大問Ⅳ　油脂とセッケンの構造とはたらき、けん化価からの平均分子量、ヨウ素価からの C=C 数、脂肪酸の炭素数の決定有機化学(油脂・セッケン)・難易度 やや難　

42 ①（ヒドロキシ基）

　グリセリン C3H5(OH)3 は3価のアルコールで、3つのヒドロキシ基をもつ。ここに脂肪酸が結合して油脂になる。

43 ②（エステル結合）

　アルコールのヒドロキシ基とカルボン酸のカルボキシ基から水がとれて −COO− ができる。この結合をエステル結合という。

　油脂はグリセリンと高級脂肪酸のエステルである。

44 ③（硬化油）

　不飽和脂肪酸の炭素間二重結合にニッケル触媒で水素を付加させると、飽和脂肪酸に変わって融点が上がり、常温で固体になる。

　こうして得られた油脂を硬化油という。

45 ⑤（炭化水素基）・46 ①（カルボキシ基）

　セッケン R−COONa のうち、長い炭化水素基 R は水になじまない疎水基である。

　一方、電離して −COO− となるカルボキシ基の部分は水と水和しやすい親水基である。

47 ②（会合コロイド）

　セッケンは一定濃度（臨界ミセル濃度）以上になると、疎水基を内側、親水基を外側に向けて多数が集まりミセルをつくる。

　このように多数の分子やイオンが会合してできたコロイドを会合コロイドという。

48 ①（小さく）

　セッケンは水の表面に親水基を水側、疎水基を空気側に向けて並び、水分子どうしが引きあう力をさえぎる。

　その結果、水の表面張力が小さくなり、水がしみこみやすくなる。

49 ③（界面活性剤）

　液体と気体、液体と固体などの境界面（界面）に集まって界面の性質を変える物質を界面活性剤という。

　セッケンや合成洗剤がこれにあたる。

50 ③（282）

　3つの脂肪酸の分子量の平均を M とすると、油脂Xの分子量は 3M + 92.0 − 3×18.0 = 3M + 38.0 である。

　油脂 1 g = 1.00×10^3 mg 中の油脂の物質量は 1.00×10^3/(3M + 38.0)[mmol] で、けん化には油脂 1 mol あたり 3 mol の KOH が必要だから

　　(1.00×10^3/(3M + 38.0)) × 3 × 56.0 = 190

　これを解くと 3M + 38.0 = 3×56.0×1.00×10^3/190 = 884.2、∴ M = 282.1 ≒ 282 となる。

51 ③（3）

　50 より油脂Xの分子量は 3×282 + 92.0 − 18.0×3 = 884 である。

　1分子の油脂Xに含まれる C=C 結合の数を a とすると、C=C 1つに I2 が1分子付加するので、油脂 100 g に付加するヨウ素の質量は (100/884)×a×254[g] である。

　これがヨウ素価 86.2 に等しいから (100/884)×a×254 = 86.2、∴ a = 3.00 となる。

52 ⓗ（18）

　脂肪酸の炭素数を c とすると、同じ炭素数の飽和脂肪酸の分子式は CcH2cO2 で分子量は 14c + 32 である。

　炭素間二重結合が1つ増えるごとに水素が2個減って分子量は 2 小さくなるので、3つの脂肪酸の分子量の合計は

　　3(14c + 32) − 2×3 = 42c + 90

　と表される。これが 3M = 3×282.1 = 846.2 に等しいから 42c = 756.2、c = 18.0 となり、炭素数は 18 である。

　実際、炭素数18の飽和脂肪酸（ステアリン酸 C18H36O2、分子量 284）2つと、C=C を3つもつ炭素数18の脂肪酸（リノレン酸 C18H30O2、分子量 278）1つで、合計は 284×2 + 278 = 846 となり、平均は 282 で矛盾しない。

　※ 東進の解答キーはこの空欄を ⓖ（17）としているが、同じ解説中の式 12.0n + 1.00(2n−1) + 45 = 282（脂肪酸の炭素数を n+1 とおいたもの）を解くと 14n + 44 = 282、n = 17 となり炭素数は n+1 = 18 である。キーの数値は誤りと考えられる。

53 ①（1つである）

　脂肪酸は2種類で、そのうち少なくとも1つは飽和脂肪酸だから、不飽和脂肪酸は1種類しかない。

　3つの脂肪酸がもつ C=C の合計は 51 より3である。

　不飽和脂肪酸が2つ結合しているとすると、1つあたりの C=C は (3/2) = 1.5 個となって整数にならないので不適である。

　したがって、C=C を3つもつ不飽和脂肪酸1つと飽和脂肪酸2つという組み合わせしかなく、不飽和脂肪酸の数は1つである。