海水は何度で凍りますか?  

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A 回答 (4件)

再登場です。


先の回答は外気温がマイナス20℃という意味なのですが、言葉たらずでしたネ。
ご質問の意図が2通りにとれました。一つは純粋に海水の凝固点、これはMiJunさんが回答されていますので、ほぼこの数値でしょう。実際には塩分以外に多くの物質が溶け込んでいますので、マイナス2℃程度かと思われますが。
気象的な意味として捉えた回答が先のものです。
補足まで
以上kawakawaでした
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
くだらない質問に、丁寧な回答、感謝です。

お礼日時:2001/01/10 21:14

追加情報です。


以下の参考URLサイトが参考になりますでしょうか?
=============================
水溶液中の不純物による凝固点降下dt=K f ・mにおいて、
K f =1.86とすると、
溶解性不純物が、
dt= -16.9999℃にするには不純物(m)が9.1mol/L
溶けていなくてはなりません。
不純物をNaClとして、M=58.5とすると、
532g/L = 532000ppm(海水の10倍!!)
というとんでもない濃度の溶解性不純物が必要です。
==============================
この例にならって計算すると(自信ありませが・・・?)
約-1.1℃(3.5%として)では・・・???

ご参考まで。

参考URL:http://glacier.lowtem.hokudai.ac.jp/easyBBS/U_ro …
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kawakawa教授の回答と異なりますが、以下の参考URLサイトがあります。


(水 - 最も身近で最も不思議な物質 -)
===============================
この凝固点降下によって、極付近の海水の温度を求めることができます。海水の濃度は、約3.5%なので、その温度は、_2℃までしか下がりません。つまり、極付近の海水は_2℃ということになりますね.
==============================
それにしても、1オーダー違いますね??
塩濃度はほぼ同じですから、計算すれば答えは出るでしょうが・・・?

ご参考まで。

参考URL:http://subsite.icu.ac.jp/people/yoshino/NSIII99h …
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約マイナス20℃で凍ります。


純粋な水は0℃で凍りますが、塩分を約3%含む、通常の海水では、先に述べた程度の温度で凍ります。
これは、水に他の物質が溶け込んでいると、凝固点降下という現象が起こり、凍りにくくなるためです。同様に沸点上昇という現象もおこり、100℃でも沸騰しなくなります。
とりいそぎ回答まで
以上kawakawaでした
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Qモル凝固点降下度について・・・

こんにちは。質問なんですが、
問題A
水1kgに尿素(分子量60)1モルが溶けている溶液の凝固点降下度(モル凝固点降下)はいくらか。
問題B
純粋な水の凝固点は0.00℃であり、水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液の凝固点は-0.19℃である。水のモル凝固点降下(溶質粒子1モル/kgの時の凝固点降下度)はいくらか。

という二つの問題があり、Aの答えは1.9Kと解答に書かれていて,Bは1.9K・kg/モルと書かれています。

同じモル凝固点降下を聞いているのに、なぜ、単位が異なるのですか?教えて下さい。

Aベストアンサー

Aの問題は、はじめから1kgの水と書いてあります。つまり、そこに用意した溶媒は、溶質をXモル溶かしたら(今回は1モル)何℃下がりますかと聞いているわけです。
Bの問題は、ただ単に水としか書いてありません。<水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液>の部分の水の量は単に例としてあげられているだけです。
要するに、”水”というものの全体の凝固点降下度を聞いているわけです。だから、答えを出すときには、回答者がどんだけの水に、どれだけの量の溶質を入れたもので計算したのか単位を書かなければ、周囲の人はわからなくなります(水1gに1Kモルかもしれない、もしくは水1リットルに溶質1gかもしれない)。よって、それぞれの単位を書かなければならないのです。

大抵、単位の書き方は問題に書いてあります。わかりにくければ、Aの問題でもBと同じ答え方をしておけばよろしいでしょう。1kgに1モルで単位が同じになるので、間違いにはならないはずです。

Q炭酸飲料は冷凍庫で冷やしてもなかなか凍らないのに、その冷えた状態でフタを開けると凍り始めるのはなぜ?

