水溶液の性質と溶解
砂糖を水に入れるとなくなるように見えますが、本当に消えたわけではありません。水溶液のしくみを学びます。
基本知識
水のように物質を溶かす液体を溶媒、溶けている物質を溶質、できた液体全体を溶液といいます。溶媒が水のものを特に水溶液といいます。
水溶液には3つの共通する性質があります。
① 透明である(色がついていても透明であればOK。例: 硫酸銅水溶液は青いが透明)。
② 濃さがどこも同じ(時間がたっても底に溜まらない)。
③ 溶質の粒子は非常に小さく、ろ紙を通り抜ける(ろ過できない)。
溶質は完全に分子・イオンレベルにバラけて溶媒中に均一に広がっています。
📘 重要用語
溶質（溶けている物質。食塩・砂糖など）
溶媒（溶かす液体。水が代表）
溶液（溶媒+溶質。溶媒が水なら水溶液）
溶解（物質が溶媒に均一に分散する現象）
飽和水溶液（これ以上溶質が溶けない状態の水溶液）
溶解度（100gの水に溶ける溶質の最大量 [g]）
溶質（溶けている物質。食塩・砂糖など）
溶媒（溶かす液体。水が代表）
溶液（溶媒+溶質。溶媒が水なら水溶液）
溶解（物質が溶媒に均一に分散する現象）
飽和水溶液（これ以上溶質が溶けない状態の水溶液）
溶解度（100gの水に溶ける溶質の最大量 [g]）
深掘り (背景・意義)
「溶ける」現象の本質は、溶質の粒子が溶媒の粒子の間に入り込み、均一に拡散することです。砂糖が水に溶けても質量は変わらず、質量保存則が成立します(砂糖10g+水90g=砂糖水100g)。これは「物質が消えたのではなく分散しただけ」だからです。
溶解には溶けやすい組み合わせがあります。水(極性溶媒)には食塩・砂糖などの極性物質がよく溶け、油(無極性溶媒)には油性インクなどの無極性物質がよく溶けます。「似たものは似たものを溶かす」という化学の重要原則です。
💡 ポイント
- 溶液 = 溶質 + 溶媒
- 水溶液の3条件＝透明・均一・粒子は微小
- 溶けても質量は保存(砂糖+水=砂糖水)
- 色つき水溶液もある(透明であれば可)
- 飽和＝これ以上溶けない
- 溶解度＝水100gに溶ける最大量
- 似たものは似たものを溶かす
注意点 (混同しやすい)
① 透明と無色は別。色がついていても向こうが見えれば透明。② 溶質は固体だけでなく液体や気体もありえる(炭酸水のCO2、お酒のエタノール)。③ 溶ける(溶解)と融ける(融解)は別現象。④ 牛乳は不透明で底に沈むので水溶液ではない(コロイド)。
練習
- 水溶液の3つの特徴を述べなさい。
- 砂糖20gを水80gに完全に溶かしたとき、水溶液全体の質量はいくらか。
- 牛乳が水溶液とはいえない理由を説明しなさい。