「夫を成功」へ導く妻の秘訣 座談会

凝固点降下について

凝固点降下というのは、
水に一種類の物質を
溶かすより、
何種類も物質を溶かした
ほうが凝固点が
下がるんですか?

また、水に溶かしても
凝固点が下がらない物質
ってありますか?


中学生で、まだ学校では
習ってないのですが
自由研究をしていて
調べものをしたら
“凝固点降下”
が出てきたので
質問しました。

回答お願いします(>_<)

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

一般に、凝固点がどれだけ下がるか(これを凝固点降下度といいます)は、溶質のモル質量濃度に比例して、溶媒の種類によって異なりますが、溶質の種類には依存しません。


モル質量濃度とは、溶媒1kgあたりに溶けている溶質のモル数のことで、モル数とは粒子の数の単位です。
たとえば12本の鉛筆を1ダースというように、6.02×(10の23乗)個の粒子は1モルであると表現します。
(ここらへんの話は高校に入ってから詳しくやるのですが、中学でやる内容と比べたら多少難しいので理科の先生に詳しく聞いてみるのがいいと思いますよ。)

つまり、不純物(溶質)の質量や種類と凝固点降下度の直接の関係はありません。
もちろん、溶質の質量が大きくなればそれだけその不純物の粒子数のが大きくなり、凝固点降下度は大きくなるわけですが・・・

中学生のやる自由研究としては踏み込んだ内容のことをやろうとしているみたいですが探究心が素晴らしいと思います。ぜひ頑張ってください。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

なるほど、不純物の粒子数が
関係あるんですね。
(違ったらすいません;)

おかげでうまくまとめられそうです!!
ありがとうございました(^^)

お礼日時:2010/08/01 19:29

物質の種類というよりはむしろ、物質の粒子の数(主にイオンや分子)の数によります。


粒子数が増加すれば、凝固点降下も大きくなります。
水に溶かしても凝固点が下がらない物質はありません。
詳しくは高校の化学の理論分野で学ぶので、本屋で「理論化学の最重点 照井式解法カード」などの参考書の該当する箇所を見てみるとわかりやすいかもしれません。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

回答ありがとうございます!

粒子ですか…
難しいですね;;

水に溶けている
不純物の質量が大きいのと
種類が多いのでは
どちらが凝固点が低く
なるのでしょうか…><?

やっぱりそれも物質によって
違ったりするんですかね;

お礼日時:2010/08/01 13:22

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q氷の溶け方

学校の自由研究で実験をしていて結果が出たんですけど、なぜこうなったかがわかりませんでした。
テーマは「物質による氷の溶け方の違い」なんですが

塩水→オレンジジュース→牛乳→お茶→水


だったんです。
なぜだかわかる人教えてもらえませんか?

Aベストアンサー

「氷が溶ける」のは何故でしょう?それは、「氷」の状態を保つ条件が失われる為です。ご存知の通り、「温度」「熱」の問題です。それぞれの液体の熱が「氷」に伝わり溶けた訳です。
ところでそれぞれの水溶液の量は正確に同量とされたのでしょうか?
また容器や室温も同じ条件を設定できましたか?
条件の設定や実験の目的を考える段階で、既に「熱伝導」について考えなければなりません。厳密には、氷の大きさ(量)や温度についても正確な計量・計測が必要です。


結論は、各水溶液の熱伝導率が違うからです。また「液体」は個体と違い「対流」が起きますので、暖められた溶液は上昇し、「氷」に熱を奪われた氷の周辺の液体は、下降します。この「速さ」は液体の濃度(ドロドロ度)によっても違いがあるはずです。溶液の濃度と比熱(温度変化)は正確にはとても難しい理屈の様です(http://www006.upp.so-net.ne.jp/h-fukui/93SpcHeat.html)

