まとめ
- 物質が溶媒(通常は水)にそれ以上溶けることができない限界の量のことです。
- この状態を飽和と呼び、その時の溶質の重量を指します。
- 温度の変化に伴って限度量は増減し、溶けきれなくなった物質は結晶として現れます。
解説
物質が一定量の水に溶けることのできる最大量を「溶解度」と呼び、温度ごとの変化をグラフ化したものを「溶解度曲線」といいます。一般に、固体物質は温度が高くなるほど溶ける限度量が増加する性質を持っています。例えば、温度が上がると急激に溶ける量が増える物質もあれば、食塩のように温度による変化がほとんど見られない物質もあります。
高い温度で限界まで溶かした水溶液(飽和水溶液)を冷却すると、温度の低下によって限度量が減少します。このとき、溶けきれなくなった分の物質が固体として現れる現象を「析出」と呼び、出てきた固体を「結晶」といいます。複数の物質が混ざっている場合でも、それぞれの溶解度の差を利用することで、特定の物質だけを純粋な結晶として取り出すことが可能です。
また、溶液全体の重さに対して溶けている物質がどれくらいの割合かを計算したものを「質量パーセント濃度」といいます。グラフから特定の温度での溶解量を読み取り、冷却後の析出量や水溶液の濃さを算出する力は、理科の計算問題において非常に重要です。
水に塩や砂糖を溶かすとき、いくらでも溶けるわけではありません。これ以上はもう溶けないというギリギリの量のことを「限度量」といいます。この限界まで溶けている状態を「飽和」と呼びます。
水の温度が変わると、この限度量も変化します。多くの物は、水の温度が高くなるほどたくさん溶けるようになります。反対に、温かい水にたくさん溶かした後に水を冷やすと、溶けきれなくなった分が粒になって出てきます。これを「析出」といい、出てきた粒を「結晶」と呼びます。
どのくらいの量が溶けるかは、物によって決まっています。グラフを見て、今の温度で何グラム溶けるのかを確認したり、冷やしたときに何グラムの粒が出てくるのかを計算したりして、物の性質を調べてみましょう。
ミョウバンという粉を熱いお湯にたくさん溶かして、ゆっくり冷やしていくと、宝石のようにキラキラした大きな結晶を作ることができます。限度量の変化を利用した、理科の楽しい実験の一つですね。
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