2年 化学TB 資料17 溶液の性質 溶解度
2年 組 番 ( )
溶解度
飽和溶液
一定温度で、一定量の液体にとける物質の量には限界がある。この限界の量を ( 溶解度 )という。
限界まで溶質が溶けた溶液を ( 飽和溶液 )という。
☆ 飽和溶液では 溶け出る量と 結晶表面に戻る量は等しい。
固体の溶解度
普通、100gの溶媒に溶け込む溶質の質量(g単位)の数値で表す。
溶媒が水の場合、温度が高いほど溶解度の大きい物質が多い。
溶解度と温度との関係を表したグラフを ( 溶解度曲線 )という。
温度(℃) |
塩化ナトリウムNaCl |
塩化カリウム KCl |
硝酸カリウム KNO3 |
硫酸銅(U) CuSO4 |
ホウ酸 H3BO3 |
ショ糖 C12H22O11 |
水酸化カルシウム Ca(OH)2 |
0 |
35.7 |
28.1 |
13.3 |
14.0 |
2.77 |
|
0.172 |
20 |
35.8 |
34.2 |
31.6 |
20.2 |
4.88 |
198 |
0.155 |
40 |
36.3 |
40.1 |
63.9 |
28.7 |
8.90 |
235 |
0.132 |
60 |
37.1 |
45.8 |
109 |
39.9 |
14.9 |
287 |
0.108 |
80 |
38.0 |
51.3 |
169 |
56.0 |
23.5 |
365 |
0.085 |
100 |
39.3 |
56.3 |
245 |
77.0 |
38.0 |
492 |
0.069 |
例題 60℃のホウ酸の飽和水溶液200gは、何gのホウ酸を含むか。
60℃のホウ酸の溶解度は14.9である。
解 60℃のホウ酸の飽和水溶液(100+14.9)g中にホウ酸が14.9g含まれている。
したがって、
溶液200g中のホウ酸は 答 25.9g
再結晶
高温になるほど溶解度の大きい固体では、
飽和に近い高温の溶液を冷やしていくと、⇒溶解度を超えた分だけが固体として析出してくる。
例: 硝酸カリウムと塩化カリウムの混合物の場合
高温の水に溶かして冷却すると、溶解度の差の大きい硝酸カリウムだけが、純粋な結晶として析出する。
上の現象を利用して物質を精製する操作を、( 再結晶 )という。
気体の溶解度
気体の溶解度は、1atmの気体が溶媒と接しているとき、溶媒1ml中に溶け込む気体の体積〔ml〕を、
標準状態での体積に換算して表すことが多い。
気体の溶解度は、一般に高温になるほど小さくなく。
☆温度が高いと、溶媒分子や溶けた気体分子の熱運動が激しいため、気体分子が溶液中から空間へ飛び出しやすいから。
気体 |
0℃ |
20℃ |
40℃ |
60℃ |
80℃ |
窒素 N2 |
0.024 |
0.016 |
0.012 |
0.010 |
0.0096 |
酸素 O2 |
0.049 |
0.031 |
0.023 |
0.019 |
0.018 |
二酸化炭素CO2 |
1.71 |
0.88 |
0.53 |
0.36 |
|
塩化水素 HCl |
507 |
442 |
386 |
339 |
|
アンモニアNH3 |
1176 |
702 |
|
|
|
アンモニアや塩化水素は水と反応して、次のように電離する。
NH3 + H2O → NH4+ +OH−
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
気体の溶解度と圧力
溶解度が小さく、溶媒と反応しない気体の場合
「一定温度で一定量の溶媒に溶ける気体の質量は、溶媒に接しているその気体の圧力に比例する。」
ヘンリーの法則(1803年)
混合気体の溶解
各成分気体の溶解度(質量)は、空気全体の圧力(全圧)ではなく、それぞれの分圧に比例する。
例題 空気を体積比4:1の窒素と酸素の混合気体とみなせば、20℃、2.0atmの空気と接して
いる水10
解 1.0atmの窒素と1.0atmの酸素は、10
l (104ml)の水にそれぞれ窒素 0.20×1.6=0.32〔g〕、 酸素 0.44×0.40=0.18〔g〕
答 窒素 0.32g 、酸素 0.18g