質量や体積が同じでも物質が違えば、同じように温まる速さに差がでることです。たとえば、油と水の場合です。油の方が早く温まり、早く冷めます。

「氷が溶ける」=溶液の熱が伝わり、「氷」を暖める

それぞれの溶液の質量が同じならば、それぞれの溶液の「比熱」の違いから起こることです。
これは、物質によって比熱が異なるからです。比熱とは1gあたりの物質の温度を1度あげるのに必要な熱量のことです。つまり、比熱とは、物質1gあたりの熱容量ということになります。 比熱は大きくなるほど、温まりにくく、さめにくい性質をもっています。


こうした比熱の違いを生んでいるのは、それぞれの溶液にふくまれる物質の種類や量によって、溶液全体の「熱伝導」に違いが生じるからです。

「氷が溶ける」のは何故でしょう?それは、「氷」の状態を保つ条件が失われる為です。ご存知の通り、「温度」「熱」の問題です。それぞれの液体の熱が「氷」に伝わり溶けた訳です。
ところでそれぞれの水溶液の量は正確に同量とされたのでしょうか?
また容器や室温も同じ条件を設定できましたか?
条件の設定や実験の目的を考える段階で、既に「熱伝導」について考えなければなりません。厳密には、氷の大きさ(量)や温度についても正確な計量・計測が必要です。


結論は、各水溶液の熱伝導率が違うから...続きを読む

Q自由研究の内容について 「物を凍らせる」実験でのご意見をお願いします。

自由研究で、身の回りのいろいろな液体を凍らせてみようと思っています。
そこで、
・凍るまでの時間
・凍る時の温度
・塩を加えた場合
を調べてみようと思っています。
また、液体は、
水・牛乳・酢・カルピス(原液、1:1,6;1)、炭酸水・フルーツジュース・蜂蜜・シャンプー
を使用しようと思っています。

この実験で、ここに注意した方がよい、こうした方がうまくできる、こういうのも調べてみてはどうか、この液体を凍らせてみればどうか、等ありましたら、教えてください。

Aベストアンサー

十分に低い温度でも凍らない現象(過冷却)もありますから、難しいでしょうね……。

とりあえず、冷凍庫の中は見えませんから、氷と食塩で寒剤をつくり寒剤の温度管理をすることで条件をある程度整えて実験を行えば、冷凍庫の外で実験ができると思います。

凍る・凍らないというあたりで実験をするのであれば、ドライアイスとエタノールの寒剤(-70℃程度)を使っていろいろな液体が凍るのかどうかを調べてみてはどうでしょうか。
不凍液って、本当に凍らないのでしょうか?
お酒は凍らないのでしょうか? お酒と言っても、アルコール度数が違ういろいろなお酒があります。
油はどうでしょうか?
凍らないだろうと思う物をいろいろ冷やしてみるとおもしろいでしょう。

Q凍らせたジュースの最初が甘い理由

ジュースやスポーツドリンクが入ったペットボトルを凍らせると、溶けはじめって甘いのばっかり出てきますよね。これどうしてでしょうか?

Aベストアンサー

氷は主に水素結合によって結合が保たれているため、純粋な水で有るほど融点が0度に近くなります。
逆に不純物が混じり水分子の間に入り込まれると結合が阻害され結合力が弱くなり、融点が低くなります。
これにより糖度が高いほど溶けやすくなり、最初に溶け始めた部分が一番甘くなり、後に溶けた部分ほど味がなくなるのです。

Q氷と食塩の関係について。

氷に食塩をかけると速く溶けますが、その理由を教えてください。
私が考えたところでは、水の融点が変化することが理由だと思うのですが、うまく説明できないので、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.2です。補足します。
塩をかけることによって凝固点降下が起こります。
すなわち、氷の温度(0℃)では食塩水は凍りませんので、食塩をかけた周囲では氷が溶けはじめることになります。つまり、実際には氷の表面ではわずかながら氷が溶けて水になったり、生じた水が再び凍ったりといった変化を起こしていますので、溶けた際に食塩と混ざりあい、凝固点(融点)が低下し、水になったまま氷に戻らなくなってしまうわけです。
さらに、ひとたび水が生じれば、上述の氷と水の間の変化も起こりやすくなり、加速度的に水が発生することになります。