今年の夏はあまり暑くなかったようですが、炭酸飲料は比較的よく飲みました。
その時に冷蔵庫で冷やすわけですが、通常の水道水と較べて冷えにくい事に気がつき
ました。
それで思い切って冷凍庫で冷やしてみました。2時間ほどですが。
そのくらいの時間ではやはり凍るまでにはいたりません。

しかし、フタを開けると瞬間的とはいわないまでも上のほうからだんだんとシャーベット
状に凍っていくのです。
また、一度冷凍庫から出す時、手を滑らせて床に落としてしまったら、全体がやはり
シャーベット状に瞬間的に凍りました。

この現象は、
○炭酸飲料には炭酸ガスの圧力がかかっているので融点が0℃より低い。
 それを、フタを開けて圧力を開放すると、通常の水と同じ0℃で凍るので、凍り始める。
もしくは
○炭酸飲料が過冷却状態になっていて凍るべきところで凍らずにいるが、なんらかの衝撃、
 フタを開ける、落とすなどで急激に凍り始める
と考えたのですか、正しいでしょうか?

また、通常の水道水と較べて、炭酸飲料が冷え難いのはなぜでしょうか?

因みに、実際に試してみたのは某社のコーラのPETボトルの500ミリリットル入りです。

今年の夏はあまり暑くなかったようですが、炭酸飲料は比較的よく飲みました。
その時に冷蔵庫で冷やすわけですが、通常の水道水と較べて冷えにくい事に気がつき
ました。
それで思い切って冷凍庫で冷やしてみました。2時間ほどですが。
そのくらいの時間ではやはり凍るまでにはいたりません。

しかし、フタを開けると瞬間的とはいわないまでも上のほうからだんだんとシャーベット
状に凍っていくのです。
また、一度冷凍庫から出す時、手を滑らせて床に落としてしまったら、全体がやはり
シャーベット...続きを読む

Aベストアンサー

過冷却です。
炭酸飲料にはたくさんの溶質が溶けていますので
凝固点が降下します。(凍結防止剤、融雪剤などと同じ)
また常温と比較して、冷却すると炭酸ガスは水中から遊離しにくくなります。よってフタを開けた場合、外気に触れた炭酸ガスが遊離したためそれが刺激となり(さらに液体自体も)シャーベットとなったのでは。
 一つ実験してみて下さい。
 冷蔵庫に保管した(10℃)開封していない炭酸飲料をガンガン振って冷凍庫等で急冷する。次に液体であることを確認して静かにフタを開けるとシャーベットが吹き出す。ガスはすぐには溶けないため時間の調整が重要かもしれません(未確認です)

Q凝固点降下と沸点上昇

高校の教育が新課程になったため凝固点降下と沸点上昇を表す以下の公式の証明が書いてありません。化学の参考書とか持っていないので、導出過程を教えてください。


分子量Mの物質をw(g)を溶媒W(g)にとかしたとき

Δt=(1000×w×k)/(M×W)が成り立つ

※k:モル凝固点降下、モル沸点上昇

Aベストアンサー

化学の公式?というのは、その性格上、数学の公式とは異なり、論理的に証明するというようなものではありません。
もちろん、それなりの理論というものはありますが、それは実験結果を説明するためのものという見方もできます。

沸点上昇や凝固点降下も実験結果に、理論的な説明をつけたものと言えるでしょうが、詳細な議論は高校の範囲を超えており、旧課程といえども詳しい説明は省略されているはずです。

「公式の証明」ということはできませんが、その式の意味するところは、ある物質の別の物質を少量とかしたときに、その重量モル濃度に比例して沸点が上昇したり、凝固点が降下したりするという意味です。
(1000×w)/(M×W)は重量モル濃度、すなわち溶媒1kgに溶けている溶質の物質量を表しています。
また、kは物質ごとに測定されているモル凝固点降下およびモル沸点上昇定数です。
Δtは沸点上昇あるいは凝固点降下であり、純粋な物質の沸点や凝固点からのずれを表しています。

溶質が電離している場合には、そのイオンの物質量から計算する必要があります。

Q同じ条件で凍ったり凍らなかったりするのはなぜ?

同じ物質の水溶液を、複数の同じプラスチック製サンプルチューブまたはガラス製サンプル瓶に同量ずつ入れて、冷凍庫(-20℃)に入れて保存しています。冷凍庫中で置いてある位置もほとんど同じなのに、あるものは完全に凍っており、あるものはまったく液体のままであったりします。なぜでしょう?

Aベストアンサー

>完全に凍っていたサンプルを一度解凍して、キャップを開けずにまた冷凍庫に入れて凍らないこともあるんです。

物が凍る過程には、いったん少数の分子が正しい形になると微小結晶ができ、それが種となってそれに別の分子がすぐに寄り集まる。この連続で凍っていくんですが、
一旦凍っていたものでもこの一番最初の「少数の分子が正しい形になると微小結晶ができる」の元となる物が作用しなかったら華麗局となり凍らないことも考えられます。

先の回答での「不純物」と言うのは、微小結晶をおこす元となる物がある場合のことを言いました。

参考URLが参考になるかもしれません。

参考URL:http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/phys/crys/melting.html

Q混合溶液の凝固点降下度について

ブドウ糖(180)とショ糖(342)の混合物65.25gを、水500gに溶かした水溶液の凝固点降下度は0.93である。水のモル凝固点降下を1.86K・Kg/molとすれば、この混合物のブドウ糖とショ糖のモル比は何か?という問題なのですが、単純に公式に代入するだけではでそうにないみたいなのですが、分かる方教えていただけませんか?

