ミョウバンの溶ける量は温度によって違うのはなぜでしょう

小学校の教員をしている者です。
　５年生の「もののとけ方」の学習で，「食塩は水温を上げても溶ける量はほとんど変わらないが，ミョウバンは水温を上げるとたくさん溶けるようになる。」という内容を教えます。そこで，子どもから純粋な疑問として「なぜそうなるの？」というものが出されました。
　私には化学的な知識が乏しく，検索エンジンを用いて調べてみたのですが，原理はとても難しそうで，自分でもよく理解できませんでした・・・。
　しかし，「難しいので中学高校で習ってね」と放ってはおけない性分で，自分なりに以下のように説明してみたのですが・・・果たして大きく間違っていないか，甚だ心配です。大きな間違いがあればご指摘を，また，おおまかに合っているとしても，もう少し小学生にも分かりやすい説明ができないか，ご教授願えないでしょうか。
　説明「物が溶ける時，その溶かす物がさらにいくつかの小さなつぶ（イオン）に分かれて，水のつぶの間に入り込みます。温度を上げると，その水の粒の動きが活発になるので，よりイオンをとり囲みやすくなり，たくさんとけるのだと思います。
　では，なぜ食塩ではそうならないのかと言えば，食塩とミョウバンでは元になっているイオンのならび方（つながり方）がちがい，食塩のイオンはよりたくさんの水の粒を強く引きつけるので，温度を上げても水のつぶの側にとり囲む余裕がないためかと考えられます。」
　よろしくお願い致します。

No.2 回答者： drmuraberg 回答日時： 2019/12/06 02:20

指導手引きは詳しくて解り易いです。

食塩、ミョウバン、実験
驚くほど多数のHPが見つかりました。

しかし、食塩とミョウバンの溶解度の温度依存性の差に付いて
説明しているHPは全く見つかりません。
教科書で全てが済むなら「この世の中先生だけが居ればいい、
先に生まれた奴は必ず居るから、ハハ呑気だね。」とも言って居れ
ないと思います。
小学生の素朴な疑問、そんな彼らへの対応が未来のノーベル賞学者を
生むのかも知れません。「ロウソクの科学」はそんな一例かとも
思います。

http://www.mext.go.jp/component/a_menu/education …

なぜ塩が水に溶けるのかを小学生へ説明するのは次のHPが参考に
成るのではと思います。二番目の絵は原子記号を使った一番目の
HPにも応用できそうです。
https://kimika.net/rr4mizutokeru.html
https://jhs-examination.jp/solution-dissolution/

さて溶ける事は説明できても、その差をどう説明するかが残ります。
＜説明「物が溶ける時，・・・・・・温度を上げても水のつぶの側に
とり囲む余裕がないためかと考えられます。」＞
は近い所をかすっている様な感じがします。

次の様に考えて見ましょう。
食塩もミョウバンも結晶です。物が溶けると云う事は、それが小さな
粒になり、その粒から分子がイオン化して水分子と混じり合う
事です。説明は「混じり合う」のはなぜに対して重点が置かれ、
「なぜ結晶は溶けるの」が掛けていると思います。
「結晶の溶け方になぜ温度差が有るの？」に付いて次の記述を
見つけました。＜食塩とミョウバンでは元になっているイオンの
ならび方（つながり方）がちがい＞に近い部分です。
参考にしてください。

＜図2-1からわかるように，
食塩の結晶の溶解度は，温度によってあまり変わらないが，
ミョウバンの結晶は温度が上がるとその溶解度が著しく増加する。
塩化ナトリウムの場合，固体の中で陽イオンと陰イオンが強く
引き合い，各イオンが水に取り囲まれてもそれほど安定化しない
ことから，溶解度は比較的低く温度によってもあまりかわらない。
ミョウバンの場合，イオン間の引き合う力が弱く＊，また，水分子
との相性が良いため＊＊，温度が上がると急に溶解度が高くなる。
温度が上がると，分子やイオンの運動が激しくなり，ミョウバンの
固体を作っていたイオンはバラバラになり易くなるためである。＞
（PDFでURLが添付できませんでした。Yahoo検索、「実験で学ぶ化学」
「ミョウバン」で検索してください。最初に出て来る、佐藤真理、
渥美みはる氏の論文の頁2046から抜粋。　文を、読みやすく手直し。）

＊、＊＊ミョウバンは水分子との水和物であるため。

ちなみに塩化ナトリウム２水和物の溶解度は温度に強く依存するそうです。

この回答へのお礼

初めの解答者の方の批判からのフォロー，分かりやすい解説文の紹介ありがとうございました。特に＊の部分の「ミョウバンは水分子との水和物であるため」というところを読んで，「そういえば薬品の瓶に書いてある正式名称は”硫酸カリウムアルミニウム・１２水和物 ”だったなぁ」と思い，分かりやすいと感じました。子どもにも，それを用いて説明してみようと思います。本当にありがとうございまいた。

お礼日時：2019/12/06 16:34

No.1 回答者： スリープ 回答日時： 2019/12/05 16:54

教員なら教科書を読みましょう