一般小学生
まとめ
【定義】
物質を一度溶媒に溶解させた後、温度による溶解度の変化や溶媒の蒸発を利用して、再び固体として取り出す操作のことである。
学習の要点
- 重要語句:溶質、溶媒、飽和水溶液、溶解度、析出
- 用語の意義:温度変化によって溶解度が大きく変わる物質(ホウ酸など)と、あまり変わらない物質(食塩など)を区別し、純度の高い物質を分離・精製する手法として用いられる。
解説
物質が一定量の水(通常100g)に溶ける限界の量を溶解度という。溶解度は溶質の性質や水の温度によって異なり、一般的に温度が高くなるほど大きくなる。
高い温度で物質を限界まで溶かした「飽和水溶液」を冷却すると、温度低下に伴って減少した溶解度の差分だけ、溶けていた物質が溶けきれなくなり、固体(結晶)として現れる。この現象を析出という。この原理を利用して物質を分離する操作が再結晶である。
例えば、ホウ酸は温度による溶解度の変化が非常に大きいため、加熱して溶かした後に冷却することで効率よく再結晶させることができる。一方、食塩(塩化ナトリウム)は温度による溶解度の変化が小さいため、冷却による再結晶には向かず、水を蒸発させることで固体を取り出す手法が一般的である。
補足
再結晶は、物質に含まれる不純物を取り除き、特定の成分のみを純化(精製)する目的でも広く利用される化学操作の一つである。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
水にとかしたものを、もう一度つぶ(結晶)として取り出すことを「再結晶」といいます。
水にとける量は、水の温度によって決まっています。ホウ酸などの物質は、お湯にはたくさんとけますが、水の温度が下がるととける量が少なくなります。そのため、お湯にたくさんとかしてから冷やすと、とけきれなくなった分が外に出てきて、きれいな結晶になります。
食塩のように、温度が変わってもとける量がほとんど変わらないものは、冷やすよりも水をじょうはつさせて取り出す方法が使われます。このように、もののとけ方のちがいを利用して、再び固体を取り出すことができるのです。
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