Aベストアンサー

凝固点降下の公式から、ブドウ糖とショ糖の混合物が水 500g に溶けているモル数は求められますよね?
⇒ 0.25mol になると思います。

つまり、ブドウ糖 Ng mol、ショ糖 Ns mol とすれば

Ng + Ns = 0.25 …(1)

そして、混合物の質量が与えられていますから

180Ng + 342Ns = 65.25 …(2)

あとは (1)、(2) を連立して Ng、Ns が求まりますよね。

Q水と熱湯をそれぞれ凍らせると、熱湯のほうが早く凍るの?

水と熱湯をそれぞれ凍らせると、熱湯のほうが早く凍るの?
もしもそうなのならば、なぜそうなるのかも教えてください。

自由研究で使うかもしれないので、早めにお願いします。

Aベストアンサー

ムペンバ効果ですね。

科学的根拠がまだありません、トンデモ科学と呼ばれているものの一つです、自由研究で解明出来ればいいですね。

Q凝固点降下定数の単位

なぜ凝固点降下定数の単位って(k/mol・kg-1)と言う単位になるのですか?


凝固点降下定数=RT*2/ΔH


と言う式なのですが、Rは(j/mol・k)、Tは(K)、Hは(kj/mol)という単位で表されていて、これをいじってみても(k/mol・kg-1)になりません。

教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となりますが、希薄溶液では m + 1/M ≒ 1/M とみなせるので

x=m M

したがって、

Δt=(MR(T^2)/ΔH) m

ここで、Mの単位を kg/mol で表わせば(数値としては、溶媒の分子量の0.001倍)、(MR(T^2)/ΔH)の単位は kg K / mol なので、ご質問のものと一致します。

(参考)
http://ostwald.naruto-u.ac.jp/~takeda/class/gr_labwork1/fpdpress/fpdpress.pdf

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となります...続きを読む

Qコップの水は氷で凍りますか?

実験したわけではないのですが、1~2℃位の水が入ったコップにマイナス数十℃の氷を入れてかき混ぜると水は凍りますか。
計算では凍るはずですが、生活の中でそのような経験はありません。
もし、凍らないとしたらなぜでしょう。

Aベストアンサー

凍りにくい原因を考えてみました。

マイナス数十℃の氷を水に漬けると、まず、氷の表面に新たな氷が出来ます。
表面に出来た氷はそれほど温度が低くありません。
そうすると、中心部の冷たい氷と、水との間に、氷で出来た断熱材が出来てしまいます。

中心部の氷が水の熱を奪いにくくなるので、水が凍りにくいということではないでしょうか。

Q凝固点降下の問題の途中式をお願いします。

9.1wt%NH4Cl水溶液の凝固点(℃)を求めよです。

水の凝固点:0℃ 水のモル凝固点降下:1.86です。

答えは9.1wt%→-6.96℃となっています。
どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モルの凝固点降下を考えるのではなく、溶けているイオンのモル数(物質量)の総和(この場合には2モル)の凝固点降下を考えなければならない
Nの原子量を14、Hの原子量を1、Clの原子量を35.5とすると、NH4Clの分子量は53.5
水1kg中のNH4Clの重量は91*1000/909gであるから、このモル数(物質量)は
91*1000/909/53.5
水のモル凝固点降下は1.86であることから、凝固点降下は
1.86*91*1000/909/53.5*2≒6.96 
よって、求める凝固点は-6.96℃ 

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モ...続きを読む

Q滝はどこから凍るか?

この時期テレビで大きな滝が凍った様子を見るようになりました。
滝のように上から下へ勢いよく流れているものはどのように凍っていくのでしょうか?
上の川が凍って水が流れなくなり凍るのかと思いきや、滝の形のまま凍ってますから違いますよね?!
あまり難しい詳しい回答だと恐らく私自身が理解できないと思いますので、簡単な回答で結構です。
ご存知でしたら教えてください。

Aベストアンサー

滝の水しぶきが、周りの岩や草木に付いて凍ります。
その凍った部分にさらに、水しぶきが付いて凍ります。
この繰り返しで、最後には滝全体を覆うようにして凍ります。


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