温度と溶解度(ミョウバン)
温度で溶け方が大きく変わる物、再結晶のしくみを学ぶ。
温度で溶け方が大きく変わる物、再結晶のしくみを学ぶ。
物には、水にとける量に限度がある。これを数字で表すための言葉が「溶解度」である。
溶解度とは何か。
100gの水にとける物質の最大の量(g)を「溶解度」という。
それ以上とけない状態の水溶液を何というか。
「飽和水溶液」という。
溶解度=水100gにとける限界の量。それ以上とけないものを飽和水溶液という。
ミョウバンは食塩と違い、温度によってとける量が大きく変わる。この性質は実生活でも利用されている。
20℃の水100gにとけるミョウバンの量はどれくらいか。
約11gである。
60℃に温めた水100gではどれくらいまでとけるか。
約57gまでとける。温度が上がるとずっと多くとけるようになる。
食塩とミョウバン、温度の影響を受けやすいのはどちらか。
ミョウバンの方である。食塩は温度をあげてもほとんどとける量が変わらない。
ミョウバンは「温度が上がるととける量が大きく増える」性質をもつ。食塩はほぼ変わらない。
温度でとける量が変わる性質を使うと、水にとけた物を結晶として取り出せる。
再結晶とはどんな方法か。
温めた水にたくさんとかした水溶液を冷やすと、とけきれなくなった分が結晶として現れる。これを「再結晶」という。
食塩で再結晶ができないのはなぜか。
食塩は温度によってとける量がほとんど変わらないため、冷やしても結晶として出てこないからである。
再結晶=温度差を利用して結晶を取り出す方法。温度差の大きいミョウバンに有効。
家庭でも、ミョウバンを使って大きな結晶を育てることができる。
大きな結晶を作るコツは何か。
小さな結晶(種結晶)を糸でつるし、温めた飽和水溶液をゆっくりと時間をかけて冷やすことである。急に冷やすと小さな結晶ばかりになる。
結晶を大きく育てるには「種結晶」を入れて「ゆっくり冷やす」のが基本である。
物質ごとの溶解度を温度の変化とともに表したグラフを「溶解度曲線」という。
溶解度曲線で食塩はどんな線になるか。
ほぼ横ばいの線になる。温度が上がってもとける量がほとんど変わらないためである。
ミョウバンはどんな線になるか。
右上に大きく上がっていく線になる。温度が上がると一気にとける量が増えるためである。
溶解度曲線で「ほぼ水平」なら食塩型、「右上がり」ならミョウバン型と判断できる。