水への物質ごとの溶けやすさを「溶解度」といいますが、食塩と砂糖のどちらの方が溶解度が高いか知っていますか?
この記事では、「溶解度とは」「飽和水溶液」「再結晶」などについてわかりやすく解説しています。
それでは早速、「溶解度」について一緒に学習していきましょう!
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0. 「気体の性質」の記事 一覧
「気体の性質」の単元に関係する記事の一覧です!
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう!
② 溶解度と再結晶
(↑今はここ!)
1. 水にとける物質ととけない物質
物質には、「水にとけるもの」と「水にとけないもの」があります。
まずは、簡単にその違いを確認しておきましょう。
【水にとける物質の例】
砂糖(ショ糖)、食塩(塩化ナトリウム)、ミョウバン、硫酸銅(りゅうさんどう)、食紅 など
【水にとけない物質の例】
小麦粉、片栗粉、泥や砂、牛乳、墨汁 など
水にとける物質は、水の中にいれてよく混ぜると、水の中で小さな粒となって均一に広がり、やがて透明になります。
より詳しく知りたい人は下の解説も参考にしてください。
2. 溶解度(ようかいど)とは
① 溶解度
溶解度 … 100g の水にとける物質の質量のこと。溶解度は温度で変わる
水にとける物質には、砂糖(ショ糖)、食塩、ミョウバンなどがありますが、物質の種類によって、水にとける量は決まっています。
物質が100gの水にどれだけの質量溶けるのかをが「溶解度」といいます。
溶解度は水の温度によっても変わるため、「溶解度曲線(ようかいどきょくせん)」によって表されます。
例えば、食塩(塩化ナトリウム)の溶解度曲線は下のようになります。
食塩は温度によって溶解度はほとんど変わらず、0~100℃までの間では、100gの水に30~40g ほどとけるということがわかります。
また、砂糖(ショ糖)の溶解度曲線は下のグラフのようになります。食塩とは違い、砂糖は100g の水に180g 以上もとけることがわかります。
このように、物質はその種類と水温によって溶解度が変わります。他の物質の溶解度曲線のまとめは下の図のようになります。
② 飽和水溶液
飽和水溶液 … 物質を溶ける限界まで溶かした水溶液
例えば、ミョウバンの温度ごとの溶解度は次のようになります。
※ スマホの方は画面を横にしてご覧ください。
質量[g] | 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 60℃ | 70℃ |
溶解度[g/100mL] | 5.65 | 7.59 | 11.40 | 16.58 | 23.82 | 57.36 | 110.48 |
ミョウバンを20℃の水に溶かした時には、ミョウバンは11.40gまでしか溶けません。
このように、溶ける限界まで溶質を溶かした溶液のことを「飽和水溶液」といいます。
3. 再結晶
再結晶 … 溶液を蒸発させ、結晶を取り出すこと。
再結晶は、液体に溶かした物質をもう一度取り出すときに利用する方法です。
溶解度の差を利用して、物質を結晶としてとして取り出すことができます。
例えば、ミョウバンは20℃の水100 mLに11.4 g溶けますが、20℃の水50 mLには5.7 gしか溶けません。
そのため、20℃の水100 mLを放置して、水が蒸発するのを待つと、溶けきれなくなった5.7 gのミョウバンが結晶として出てきます。
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