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 ビーカーに飽和した食塩水を入れ、それに砂糖を加えて良くかき混ぜます。 
するとその食塩水は砂糖を自らに溶かす事は出来るのでしょうか? 

出来るとすれば何故なのでしょう。

私の感覚では、既にで満席(飽和状態)の映画館(食塩水)に砂糖を入れても砂糖は
座れない(溶けない)のではないかと思うのですが・・いかがなものなのでしょうか?

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A 回答 (5件)

2です。


昨日書いたように、ものが溶けるか溶けないか(というよりも、ある事象が進むか進まないか)は、「物質間の相互作用(引き合う、反発する)」と「エントロピー変化」により決まります。これらを考慮した自由エネルギーというものが、事象が進むか進まないかの判断に使われます。

さて、真水に砂糖を溶かすときと、食塩水に砂糖を溶かす時、この2つの項が変わるかどうかです。

後者、すなわちエントロピー項はほとんど変わりません。細かく言うといろいろ考えるべきことはありますが、溶けたときに砂糖分子が飛び回ることが出来る範囲は変わらないということだけ考えておけば良いと思います。

そして、前者(集まりやすいか否か)ですが、こちらはかなり変わると思います。考えるべき相互作用が、【砂糖分子】と【水分子】との相互作用から、【砂糖分子】と【水分子+ナトリウムイオン+塩化物イオン】の相互作用になるわけですから。
その結果、場合によっては、溶けなくなる組み合わせもあるかもしれません。しかし、今回の組み合わせの場合は、エントロピー項を凌駕するほど変わるとは思えません。
その辺の量的な関係を詳しく説明することは、難しいです。

水にあるものを溶かすと砂糖が溶けにくくなる、つまり、エントロピー項を凌駕するほどに相互作用が変わる「あるもの」も存在するとは思います。パッとは思いつきませんが。
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この回答へのお礼

たびたびの詳しい説明ありがとうございます。
エントロピー項を凌駕するほど相互作用が変わる事はないのですね。
ありがとうございます。

お礼日時:2006/07/15 14:21

結論から言えば「溶けます」。

しかし、溶解度は極端に下がります。

私たちは有機化学の実験で、水溶性の有機物を抽出するときに、水からよりも飽和食塩水から抽出すると有機物の溶解度を落とすことが出来るので、抽出率が上がります。これを塩析と言います。

それぞれは本来、全く関係なく水に溶けますが、塩を飽和させておくと、塩の溶解に水分子が使われてしまうため(水和)、溶解度が下がるのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

お返事ありがとうございます。
塩析という言葉を初めてしりました。勉強になりました。
>塩の妖怪に水分子が使われてしまうため(水和)、溶解度が下がる
のではないでしょうか。

なるほど・・ありがとうございます。

お礼日時:2006/07/15 14:24

こちらの過去質問を御覧になってみて下さい。

また,上っている参考 URL サイトも参考になると思います。

 ・http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=1192929
  QNo.1192929 飽和食塩水に。。。

 ・http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=739237
  QNo.739237 混合水溶液の溶解度

参考URL:http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=1192929, http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=739237
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この回答へのお礼

お返事ありがとうございます。
リンク先に詳しい説明がありました。
勉強になりました。ありがとうございます。

お礼日時:2006/07/15 14:19

溶けます。


まず、なぜものが溶けるかを考えてみましょう。

基本的には、物質は同じもの同士であつまりやすい性質があります。つまり、砂糖は砂糖同士で集まりたいし、水は水同士で集まりたいのです。つまり、それだけを考えると溶けたくない。

しかしもう一つ、考えるべきことがあります。「エントロピー」です。一般に、溶けた方がエントロピーは増大します。
エントロピーのイメージはつかみにくいかもしれませんが、要するに「分子が取りうる配置の数」に関係すると思っておけばよいでしょう。
溶けて溶液中に広がることが出来る状態、溶液の中を飛び回ることが出来る状態の方がエントロピーが大きいということは想像できるでしょうか。

この2つの要因。
「同じものは集まりやすい」=溶けたくない
「エントロピーは増大したい」=溶けたい
のバランスによって溶けるか溶けないかが決まるわけです。

さて、砂糖を真水に溶かすときと食塩水に溶かす時、この2つの要因は大きく変わるでしょうか?

という問題です。
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この回答へのお礼

お返事ありがとうございます。
物が溶けるとは、集まりやすい=溶けたくない と エントロピーの増大=溶けたい のバランスなんですね 勉強になりました。

>さて、砂糖を真水に溶かすときと食塩水に溶かす時、この2つの要因は大きく変わるでしょうか?