一般に凝固点降下は、溶媒(ここでは水)中の溶質の濃度(厳密に言えば単位体積中の溶質の「粒子(分子やイオン)」数)に比例します。中学レベルで説明するならば、食塩は比較的水に良く溶ける上に、少量でも多くの「粒子」(イオン)を生じる性質があるので、多量の氷を溶かし、温度を下げることができると言うわけです。

水によく溶ける物質であれば、食塩の場合と同様に、上述のことが起こりますので、氷を溶かし、温度が下がる可能性があります。ただし、水に溶けた時に多くの熱を発生する物質は、温度を下げるのにはハンディがあるかもしれませんね。

参考URLに種々の例が示されています。

参考URL:http://www.mlsrc.saitama-u.ac.jp/kiki/table/freezing.htm

No.2です。補足します。
塩をかけることによって凝固点降下が起こります。
すなわち、氷の温度(0℃)では食塩水は凍りませんので、食塩をかけた周囲では氷が溶けはじめることになります。つまり、実際には氷の表面ではわずかながら氷が溶けて水になったり、生じた水が再び凍ったりといった変化を起こしていますので、溶けた際に食塩と混ざりあい、凝固点(融点)が低下し、水になったまま氷に戻らなくなってしまうわけです。
さらに、ひとたび水が生じれば、上述の氷と水の間の変化も起こりやすくなり、加速度...続きを読む

Q凍らせたスポーツドリンクを均一に溶かす方法

運動する際など、スポーツドリンクを凍らせて持ち歩くことがよくあるのですが、溶け始めが濃く、途中で飲んでしまうと、最後の方は水のように味が薄くなってしまいます。そのため、スポーツドリンクが完全に溶けきるのを待つか、半分だけ凍らせておく等で対応しているのですが、温くなってしまう上に少々面倒です。そこで、一部が凍ったままでも適度な濃さで飲めるような、何か均一に溶かす(溶ける)ような方法があれば、ご教授ください。
また、スポーツドリンクの溶け始めが、なぜ濃くなるかについても教えていただけたら幸いです。
どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

溶ける時に濃度が変わるのではなく凍る時に濃度が変わってるんです。

だから、均等に凍らす(溶かす)には、凍り始めの時にシャカシャカ振って中の液体の濃度の違い(分離しないようにしなければなりません。

凍りそうになったら、シャカシャカ、また凍りそうになっちゃらシャカシャカと振ってね、手間だけど(^_^;

他には、ボトルに半分入れて、ボトルを横にして凍らします。
完全に凍ったら、残りを入れて凍らせばいいですよ。

Q理科 氷の実験について

理科の実験で、氷を解かす実験をしました。
水道水、食塩水、砂糖水、ウーロン茶、アクエリアス、コカ・コーラを氷にして、
溶ける速さを観察します。結果は、
食塩水→コーラ→アクエリアス→砂糖水→水道水→ウーロン茶
の順になりました。
ここで4つの疑問点が出てきました。

(1)食塩水は、ダントツでトップだったが、なぜそうなったのか。

(2)コーラは、最初のうちはとけるのがおそかったが、30分くらいたつと一気に加速した。
 それはなぜなのか。

(3)なぜ不純物の少ない水道水は、溶けるのが遅いのか。

(4)そしてダントツにおそかった(食塩水との差は40分)ウーロン茶は、
 なぜこれほどまでにとけるのがおそいのか。

この4つが一つでもわかる方、ぜひ教えてください。

Aベストアンサー

 水に不揮発性の物質を溶かすと0度より低い温度で氷になります。このような現象を凝固点降下と言います。氷の表面に食塩をかけると水になりますが、これは0度では食塩水が液体のままだからです。そし不純物を含んだ氷は凍るのと同じ温度で液体になります。

