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飽和水溶液

一般小学生

まとめ

飽和水溶液
ある温度において、溶質溶解度の限界まで溶けており、これ以上溶かすことができない状態の水溶液

解説

水溶液に溶ける溶質の最大量である「溶解度」は、物質の種類と温度によって固有の値を持ちます。一般に、固体の物質は温度が高くなるほど溶解度が増加しますが、その変化の度合いは物質によって大きく異なります。例えば、硝酸カリウムホウ酸温度上昇に伴い溶解度が急激に上がりますが、食塩(塩化ナトリウム)は温度が変化しても溶解度がほとんど変わりません。

飽和状態にある水溶液から溶質を再び固体として取り出す操作を「再結晶」と呼びます。再結晶には、物質の性質に合わせて主に2つの方法が使い分けられます。温度による溶解度の差が大きい物質には冷却法が、差が小さい物質には溶媒蒸発させる方法が適しています。

方法 適した物質 仕組み
冷却法 ホウ酸、硝酸カリウム 温度を下げて溶解度を小さくし、溶けきれなくなった分を出す
蒸発法 食塩塩化ナトリウム 水を蒸発させて溶媒の量を減らし、溶けきれなくなった分を出す
コラム

気体の溶解度は固体とは逆の性質を持ち、温度が上がると減少し、圧力が上がると増加します。また、水溶液の濃さを表す「質量パーセント濃度」は、溶質の質量を溶液全体の質量(溶媒+溶質)で割って100をかけることで算出されます。溶解の過程では、溶かす前と後で全体の重さが変わらない「質量保存の法則」が成り立ちます。結晶の形も物質ごとに決まっており、食塩は立方体、ホウ酸は薄い板状、硫酸銅は青色の平行四辺形といった特徴的な形状を示します。

小学生のみなさんへ

水に物を溶かすとき、いくらでも溶けるわけではありません。ある決まった量の水に、これ以上は溶けないというギリギリの量まで物が溶けている状態のことを「飽和水溶液ほうわすいようえき」といいます。

水に溶ける限界の量は、水の温度によって変わります。多くの物は、水の温度が高くなると溶ける量が増えます。例えば、お湯にはたくさん溶けたホウ酸も、水を冷やしていくと溶けきれなくなって、キラキラした「結晶けっしょう」となって出てきます。これを「再結晶さいけっしょう」と呼びます。

一方で、食塩のように温度を変えても溶ける量がほとんど変わらない物もあります。このような場合は、水を蒸発じょうはつさせて(飛ばして)中身を取り出します。物の種類によって、取り出し方が違うのがおもしろいところですね。

ルラスタコラム

結晶の形を観察してみよう!食塩はサイコロのようなきれいな四角い形をしていますが、ホウ酸はうすい板のような形をしています。顕微鏡虫めがねでのぞくと、まるで宝石のような美しい世界が広がっていますよ。

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