１　溶解と溶液お

【溶解】

　物質が水などの液体に溶けることを〔　溶解　〕という。固体の物質が水に溶解した場合，物質をつくっている粒子の間に水分子が入りこむことによって，物質をつくっている粒子は，1つ1つばらばらの状態になる。ばらばらになった粒子は熱運動によって水の中を広がっていき（分散し），水分子とともに均一に混ざり合う。

塩化ナトリウムNaClのように原子が集まっている物質が溶解すると，Na原子とCl原子1つ1つばらばらになって分散している。

　砂糖のように分子が集まってできている物質が溶解すると，砂糖分子1つ1つがばらばらになって分散している。

　気体の物質が水に溶けた場合も同じ状態になる。例えば，アンモニアNH₃は水に溶けやすく，水に溶けると1つ1つのNH₃分子が水分子と混ざり均一になっている。

　水分子や物質をつくっている原子や分子は目に見えないので，溶解すると〔　透明　〕になる。

溶液の性質

　・溶液は透明である。（無色でも有色でもよい）　物質をつくっている粒子がばらばらになり，目に見えないから。

　・質量は一定に保たれる。　溶質の質量＋溶媒の質量＝溶液の質量

　・溶液は均一である。　どこをとっても同じ濃さになる。

【溶液の濃度】

　水100gに食塩25gを溶かした食塩水Aと，水420gに食塩80gを溶かした食塩水Bとではどちらが濃いか。これは，溶液中にどれだけ食塩があるかで決まる。

　A　食塩水100g＋25g＝125g中に食塩25g　⇒　25／125＝0.2

　B　食塩水420g＋80g＝500g中に食塩80g　⇒　80／500＝0.16　　Aの方が濃い　　　　

質量パーセント濃度

　溶液の濃さ（濃度）は溶液（溶媒＋溶質）中にどれだけ溶質があるかで示す。これはパーセント（百分率：100の中にどれだけあるか）で表すことができる。溶液の場合は質量でパーセントをとるので質量パーセント濃度という。

　質量パーセント濃度〔％〕＝溶質の質量／溶液の質量×100

例題　次の各問いに答えよ。答えは少数第一位まで求めよ。

(1)　ある物質20gを水100ｇに溶解した。この溶液の質量パーセント濃度はいくらか。

(2)　水100gに食塩を溶かして，10％の食塩水を作りたい。食塩何gを水100gに溶かせばよいか。

　　�@　20／(20＋100)×100＝16.66≒16.7〔％〕

　　�A　食塩をx gとすると，x／(x＋100)×100＝10，　x＝11.11≒11.1〔g〕

【飽和溶液】

　水に食塩（塩化ナトリウムNaCl）をどんどん加えていくと，これ以上溶けなくなる状態になる。なぜこのような状態になるか考えてみよう。

水溶液中で食塩をつくっている粒子は，1つ1つばらばらになり熱運動で分散している。この水溶液にさらに食塩を加え溶かすと，分散する粒子が多くなる。分散する粒子が多くなると粒子どうしの距離が近くなり，粒子間に引力がはたらくようになるので，粒子どうしが集まり下にたまりはじめる。

このため，食塩などの物質はある一定量までしか溶解しない。これ以上溶けなくなった状態の溶液を〔　飽和溶液　〕という。

飽和溶液を加熱すると，溶質粒子の熱運動が大きくなるので，粒子間にはたらく引力を振り切りきって分散することができる。そのため，飽和状態になった溶液でも加熱をすれば，さらに物質を溶解することができる。ただし，例外的に加熱すると溶けにくくなる物質もある。

【溶解度】

一定の質量の溶媒に，どれだけの質量の溶質が溶けるかを示した数値を〔　溶解度　〕という。溶解度は次の例のように，溶質の種類によって異なる。　通常，溶解度は溶媒100gに溶ける溶質の最大量で示す。（左下図）

溶解度曲線

　物質の溶媒に対する溶解度は，温度によって変わってくる。　　一般的には高温ほど溶解度は　　大きくなる。温度と溶解度の関係を示した曲線（グラフ）を〔　溶解度曲線　〕という。（右上図）

例題　上の溶解度曲線から数値を読みとって，次の各問いに答えよ。

(1)　�@　60℃における硝酸カリウムの溶解度はいくらか。

�A　20℃における硫酸銅の溶解度はいくらか。

(2)　�@　40℃の水100gに硝酸カリウム50gを溶かした。この水溶液に硝酸カリウムはあと何g溶けるか。

�A　60℃の水50gに硝酸カリウム20gを溶かした。この水溶液に硝酸カリウムはあと何g溶けるか。

(3)　40℃で，硝酸カリウムの飽和水溶液100g中に，硝酸カリウムは何g含まれているか。答えは整数で求めよ。

(4)　20℃で，硫酸銅の飽和水溶液をつくった。この溶液の質量パーセント濃度を求めよ。答えは整数で求めよ。

(1)　�@　110　　�A　20

(2)　�@　40℃の水100gに硝酸カリウムは65gまで溶ける。すでに50gを溶かしているので，あと65−50＝15〔g〕まで溶ける。

　　�A　硝酸カリウム　…　　60℃で水100gに110gまで溶ける ⇒　水50gには，55gまで溶ける

　　　　すでに20g溶かしているので，あと55−20＝35〔g〕まで溶ける。

(3)　40℃での硝酸カリウムと溶解度と飽和溶液100gに溶けている硝酸カリウムの量をx〔g〕とすると，次のようにまとめられる。

(4)　20℃での硫酸銅の溶解度は次のようにまとめられる。

　　　　　　　水　　＋　　硫酸銅　　＝　　飽和溶液

　　　　　　　100g　　　　　20g　　　　　　120g

　　　質量パーセント濃度＝20/120×100＝16.6≒17〔％〕

再結晶

溶液中の溶質が結晶として現れる（通常は，溶液の底に沈殿する）現象を〔　析出　〕という。溶液中の物質を析出させて取り出す操作を〔　再結晶　〕という。

例題　硝酸カリウムは水100gに対して，60℃で110g，80℃で170gまで溶解する。以下の各問いに答えよ。

(1)　80℃で水100gに硝酸カリウムを150g溶かして溶液をつくった。この溶液を60℃まで冷却すると，硝酸カリウムは何g析出するか。

(2)　80℃で硝酸カリウムの飽和溶液をつくった。この飽和溶液100gを60℃に冷却すると，何g硝酸カリウムが析出するか。答えは整数で求めよ。

(1)　40g