「6×1023個」を書き下すと、600000000000000000000000(日本語だと、京の上の「垓(がい)」を使って、6000垓)個になる感じですね。

 あまりにも0が多すぎるので、指数を使って表すのが普通…というか便利な形だといえましょう。)


「いや、なんでそんな中途半端な数なんだよ?」という点については、「大体そのぐらいの数でまとめると、現実世界の物質を表すのにちょうど良かったから」というのが究極的な理由で、「1ダース=12個」と同じ、単に人間が勝手に決めただけの、そこまで深い意味がある数字ではない、と言えるように思います。

 

そんなわけで、「モル」という謎単位ではなく分かりやすい「個数」表記にしてみますと、(見やすくするために、多少0の数を減らすべく、もうちょい少量で考えると)pH 7の真水(中性の水はpHが7になります)大体一滴=0.01 mL(=0.00001リットル)には、水素イオンが、

1/107 × 6 × 1023 × 0.00001=600000000000

つまり6000億個の水素イオンが含まれてるってことになるわけです。


…う~ん、こまごまと見てきた割に、マジで「だから何だよ(笑)」としか言えない話なんですけど、結局pHの大きさ、すなわち酸性度・アルカリ性度というのは、その溶液に含まれる水素イオンの数の大小だということなんですね。


…って、それも結局「だから何」レベルの話というか、それを知って生活の何が良くなるのさ?って話にも思えるのは当然で、実際そんなことを知っても生活の何が良くなるわけでもないんですけど、とりあえず教養として、「酸性雨」とか「弱酸性のビオレ」とかは、酸性側に傾いている=真水よりも水素イオンが多く含まれている液体になっている、ということは知っておいても良いお話といえましょう。


気象庁のページによると、酸性雨というのは大体pHが5.6程度の雨水だそうですが、数字としてはpHが真水の7からたった1.4減っただけなのに、深刻な環境被害がもたらされるというのは案外ご納得いただけるのではないかと思われる話で、というのも、pH=5.6の雨粒1滴には、先ほどのpH 7の計算式の「7」を「5.6」に変えて計算すると、15071318600000個=約15兆個という、6000億個だった真水の実に25倍もの水素イオンが含まれていることになるからなんですね!


まぁこれも「そんなこと言われても、桁が大きすぎて全く何の実感もできんのやが…」と思われる話でしかないかもしれず、正直実際僕も書いててそれはそう思うんですけど(笑)、とにかく水素イオンの量がその液体の性質を大きく左右するというのは間違いなく、翻って鑑みるに、人間の体は60~70%が水分で出来ているといわれている通り、水の状態=どのぐらい水素イオンが含まれるかというのは、生きていく上でめちゃ大事な話になっているわけなんですね。


例えば胃に含まれる消化酵素の一つである「ペプシン」は、酸性の液体中、それもpH 1とか2とかいう、かなりの強酸性状態で活発に働く物質なので…

ペプシンの「効きの強さ」をグラフにしたもの↓)

https://m-hub.jp/biology/1516/71より

…だから、胃の中はかなり酸性が強い「胃液(胃酸)」で満たされており、食べた物をペプシンでジャンジャン消化できる形になっているんですね。

この胃中のpHが中性・アルカリ性側にずれてしまうと、酵素の効きが悪くなって胃もたれするなど、健康に深刻な被害を及ぼす感じになるわけです(あんまり大量の水を飲みすぎて胃液が薄まってしまう(=pHが中性に近づく)と、消化に響くというのもそういう理由ですね)。


「なぜpHが変わると酵素の効きが変わるのか?」という疑問については、これは、酵素というのはタンパク質であり、タンパク質というのはアミノ酸がつながったものなので、アミノ酸の構造を見てみれば分かる話になっております……と、ずーっと前の、アミノ酸飲料に端を発したタンパク質・DNAなどの分子生物学の話に戻ろうと思ったのですが、まさかの、世界最甘タンパク質・ソーマチンの話から脱線に次ぐ脱線で、あのシリーズも、まだ肝心のアミノ酸にまで話が届いていなかったんですね…!

う~ん、正直またそこに脱線して戻るのもアレですし、そもそもぶっちゃけ細かすぎて全く面白い話にならない気がするので、(いつかまたソーマチンの方まで戻ってタンパク質・アミノ酸に戻りたいとは思っていますが)今はひとまず「pHによって酵素の効きは大分変わります。何となくそんな気もするじゃん!」で結言とさせていただきましょう。

 

正直ただメンドくなっただけ……というかちゃんとまとめる時間がまたなかったという話でもあるんですが、ご質問コメを再掲したのに、まさかの、今回も質問内容に届かずに脱線話だけで時間切れとなってしまいました…!

とはいえその辺のpH話も書いておきたかったのでちょうど良かった気もするものの、ぶっちゃけ分かってる方には基本的すぎてクソおもんない話、逆にこの辺の話に不慣れな方には細かい数字ばかりでクソおもんない話…という、どう転んでもオモんねぇしょうもない話になってしまっていた気もしますけれども(笑)、こういう話はやっぱり個人的には書いてて楽しいものなので、何か1つでも知れて楽しかったと思っていただけたものがありましたならば大変幸いに存じます。


では、次回こそはご質問の方に戻っていこうと思います。

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