まとめ
- 一定量の液体（溶媒）に物質（溶質）を溶かしていくとき、それ以上溶かすことができない限界に達した状態のこと。
- 飽和状態にある溶液を「飽和水溶液」と呼び、その温度で溶ける最大量を「溶解度」という。
- 溶解度は物質の種類や温度によって決まっており、一般的に固体は温度が上がると溶ける量が増え、気体は減る傾向がある。
解説
物質が水などの液体に溶ける限界の量である「溶解度」は、温度の変化に大きく影響されます。砂糖やみょうばん、ホウ酸といった多くの固体物質は、温度が高くなるほど溶ける量が増えていきます。特にみょうばんは温度による変化が非常に大きく、冷やすことで溶けきれなくなった分を再び結晶として取り出す「再結晶」によく利用されます。
一方で、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物質や、水酸化カルシウムのように温度が上がると逆に溶けにくくなる特殊な物質も存在します。また、酸素や二酸化炭素などの気体は、固体とは反対に温度が高くなるほど水に溶けにくくなるという性質を持っています。
実験や計算問題では、特定の温度における溶解度を求める場面があります。例えば、40℃と60℃の溶解度データしか手元にない場合に、その中間である50℃の溶解度を推定することがあります。この際、グラフを直線であると仮定して、2つのデータの平均値を算出することで、およその値を導き出す手法が用いられます。
水に塩や砂糖を溶かしていくと、最初はどんどん溶けていきますが、あるところでそれ以上溶けなくなって、底にたまっていきます。このように、水がもうこれ以上は溶かせないよ！といっぱいになった状態を「飽和」といいます。
どれくらいの量が溶けるかは、水の温度によって変わります。多くの物質は、お湯のように温度が高くなるとたくさん溶けるようになります。でも、食塩のように温度が変わっても溶ける量があまり変わらないものや、反対に温度が上がると溶けにくくなるものもあります。
理科の実験では、この「いっぱいまで溶けた限界の状態」をうまく使って、溶けているものを取り出したり、混ざりものを分けたりします。
炭酸飲料がぬるくなると、シュワシュワが抜けてしまうのはなぜでしょう？実は、二酸化炭素という気体は、水の温度が上がると溶けていられなくなる性質があるからです。温度が上がって「飽和」の限界が小さくなったため、溶けきれなくなった気体が泡になって外に出ていってしまうのですね。
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