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【中1・理科】飽和水溶液・濃度・溶解度の重要ポイント

中学1年生の理科で、水溶液の単元の定期テストで頻出の重要な単語や計算方法をまとめてあります。

この記事では、定期テストでしっかり点数を取りたい生徒のために、学校の授業で習う最重要項目を学習できるようにポイントをまとめてありますので、ぜひ参考にしてください。

さらに、砂糖や食塩を水に溶かすと見えなくなる・・・。なぜですか?あるものが消える?それとも見えなくなっただけ?など、さまざまな反応と共に疑問を当学習塾で生徒からの質問で、なかなか面白く、解決させたい内容でしたので、再度この記事でも紹介したいと思います。

定期テスト 頻出!超重要用語<ぜったい覚えよう>

  • 溶質・・・液体にかす物
  • 溶媒・・・けるのを介する物質(要するに、ここでは水のことですね)
  • 溶液・・・溶質がけてできた体全体のこと
  • 水溶液・・・けてできた体のこと
  • 質量パーセント濃度・・・溶液全体のうち、どのくらいの割合で溶質が溶けているのか
  • 飽和水溶液・・・飽和に達した水溶液
  • 飽和・・・もうそれ以上、溶質が溶けなくなった状態
  • 溶解度・・・ある温度で水100gにとける溶質の質量

溶解度をもう少し詳しく説明すると・・・

・溶解度は物質によって決まっている

・固体の溶解度はふつう温度が高いほど大きい(気体はふつう温度が低いほどよくとける)

  • 結晶・・・純粋な物質は固体のとき、その物質に特有の規則正しい形をしている(例:塩化ナトリウムの結晶は立方体)
  • 再結晶・・・液体にとけた物質を結晶の形で液体から取り出すこと

再結晶をもう少し詳しく説明すると・・・

→溶解度の差を利用して液体を冷却して結晶を取り出す方法と、加熱して溶媒を蒸発させて固体の結晶を取り出す方法がある

濃度の計算方法

例えば、食塩水の場合。図のようなイメージになります。

濃度とは、全体(食塩水)の中に塩はどのくらいの割合で入っているのか、ということを指します。

 

質量パーセント濃度を求める公式

それでは、例題を使って計算してみましょう。

問題  70gの水に食塩を30g全て溶かした食塩水の質量パーセント濃度は?

問題文を図にするとこんな感じです。

 

質量パーセント濃度を求める公式

問題文より、

溶質の質量 ⇨ 塩30g

溶液の質量 ⇨つまり、食塩水の量なので、水70g+塩30g=100g

とわかります。

つまり、公式に当てはめると、

これを計算すると答えは、30%になります!

溶解度の計算方法

溶解度曲線を使った問題①溶解度の読み取り

教科書や問題集に、このようなグラフが出てきますよね。

このグラフは、溶解度曲線といいます。

溶解度曲線を使ったポピュラーな問題を紹介しながら、このグラフの読み取りを学びましょう!

問題  40度の水100gにはおよそ何gの硝酸カリウムが溶けますか?

このような問題が出た場合、まず、硝酸カリウムの溶解度曲線と40度の線に注目します。

硝酸カリウムの溶解度曲線は水色、40度の線はにしてみました。

この2つの線が交わっている点が、40度の水100gに溶ける硝酸カリウムの量になります。

そして、図のように、2つの線が交わっている点からずーっと左を見ていくと、およそ61gとわかります。

つまり、40度の水100gに溶ける硝酸カリウムの量は、およそ61gです!

溶解度曲線を使った問題②水の温度を変化させた時に取り出せる物質の量

先ほどと同じ溶解度曲線を使います。

問題  100gの水に硝酸カリウムが40g解けています。水を10度まで下げた時に取り出せる硝酸カリウムの量は何gですか?

まず注目したいのは、10度の水100gに何gの硝酸カリウムが溶けるのか。

つまり、先ほどの問題と同じく、グラフを使って読み取ります。

硝酸カリウムの溶解度曲線は水色、10度の線は、2線が交わっている点をにしてみました。

10度の水100gに溶ける硝酸カリウムの量を知りたい時は、交わっている点からずーっと左を見るですよね?

つまり、20g溶けるということがわかります!


この問題は、”水100gに硝酸カリウムが40g溶けている”ので、

元々ある硝酸カリウムの量から、水を10度にした時に溶ける硝酸カリウムの量を引けば、取り出せる物質の量が出ます!

ゆえに、

 40g(元々の硝酸カリウムの量)ー20g(10度の水に溶ける硝酸カリウムの量)=20g(取り出せる硝酸カリウムの量)

となります!

なので、答えは20gです!!

溶けると見えなくなる理由は簡単!

砂糖や食塩がバラバラの目に見えない粒子になって、水に溶け込むからです。

そのワケを順を追って説明しますね。

  1. 水の中に食塩や砂糖の塊を入れる。
  2. 食塩が溶け始める。
  3. 食塩の粒子が水の中に均一に広がる。

水の中に食塩や砂糖の塊を入れる

この画像の左側は砂糖や食塩を入れた直後です。

まだ塊というか固形のままで、見えていますよね。

溶け始める

まずは試しに、水の中に食塩を入れてみます。

入れた食塩をかき混ぜていきますよ!

食塩・砂糖が均一に広がる

5秒もしないうちに食塩がバラバラになっていき、少し水が濁った色になってきました。

まだまだ混ぜてみます。

約30秒ほど混ぜると見えなくなりました。

この食塩の一粒一粒が水に入れることで、小さくなり、水全体へと広がり、始めました。

おっと、40秒ほど時間をかけて混ぜると見えなくなったね。

まとめ

水溶液は、中1理科の中でも、計算ができない、グラフがわからない・・・と苦手意識を持つ生徒が多い単元の一つです。

しかし、しっかりと用語を覚え、グラフを読み取るポイントさえおさえれば、どんなに難しい問題だって解けるようになります!


水溶液・溶解度のポイント
★用語をしっかりおさえよう!

(溶質、溶媒、水溶液、濃度、溶解度、溶解度曲線、飽和、飽和水溶液、結晶、再結晶)

★濃度の計算をできるようになろう!

(質量パーセント濃度[%]=溶質の質量[g]/溶液の質量[g]×100)

★溶解度曲線を読み取れるようになろう!

温度100gの水に溶ける質量の関係を理解する)


この2つをおさえれば、あとは問題演習するのみ!!

学校のワークや教科書準拠の問題集を使って念入りに復習しましょう!

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