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溶解度曲線

溶解度曲線

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 水の温度変化に伴い、物質が溶けることのできる最大量(溶解度)がどのように変化するかを示したグラフ。
  • 温度ごとの溶解度の違いを視覚的に把握し、結晶析出量や水溶液濃度計算を行うための基礎データ。
  • グラフの縦軸に溶解度(通常は水100gあたりの質量)、横軸に温度をとって描かれる。

解説

一定量の水(通常100g)に溶ける物質の最大質量を「溶解度」と呼びます。この溶解度を温度ごとにプロットして結んだものが溶解度曲線です。一般に、固体物質の多くは温度が上がるほど溶解度が増加しますが、その増え方は物質によって大きく異なります。例えば、温度上昇とともに急激に溶ける量が増える物質もあれば、食塩のようにほとんど変化しない物質もあります。

物質が限界まで溶けている状態を「飽和水溶液」といいます。この飽和状態にある水溶液の温度を下げると、温度低下によって溶けきれなくなった分が結晶として現れます。これを「析出(せきしゅつ)」と呼びます。溶解度曲線を使うことで、特定の温度まで冷やしたときにどれくらいの重さの結晶が出てくるかを計算したり、複数の物質が混ざった状態から特定の物質だけを取り出す「再結晶」の条件を判断したりすることができます。

コラム

溶解度曲線は、理科の計算問題において非常に重要な役割を果たします。グラフから特定の温度における溶解度を正確に読み取り、水の量に応じた比例計算を行うスキルが求められます。また、溶けている物質の質量と水溶液全体の質量の比率から「質量パーセント濃度」を求める際にも、この曲線のデータが前提となります。複数の物質が示されたグラフでは、冷却による結晶の析出順序や量の比較など、多角的な読解力が試されます。

小学生のみなさんへ

水の温度が変わると、そこに溶けることができる物の量も変わります。この「温度によって溶ける量がどう変わるか」を線でつないでグラフにしたものが「溶解度曲線ようかいどきょくせん」です。

ふつう、水があたたかくなるほど、物はたくさん溶けるようになります。でも、どれくらい増えるかは物によってバラバラです。例えば、ミョウバンのように温度が上がると急にたくさん溶けるようになるものもあれば、食塩のように温度が変わっても溶ける量がほとんど変わらないものもあります。

水に限界まで物が溶けている状態を「飽和ほうわ」といいます。あたたかい水にたくさん溶かしたあとで、その水を冷やしていくと、溶けきれなくなった分が「結晶けっしょう」という粒になって出てきます。これを「析出せきしゅつ」と呼びます。グラフを見れば、あとどれくらい溶けるかや、冷やしたときにどれくらいの粒が出てくるかがすぐにわかるのです。

ルラスタコラム

海の水から塩を作るとき、水を蒸発させて塩を取り出しますよね。これは、食塩が「温度を変えても溶ける量がほとんど変わらない」という性質を持っているからです。冷やすだけでは塩は少ししか出てこないので、水の量を減らすことで無理やり外に出しているんですよ。

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