それが知りたいです。 この二つの要因は大きく変わるのでしょうか?
変わるなら、もしくは変わらないならそれは何故なのでしょう

お礼日時:2006/07/13 12:37

時間を置けば、


塩が析出して沈殿し、そのモル数ぶんだけ、
砂糖が溶けると思います。

最終的には、
食塩と砂糖と、析出し難い方が、
たくさん溶けるでしょう。
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この回答へのお礼

早速のお返事ありがとうございます。
つまり、飽和水溶液の溶質のモル数はその溶質の種類、種類の数に
関係なくその総和は一定であると言う事なのでしょうか?
ありがとうございました。

お礼日時:2006/07/12 19:51

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Q何で食塩だけ溶ける量が増えないのですか?

こんにちは。
アルバイトで小学生を教えています。
先日、「シュウ酸やミョウバンは温度を上げると溶ける量がぐっと増えるけど、食塩はあまり溶けないでグラフが横ばいになるよね」という話をしたのですが、そういえば何故食塩だけああいう性質を示すのでしょう?
周りの人に聞いても「分からない」「昔やったけど忘れた」という感じでわかりませんし、どういった本で調べればいいのかもぴんときません。大学の図書館で水和で調べればでてくるんじゃないか、という意見を聞いたのですが・・・色々な本があって途方にくれてしまいました。
もしこの理由が分かる方、理由を覚えていなくてもこんな本に載ってたような・・・という記憶がある方、いらっしゃいましたら教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

溶解するときに発熱する物質(ΔH<0)→温度が高いほど溶解度が小さい
溶解するときに吸熱する物質(ΔH>0)→温度が高いほど溶解度が大きい

というように単純にいかない理由について説明してあるページがありました。水酸化ナトリウムは水に溶かすと発熱するのに、なぜ温度が高いほど溶解度が大きいのか、という理由です。
http://members.aol.com/youchanx/lechatelier.files/naoh.htm

では、塩化ナトリウムの場合も同じようなことが起きるのか、ということで探してみると
http://www.phasediagram.dk/binary/sodium_chloride.htm
溶解度曲線としてみる場合は、横軸と縦軸をひっくり返してください。これによると、0.1℃以下では飽和水溶液が二水和物NaCl・2H2Oの結晶と平衡にあるが、0.1℃以上では無水物の結晶と平衡しているそうです。
NaCl・2H2Oは温度が上がると溶解度が増加しますが、NaClは温度が上がっても溶解度があまり変わりませんので、0.1℃で溶解度曲線が折れ曲がることになります。

そこで、0.1℃以上の場合は、結晶に水和水が無いため、「塩化ナトリウムの溶解熱は小さいので、温度によって溶解度があまり変わらない」という説明が正しいことになります。

他の例では、無水塩化アルミニウムは水に溶かすと激しく発熱しますが、飽和水溶液中で平衡にある結晶は六水和物なので、溶解度は温度によってあまり変わりません。「無水物→六水和物」の変化は大きな発熱だが、「六水和物→溶液」の溶解熱は小さいのでしょう。

硫酸ナトリウムは32.4℃以下で十水和物(温度が高いほど溶解度が大きい)、32.4℃以上で無水物(温度が高いほど溶解度が小さい)になり、32.4℃で溶解度曲線が折れ曲がります。

溶解するときに発熱する物質(ΔH<0)→温度が高いほど溶解度が小さい
溶解するときに吸熱する物質(ΔH>0)→温度が高いほど溶解度が大きい

というように単純にいかない理由について説明してあるページがありました。水酸化ナトリウムは水に溶かすと発熱するのに、なぜ温度が高いほど溶解度が大きいのか、という理由です。
http://members.aol.com/youchanx/lechatelier.files/naoh.htm

では、塩化ナトリウムの場合も同じようなことが起きるのか、ということで探してみると
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Qなぜ砂糖水は飽和するのか

水に砂糖を溶かし続けるといつか飽和して、砂糖が溶解しなくなります。
これは、ある温度で一定量の水に溶ける砂糖の量が決まっているからだと教わったのですが、なぜ決まっているのでしょうか。

飽和水溶液中では、溶解している砂糖が析出する速度と固体の砂糖が溶解する速度が等しいからだと思うのですが、納得がいきません。これは溶液の濃度が大きくなるほど、溶解している砂糖が析出する速度が大きくなるが、固体の砂糖が溶解する速度はその固体の量にかかわらず一定である、ということですよね?
前者は納得がいくのですが、後者が理解できません。考え方等を教えていただけないでしょうか。

