飽和水溶液と溶質

私立の過去問を解いていて疑問に思っていたのですが。
休み中なので学校の先生にも会えないし、親も分からなかったので質問します。

100mlに硝酸カリウムを飽和させます。溶媒の温度は70℃です。
(正直何mlでも何度でも溶質が何でもいいのですが、飽和させた、というところが重要です)
そこに、ミョウバンってある程度溶けますか？
別に塩化ナトリウムでも何でもいいのですが、
それとも異なる物質が飽和しているので、もうこれ以上は溶けない？

わたしを疑問に思わせたのは以下の問題です。
↓
100mlの水(70℃)を入れたビーカーがある。
一つは、40gの硝酸カリウムを入れた水溶液Aとする。
もう一つには、40gのミョウバンを加えて水溶液Bとする。
水溶液AとBを同じ体積ずつ加えて、水溶液Cを作る。
水溶液Cを50℃まで下げる。
溶質の状態は次の内どれか。
ちなみに100mlあたりの水の溶解度はミョウバンが32g、硝酸カリウムが85gです。

1、ミョウバンも硝酸カリウムも溶け残る
2、ミョウバンだけ溶け残る
3、硝酸カリウムだけ溶け残る
4、溶け残りはでない。

4がです。

No.2 ベストアンサー 回答者： MackyNo1 回答日時： 2010/01/03 19:54

後半の問題の内容がいまひとつわからないのでその解答はさておき、

＞そこに、ミョウバンってある程度溶けますか？
＞別に塩化ナトリウムでも何でもいいのですが、
＞それとも異なる物質が飽和しているので、もうこれ以上は溶けない？

基本的に電解質の溶解度は溶解度積（陽イオンと陰イオンの濃度の積）に依存します。

したがって、飽和している電解との別の関係ないイオンとなる電解質を加えた場合、基本的にお互いの溶解度まで溶けることになります。

一方、同じイオンを含む電解質を加えた場合は、その共通イオン（今回の場合はカリウムイオン）が増加するため、そのままイオンとして溶けた場合は上限の溶解度積を超える値となるため、そのイオンのペアの電解質が晶析することになります。
このような効果を「共通イオン効果」とよんでいます。

一方、共通イオン効果反対に、電解質が共存すると、その溶解度が上がる現象がみられています。
この現象は「塩溶効果」と呼ばれており、主に溶けにくい溶質を溶かしたい場合などに利用されています。

また、溶解度の基本は溶解度積ですので、たとえば塩化ナトリウムと硝酸銀の溶液を混ぜれば、溶解度積のきわめて小さい塩化銀が沈殿するというような反応になるわけです。

溶解度積、共通イオン効果、塩溶効果などについては、ご自分でこれらの用語を検索して、その詳細に理解するようにしてください。

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2010/01/04 12:46

＃２のご解答の中にある「塩溶効果」を調べていてこんなのを見つけました。

http://idb.exst.jaxa.jp/spjpndata/02489/200406J0 …

たんぱく質の結晶化を扱っています。
その中にたんぱく質の溶解度が添加した塩の濃度でどのように変わるかのグラフがあります。
食塩の添加の場合には濃度の増加と共に溶解度が大きくなってそのままほぼ一定値になりますが硫酸ナトリウムの場合には濃度の増加と共にはじめは溶解度が大きくなリますがその後小さくなります。溶解度が大きくなるところを塩溶効果、小さくなるところを塩析効果としています。
塩溶効果は溶質粒子間の引力を電解質が間に入ることで弱めていることによる効果、塩析効果は水和水を電解質が奪ってしまうことによる効果だと説明しています。
難溶性の塩の溶液は希薄溶液ですので塩溶効果が現れる場合が多いようです。

御質問は比較的溶解度の大きい溶質が共存する場合についてだと思います。
「ミョウバンの飽和溶液に固体の硝酸カリウムを溶かしていく場合、硝酸カリウムはどれくらい溶けるのか」という問です。（硝酸カリウムの飽和溶液にミョウバンを加えるという順番にするとハッキリしなくなります。ミョウバンには結晶水が沢山含まれているからです。）

干渉がありそうに思いますがよく分かりません。やってみればいいのでしょうが今はやれる環境にありません。
水和水の奪い合いがあれば溶解度まで溶けることはできません。

教科書で混合物の精製のところに再結晶が出てきます。そこでは干渉は考えずに独立して溶けるとして沈殿量を求める計算が示されています。

溶質の片方が液体の場合の例はやったことがあります。
飽和食塩水にエタノールを加えると食塩が沈殿してきます。硫酸銅の溶液にエタノールを加えると硫酸銅の結晶が沈殿してきます。
これは水和水の奪い合いのイメージがよく成り立っている例だと思います。（これは共通イオン効果ではありません。）

No.1 回答者： gohtraw 回答日時： 2010/01/03 18:31

まず問題の方から。

　水溶液ＡとＢはいずれも４０ｇ／１００ｍｌですが、両者を混ぜると体積が倍になるので硝酸カリウム、ミョウバンともに濃度は４０ｇ／２００ｍｌ、つまり２０ｇ／１００ｍｌになります。これと溶解度を比べるといずれも溶解度よりも小さいので、どちらも溶け残りは出ないというのがこの問題だと思います。
　この問題では、複数の溶質が共存することによる溶解度の変化を考慮していない（あるいは変化があっても溶け残りが出るほどではないのかも知れません）のですが、現実にはそういう現象があります。硝酸カリウムとミョウバンの場合にどうなるのかは残念ながら知りませんが、例えば石鹸は食塩水よりも真水によく溶けます（あまり適当な例を知らなくてて申し訳ないです）。