まとめ
- 溶媒である水に、溶質である砂糖（スクロース）を溶解させた、均一な相を持つ中性の水溶液。
- 溶液全体の質量は溶質と溶媒の質量の和に等しいが、体積は分子間の隙間に溶質が入り込むため、単純な合計よりもわずかに減少する。
- 加熱により水分を蒸発させると溶質が残留し、さらに高温で加熱すると有機物特有の性質として焦げて黒い炭素の塊となる。
解説
砂糖水は、水という溶媒に砂糖という溶質が分子レベルで拡散し、均一に混ざり合った状態を指します。物質が溶解しても質量保存の法則が成り立つため、溶液全体の質量は「溶質の質量＋溶媒の質量」で算出されます。溶液の濃さを表す指標には「質量パーセント濃度（%）」が用いられ、計算式は「（溶質の質量 ÷ 溶液全体の質量）× 100」で定義されます。例えば、水100gに砂糖25gを溶解させた場合、全体の質量は125gとなり、濃度は20%となります。
物理的特性として、砂糖水は濃度が高まるほど密度が増加します。特筆すべきは、食塩水と比較した場合、同一質量を溶解させた際の体積増加率が砂糖水のほうが大きいという点です。また、固体の溶解度は一般に温度上昇に伴って増大するため、高温で多くの砂糖を溶かした飽和水溶液を冷却することで、再び砂糖の結晶を取り出す「再結晶」が可能です。砂糖は非電解質であるため、その水溶液は電気を通さないという特徴も持ちます。
砂糖（スクロース）は炭素・水素・酸素からなる有機物です。そのため、砂糖水を加熱して水分を飛ばした後にさらに加熱を続けると、熱分解が起こり、黒い炭素が残ります。これは無機物である食塩（塩化ナトリウム）を加熱しても焦げないことと対照的であり、未知の溶液を特定する際の重要な判断材料となります。また、複数の異なる濃度の砂糖水を混合する場合、混合後の濃度は「それぞれの溶液に含まれる溶質の合計質量 ÷ 混合後の溶液の合計質量」によって導き出すことができます。
砂糖水は、水に砂糖をとかした液体のことです。理科では、とかしている物質を「溶質」、とかしている液体を「溶媒」とよびます。砂糖水の場合、砂糖が溶質で、水が溶媒になります。
砂糖を水にとかすと、全体の重さは「水の重さ＋砂糖の重さ」になります。しかし、かさ（体積）は、砂糖のつぶが水のすきまに入りこむため、たし算したときよりも少しだけ小さくなるという不思議な性質があります。また、砂糖水は「中性」という性質をもっていて、電気を通しません。
砂糖水を火にかけて水を蒸発させると、あとに砂糖が残ります。さらに熱し続けると、砂糖はこげて黒いかたまりになります。これは、砂糖が「炭素」をふくむ有機物だからです。
記事の内容に誤りがありますか？
⚠️ 修正を提案する