飽和水溶液中に入っている固体の砂糖の量が大きいほど、固体と水溶液の接している面積が大きいので、ある時間内に溶解する量も多くなるように考えられると思うのですが…。
平衡を考えるときは濃度だけを考えればよいので、固体の濃度とはすなわち密度のことであり、温度が一定であれば密度は一定なので、平衡には無関係であるという記述も見つけたのですが、よく分かっていません。

Aベストアンサー

>ここでいう、確率の定義が、飛び出す確率と衝突する確率で異なっているように感じます。

 ですから、ここを分けてください。飛び出す確率はあくまで界面の固体粒子のものです。

 一方、溶液側はその濃度に依存して界面の粒子数自体が変わります。。

>もう1点は、飽和水溶液に固体を加えれば、その新たに加えた固体の粒子がある確率にしたがって飛び出すことになると思います。このとき溶液の濃度は変わっていないはずです。

 これも同じです。当然界面の面積が大きくなりますが、それは固体の面積も、溶液の面積も変わります。よって、相変わらず平衡のままですから溶けない。

 平衡に達する時間は、界面の面積が大きいほど早く到達します。

 粒子は、知能を持っていません。自分の隣の状況しかわからないのです。

凝固点降下
 溶液側の溶媒粒子が界面に衝突する数が減るため、溶媒の固体側から飛び出す数が相対的に減りますから、平衡する温度は下がります。
沸点上昇
 溶液側の粒子が界面に衝突する数が減るため、液体側から飛び出す数が相対的に減りますから、平衡する温度は上がります。
浸透圧
 半透膜の濃度が濃い側の溶媒粒子が半透膜に衝突する数が減るので、薄い側から濃い側に溶媒が移動します。

・・・式が、PV=(定数)T になってしまう。

>ここでいう、確率の定義が、飛び出す確率と衝突する確率で異なっているように感じます。

 ですから、ここを分けてください。飛び出す確率はあくまで界面の固体粒子のものです。

 一方、溶液側はその濃度に依存して界面の粒子数自体が変わります。。

>もう1点は、飽和水溶液に固体を加えれば、その新たに加えた固体の粒子がある確率にしたがって飛び出すことになると思います。このとき溶液の濃度は変わっていないはずです。

 これも同じです。当然界面の面積が大きくなりますが、それは固体の面積も、...続きを読む

Q塩と砂糖の溶解度は互いに影響し合わないか?

ある一定量の水に塩を飽和になるまで溶解させます。次にこの溶液に砂糖をできる限り溶解させていきます。するとこの砂糖も蒸留水に溶かした時と同じ量を溶かすことが可能です。どうして塩と砂糖の溶解度は互いに影響し合わないのでしょうか?よろしくお願いします!

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多分食塩と砂糖では水に溶解する仕組みが
違うからではないでしょうか。

食塩の反応式
NaCl+2H2O→Na(+)+Cl(-)+H3O(+)+OH(-)
でイオンになる事によって溶解します。

砂糖分子はイオンにならずに水分子と水素結合(親水性)
することによって溶解(混ざる)しています。

食塩はイオンになることにより溶解し
砂糖は砂糖分子が水分子とくっつき合う事により溶解している訳です。

水分子が食塩と化合しているわけではないので
或る程度電離してはいても水分子の数では同じなので
分子間結合の砂糖の溶解には影響が出ないと言う事だと思います。

Q混合水溶液の溶解度

たとえば飽和食塩水には食塩はもう溶けないですが、
他の溶質、たとえばショ糖などは微量に溶ける
という話を聞いたのですが、これは正しいのでしょうか。
ただしいとするとその理由はなぜなのでしょうか。
逆に飽和砂糖水に塩はもう溶けませんか?

Aベストアンサー

>溶解のために水和水の奪い合いがあって二種の溶質を混ぜた場合個々の溶解度が落ちる、というようなことが一般に知られているそうなのですが、その結果に矛盾するように思います。

「溶解度が落ちる」ということは「溶解しない」という意味ではないでしょう?
食塩が混合すると、ショ糖単一の場合より、確かにショ糖の溶解度は落ちるでしょうが、食塩より高い溶解性(質量比較)を持っているので、飽和食塩水にショ糖が溶けても矛盾しないと思います。


>実際に実験できればよいのですが

正確な数値を求めるのでなければ、料理用の食塩と砂糖を使って、家庭でも実験できるのではないでしょうか。
ただ、飽和砂糖水はどろどろ状態だと思うので、これに食塩が溶けるかは、目視で判断は難しいでしょうね。
殆ど溶けないような気がしますが、ゼロかと問われたら、「?」です。(専門家ではありませんので)
逆は目視で確認可能かと。

中高生向けのページなので、物足りないかもしれませんが・・・(http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/918_main.html)

