ろ過

一般小学生

まとめ

【定義】
液体中に存在する不溶性の固体粒子を、ろ紙などの多孔質物質を用いて物理的に分離・回収する操作である。

まとめ

ろ過は、粒子の大きさとろ紙の目の細かさの差を利用して、固体と液体を分離する手法である。物質が溶媒に溶けて均一に混ざり合う「溶解」の状態では分離できないが、冷却などにより析出した結晶を取り出す再結晶などの工程で不可欠な技術である。

解説

ろ過の基本原理は、ろ紙の微細な隙間(目)による粒径の選別にある。溶媒分子や溶質粒子(イオンや分子)は隙間を通過できるが、大きな固体粒子は通過できず「ろ過残渣(ざんさ)」としてろ紙上に残る。一方、通過した液体は「ろ液」と呼ばれる。

水溶液において、溶質が溶媒に溶けて均一に混ざり合う現象を溶解といい、その結果できた液体を溶液という。溶質(例:食塩、酢酸、ヨウ素)と溶媒(例:水、エタノール)の組み合わせによって、食塩水、酢、ヨウ素アルコール溶液などの溶液が形成される。溶質の種類や温度によって水への溶けやすさ(溶解度)は異なり、溶解の際、溶けている物質の総量は変化せず「質量保存の法則」が成り立つ。

実験技術としては、ろ紙を漏斗に密着させ、液体の飛散を防ぐためにガラス棒を伝わせて注ぐ。さらに、漏斗の足の先端をビーカーの壁につけることで、表面張力を利用してろ過速度を安定させ、効率よく分離を行う。水溶液の濃度は「溶質の質量÷溶液(溶媒+溶質)の質量×100」で算出され、温度による溶解度の差を利用して溶質を分離する「再結晶」の際にも、このろ過操作が用いられる。

小学生のみなさんへ

「ろ過」とは、水の中にまじっている、とけていない「つぶ(固体)」を、ろ紙という特別な紙を使って分ける方法のことです。水にとけているさとうなどはろ紙を通り抜けますが、とけのこったつぶはろ紙の上に残ります。このとき、とけているものを「溶質(ようしつ)」、とかしている液体を「溶媒(ようばい)」、まざりあった液体を「溶液(ようえき)」とよびます。理科の実験では、ガラスぼうをつたわせてゆっくり流しこんだり、ろうとの先をビーカーのかべにつけたりして、きれいに分ける工夫をします。

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