 凝固点降下は水溶液に含まれる不純物の濃度によります。つまり二種類の食塩水があると、濃度の高い方が低い温度で個体になり、個体は低い温度で液体に戻ります。食塩水の場合この温度(凝固点)がマイナス20度くらいにまで下がります。(液体が固体になる温度が「凝固点」、個体が液体になる温度が「融点」です。この二つは同じ温度を二種類に言い換えてます。)

(1)凝固点効果は濃度に比例します。そして食塩は電解質なので、水中では粒子が分離しますので、凝固点降下が二倍になります。つまりコーラの中の不純物の半分の食塩を入れると、コーラと食塩水が同じ温度で凝固します。実験の食塩水はコーラの半分より多い食塩が含まれていたのです。食塩の量によって実験結果が変わっていたのです。
残りの物も、濃度の差で違いが出たのだと考えてください。

(2)温度が上がって二酸化炭素が出た(よく言う「気が抜けた」)から、氷が崩れたのでしょう。

(3)二つ目の段落で説明したとおりです。不純物が少ない方がそうなります。不純物が多いと水同士の結合の妨げになるのです。この実験全体に当てはまることなので、最初に書きました。

(4)ウーロン茶の茶色い成分は、塩や砂糖のように水に溶けているのではありません。泥水の泥のように、溶けずに漂っているだけで凝固点降下には影響がありません。そしてお茶は一度沸騰させて作りますので。その時に不純物が取り除かれるので、凝固点はさらに上がることになります。水道水に含まれる消毒剤よりも、ウーロン茶の方が溶けている成分は少ないので、このような結果になりました。時間差は実験室の温度にも左右されますが、食塩水が飽和のような高濃度で実験したのだと考えられます。

 水に不揮発性の物質を溶かすと0度より低い温度で氷になります。このような現象を凝固点降下と言います。氷の表面に食塩をかけると水になりますが、これは0度では食塩水が液体のままだからです。そし不純物を含んだ氷は凍るのと同じ温度で液体になります。

 凝固点降下は水溶液に含まれる不純物の濃度によります。つまり二種類の食塩水があると、濃度の高い方が低い温度で個体になり、個体は低い温度で液体に戻ります。食塩水の場合この温度(凝固点)がマイナス20度くらいにまで下がります。(液体が固体になる温...続きを読む

Q氷の溶け方の自由研究

自由研究で、「氷の溶け方」をしました。
もう終わったんですが、結果があたってるのか不安です。
これであたってるんでしょうか??
(溶けるのが早い順)

ポカリ→コーヒー→水→牛乳→緑茶

回答おねがいします!!

Aベストアンサー

中学生の方でしょうか?

簡単に出来る自由研究の定番なので、答えは調べれば(ネット上でも)見つかります。

ただ、それだけ書いてもつまらないので、
どういう目的の実験か、どういう方法で行ったか(細かい条件など)、結果はどうか。
ということをまとめて、
結果についても既に分かっていることなので、予め予想も書いておくのが良いでしょう。

実験が終わったあと結果は予想したとおりのものだったか、
そうでなかったのであればどうして結果が思ったとおりに出なかったのか、
などを考察として書くのが良いでしょう。

結果が合っていることより、予想通りの結果が出なかった方が、考察としては面白いかも知れませんよ。

Qなぜ、砂糖水を凍らせると、ふつうの氷より、はやくとけるのですか?

なぜ、砂糖水を凍らせると、ふつうの氷より、はやくとけるのですか?

Aベストアンサー

たぶん融点が変わるからです.
沸点も変わるはずです.