参考URL:http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/918_main.html

>溶解のために水和水の奪い合いがあって二種の溶質を混ぜた場合個々の溶解度が落ちる、というようなことが一般に知られているそうなのですが、その結果に矛盾するように思います。

「溶解度が落ちる」ということは「溶解しない」という意味ではないでしょう?
食塩が混合すると、ショ糖単一の場合より、確かにショ糖の溶解度は落ちるでしょうが、食塩より高い溶解性(質量比較)を持っているので、飽和食塩水にショ糖が溶けても矛盾しないと思います。


>実際に実験できればよいのですが

正確な数値...続きを読む

Qエクセルでセル内に斜線を引くには

Excel97です。表を作成し、いくつかのセル内で斜線を引きたいのですが、どういう操作をしたらいいですか、ご教示ください。

Aベストアンサー

下記のURLを参照してください。
写真いりでわかりやすくなっています。

参考URL:http://www.excel-jiten.net/cell_format/ruled_line_change_slash.html

Q「いずれか」と「いづれか」どっちが正しい!?

教えて下さいっ!
”どちらか”と言う意味の「いずれか」のかな表記として
「いずれか」と「いづれか」のどちらが正しいのでしょう???

私は「いずれか」だと思うんですが、辞書に「いずれか・いづ--。」と書いてあり、???になってしまいました。
どちらでもいいってことでしょうか?

Aベストアンサー

「いずれか」が正しいです.
「いづれ」は「いずれ」の歴史的かな遣いですので,昔は「いづれ」が使われていましたが,現代では「いずれ」で統一することになっていますので,「いずれ」が正しいです.

Q食塩水と砂糖水の見分け方

食塩水と砂糖水を味を確かめずに判断するにはどうすればいいのでしょうか?
基礎的な問題かもしれませんが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

おやおや。思い付いたやつがみんな出ちゃいました。
それではちと違うものを。

●ガラス板などに一滴づつ滴らして乾かします。
ドライヤー等でもOK。
結晶を虫眼鏡や低倍率の顕微鏡で見れば一目瞭然。
塩はサイコロ形です。
砂糖は六方晶系といって、板の角を斜めに落としたような形です。

●十円玉と一円玉を一ミリ程離した物を二組作り、それぞれのすきまに一滴づつ落とします。
各組の十円玉と一円玉にテスターや微小電流計をつなげば、大きく振れる方が塩水。
化学電池という反応です。

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む

Q食塩水と砂糖水と浮力

夏休みの自由研究で浮力の実験をしました。
じゃがいもを浮かべようと思い、水200ccに塩を入れていくと28gでじゃがいもは浮かびました。
今度は砂糖で実験をしました。28gで浮かぶと思っていたら、なんと60g入れないと浮かびませんでした。
水溶液の密度を考えると同じ量で浮かぶように思うのですが、なぜなんでしょう?
夏休みの自由研究が行き詰ってしまいました。
誰かわかりやすく教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

水に物質を溶かした場合、
濃度が同じであっても密度は同じではありません。かなり変わります。
分子やイオンの大きさ、形、水との馴染みやすさ、・・・で違いがでてきます。

砂糖と食塩水では同じ濃度でも密度が同じにならないということが一番大きな理由でしょう。密度を調べることでこれも自由研究の内容の1つにすることが出来そうですね。

理科年表に密度の表がありました。砂糖の値は載っていませんがどれくらいの違いがあるかのイメージを取るためにいくつかの物質を載せておきます。
濃度は10%と20%、密度の単位はg/cm^3です。
NaCl  1.07、  1.15
H2O2  1.035  1.07
HCl   1.05   1.10
NaOH  1.11   1.22
NH3   0.96   0.92
H2SO4 1.07   1.14

かなり変動しています。
ジャガイモの密度はギリギリ浮いた時の食塩水の密度と同じです。
ほぼ1.1という所でしょう。
60gの砂糖を200gの水に溶かした砂糖水の密度がやはり、ほぼ1.1としても濃度的には不自然ではありません。

念のために砂糖と塩で同じ濃度の溶液を作り体積に違いがあることを確めてみるといいでしょう。
 

水に物質を溶かした場合、
濃度が同じであっても密度は同じではありません。かなり変わります。
分子やイオンの大きさ、形、水との馴染みやすさ、・・・で違いがでてきます。

砂糖と食塩水では同じ濃度でも密度が同じにならないということが一番大きな理由でしょう。密度を調べることでこれも自由研究の内容の1つにすることが出来そうですね。

理科年表に密度の表がありました。砂糖の値は載っていませんがどれくらいの違いがあるかのイメージを取るためにいくつかの物質を載せておきます。
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