理科

★溶解度の計算★中学理科の問題!どれくらい結晶ができる??

ゆい
ゆい

溶解度の問題が分かりません!

グラフがややこしくて…

何を言ってるのかわかりませんっ!

かず先生
かず先生

それじゃ、今回は溶解度について解説していくよ!

ちゃんとイメージを持てば、グラフも簡単さ!

というわけで、今回の記事では中学理科で学習する溶解度についての問題を解説していきます。

ここの単元では、グラフを使った出題が多い…

苦手な人は、このグラフが嫌いだよね。

だから、しっかりとグラフの意味が分かるようにしていきましょう!

溶解度ってなに?

水100gにとかすことができる物質の質量を溶解度(ようかいど)といいます。

どれくらい解けるかは、物質の種類や水の温度によって異なります。

 

基本的には、水の温度が上がると物質はたくさんとけるようになります。

ゆい
ゆい

たしかにー

熱い方がたくさん溶けそう!

 

 

そして、水の温度によってどれくらい物質がとけるのかをグラフに表したものを溶解度曲線といいます。

引用元:http://chemistry1.juniorhighschool-science.net/index.php

これを見ると…

ミョウバンって水の温度が上がると、めっちゃ溶けるようになるなー

食塩って水の温度が上がっても、ほとんど溶ける量が変わらないなー

なんてことを読み取ることができます。

物質によって、水に溶ける量っていうのはいろんな特徴があるっていうことがわかりますね。

 

そして、ここでもう1つ知っておいてもらいたい言葉があります。

それは飽和水溶液(ほうわすいようえき)です。

物質がもうこれ以上とけることができない状態の水溶液のことを飽和水溶液といいます。

 

かず先生
かず先生

飽和水溶液っていうのは

電車の席をイメージしてみるといいよ!

電車の席に全員座っていて、これ以上は立ちになっちゃうよ…っていう状況。

これを水溶液では、飽和水溶液といいます。

 

んー例えが微妙だったかなw

次の章で、もっと詳しく見ていくね。

再結晶とは?

水の温度60℃に対して、溶解度が60の飽和水溶液をつくります。

これは、60の席がある電車に60人全員がピッタリ座っているような状況です。

 

この水溶液を30℃まで温度を下げていきます。

すると、溶解度は40となってしまいます。

すると、どうなるでしょうか。

今まで60人が席に座っていられたのに、席が40に減ってしまいました。

すると、20人が座れなくなり立ちとなります。

 

水溶液にも同じようなことが言えます。

60℃のときに飽和していた水溶液は、温度が下がってしまったことで溶けきれなくなった物質が現れるようになります。

このように、水溶液の中に溶けていた物質が再び取り出すこと。

これを再結晶といいます。

ゆい
ゆい

へぇ~!!

全部溶けていたのに…すごいね!

かず先生
かず先生

そうだね。

溶解度の違いを利用すると

温度を変化させることによって再び物質を取り出すことができるね!

 

だけど!

こんな風に、温度によって溶解度がほとんど変わらないような物質では同じような方法は使えませんね。

そういう場合には水溶液から水を蒸発させることで物質を取り出すことができるよ!

簡単なイメージだけど、こんな感じだねw

 

再結晶まとめ

溶解度の差を利用して、水溶液の温度を下げることにより結晶を取り出すことを再結晶という。

ただし、温度による溶解度の差が小さい物質は、水溶液の水を蒸発させることにより結晶を取り出す方法もある。

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溶解度曲線を使った問題

下の図は、3種類の物質A~Cについての溶解度曲線です。このとき、次の問いに答えなさい。

(1)60℃に水100gに最もよく溶ける物質はA~Cのどれか。

(2)60℃の水100gに物質A~Cをそれぞれ溶解度まで溶かし、それらの水溶液を30℃まで冷やしたとき、結晶が最も多く出る物質はA~Cのどれか。

(3)物質Bを水溶液から取り出すには、どんな方法がよいか。

(1)解説

(1)60℃に水100gに最もよく溶ける物質はA~Cのどれか。

60℃において、それぞれの物質の溶解度をみてみましょう。

すると、Aが一番大きい、次にB、最後にCということが分かりますね。

つまり、60℃においてはAの物質が一番溶けるということになります。

【(1)解答】

物質A

(2)解説

(2)60℃の水100gに物質A~Cをそれぞれ溶解度まで溶かし、それらの水溶液を30℃まで冷やしたとき、結晶が最も多く出る物質はA~Cのどれか。

60℃と30℃のときで、溶解度の差が大きいものを見つけていきましょう。

【物質のAの場合】

これだけの量が結晶として取り出すことができます。

 

【物質Bの場合】

物質Bは溶解度に差がないので、結晶はほとんど出てきませんね。

 

【物質Cの場合】

 

それぞれの物質から取り出すことができた結晶を比べると

物質Aが最も多く出てくることがわかりますね。

【(2)解答】

物質A

(3)解説

(3)物質Bを水溶液から取り出すには、どんな方法がよいか。

(2)の結果からも分かるように、溶解度に差がない物質は温度を下げることで結晶を取り出すことが難しいです。

こういった場合には、水を蒸発させて取り出す方法を使いましょう。

【(3)解答】

水を蒸発させて取り出す

溶解度の計算【まとめ】

ゆい
ゆい

OK♪理解したよ~

溶解度は電車の席をイメージすればいいんだね

それで、席に座れなくなったのが結晶になって出てくるってことね。

かず先生
かず先生

そんな感じだね!

たくさん問題を解いて、理解を深めていこうね!

 

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