物質というものは,不純物が混じると物理化学的性質が変わるのです.
例えば塩を溶かすと沸点が上がるというのは有名な話です.
また,水酸化ナトリウムを純粋に混ぜるとよく電気が通るようになるのも有名な話です.

Q凍らせたスポーツドリンク、はじめが濃いのはなぜ?

部活の時にスポーツドリンクを凍らせて持って行き、溶けたところを飲んでいくと、
はじめは濃いのにだんだん味が薄くなっていきます。
なぜですか?
自由研究で実験しようと思っています。

Aベストアンサー

自由研究にしたいのですから,なぜと聞いてはまずいですよね(笑

ペットボトルをタオルで巻いてゆっくり凍らせたり
金属のボールに入れて急速に凍らせたりしてみましょう
かなり解決のヒントが得られるはずです

それから濃い食塩水をいろいろな濃度で作って
凍らせてみましょう
意外なヒントが観察できるはずです

飽和だとたぶん凍りませんから
凍るぎりぎりの濃度を探して
そこから少しずつ薄くしていくのもおもしろいですね

Qなぜお茶は早く凍る?

自由研究で物の凍り方・溶け方の研究をしています。
中1なので、初めての研究に戸惑っています。
いろいろな液体で凍り方と溶け方を試したのですが
水より麦茶の方が早く凍り、早く溶けたのです。
麦茶より濃い緑茶で試すと、とても早く凍りました。
これはなぜでしょうか?
お茶に含まれる成分によるものですか?
わかる方がいたら教えて下さい。
もしわかればどんな成分が凍りやすいかなどもお願いしますm(_ _)m

Aベストアンサー

まず、水、麦茶、濃い緑茶が凍る温度を温度計を用いて測定してみてください。
一般に塩水などでは、凝固点降下が起こり0℃では凍らず、より低い温度にしなければ凍りません。
この事例を参考にすると、麦茶が早く凍ることは、逆ではないかと疑問を持たれたのですよね。
とても良いことだと思います。
今回の実験では、どのように温度を下げて凍らしたのですか?
冷凍庫など、十分熱容量が大きく、十分低温(例えば-20℃)のような所に同時に水や麦茶を入れて凍るところを観察したのですか?
この場合、凍る早さは凝固点だけでは決まりません。
どの液体も雰囲気温度(冷凍庫の温度;-20℃)よりも高い温度で凍ってしまうので、凝固点だけでなく、伝熱速度や結晶化速度、凝固熱(潜熱)の影響を受けます。
では、結論として、なぜ麦茶が早く凍るのか?
凝固点が高くなっていて、水よりも高い温度で凍り始めるのならば、溶けるときには、最後に溶け始めるはずですから、実験結果と合いません。
私の考えとしては、麦茶や緑茶などの不純物が混入したために、結晶が最初に生成するときに、それら不純物が核となって結晶加速度を早めているからだと思います。
雨が降るときも空気中の水蒸気がほこりなどを核として、凝縮して雨粒となりますが、それと同じ事が起こっているのだと思います。
よって、純粋な水を凍らせたときと比べ、緑茶など早く凍った氷の結晶は小さくなっているはずです。
結晶が小さいので、溶けるときは早く溶けるということではありませんか?
純水の場合、結晶の核となるものがないので、過冷却現象も起こっているかもしれません・・・
キーワードは、結晶核だと思います。

まず、水、麦茶、濃い緑茶が凍る温度を温度計を用いて測定してみてください。
一般に塩水などでは、凝固点降下が起こり0℃では凍らず、より低い温度にしなければ凍りません。
この事例を参考にすると、麦茶が早く凍ることは、逆ではないかと疑問を持たれたのですよね。
とても良いことだと思います。
今回の実験では、どのように温度を下げて凍らしたのですか?
冷凍庫など、十分熱容量が大きく、十分低温(例えば-20℃)のような所に同時に水や麦茶を入れて凍るところを観察したのですか?
この場合、凍る早...続きを読む


人気Q&Aランキング