飽和水溶液

まとめ

解説

水溶液に溶ける溶質の最大量（溶解度）は、物質の種類と温度によって固有の値を持ち、これを示すグラフを溶解度曲線と呼ぶ。固体の場合、ホウ酸や硝酸カリウムのように温度変化による溶解度の差が大きい物質は、高温の飽和水溶液を冷却することで効率的に結晶を析出させることが可能である。一方で、塩化ナトリウム（食塩）のように溶解度の変化が小さい物質は、加熱して水を蒸発させる手法が適している。このように、溶解度の差を利用して再び結晶を取り出す操作を「再結晶」という。結晶の形状は物質ごとに異なり、硫酸銅は青色の平行四辺形、ホウ酸は薄い板状、食塩は立方体、硝酸カリウムは針状の形態を示す。また、科学史においては日本初の女性化学者である黒田チカが天然色素の研究において、こうした物質の分離・精製の基礎となる化学的知見を深めた。気体の溶解度については、温度が上がると溶けにくくなり、圧力を高くするとより多く溶けるという性質がある。アンモニアや二酸化炭素といった気体の性質を理解する上でも、この飽和状態の概念は欠かせない。計算問題においては、水100gあたりの溶解度を基準に、水の量が変わった場合の溶解量や、冷却・蒸発時に析出する溶質の質量を正確に求めることが求められる。