速く凍る溶液は？

　プラスチック容器に１８０mlの水を入れて凍らせています。水を凍らせたらカチカチに凍るのに5時間程度かかります。他にも塩や砂糖や酢もやりましたが、たいした差は見られませんでした。
しいて言うならば１０％と２０％の砂糖水が少し速いくらいでした。　
薬局やドラッグストアーなどで簡単に手に入るもので上記より速く凍るものがあれば教えて下さい。
酢は日本薬局方の酢酸を使用しました。　

No.5 ベストアンサー 回答者： mogula 回答日時： 2004/06/29 10:54

ちょっと発想を変えますと、

ほんとに純粋な水（超純粋）を振動を全く与えずに冷却すると、0℃では凍りません。実際に凍り出すのは-30℃くらいで、一旦凍りだすと瞬間的に凍ります。これは、過冷却と言う現象が起こるためです。

一般に水が0℃で凍るのは、水に分散している微小な不純物が氷（結晶）の核となって、過冷却現象を妨げるからです。

このことを考慮すると、水溶液ではなく懸濁液の方が早く凍るのではないかと思いますがどうでしょう？
実際には、冷却条件にもよりますので、その影響が本当に効いてくるかは条件次第ですが。

禁じ手かもしれませんが、発想としては水から熱を奪えば良い訳ですので、、0℃程度で吸熱反応もしくは、蒸発・昇華するものを溶解させるのはどうでしょう？
候補としては、やったこと無いし、薬局で容易に（ハンコウなしで）手に入るかわかりませんが、ヨウ素かな？
ヨウ素の蒸発熱がどれほどのものかわかりませんが、水溶液からヨウ素が蒸発した分の熱量が奪われるので、凝固点効果の影響を差し引いても、実験条件によってはもしかしたら早く凍るかもしれません。

No.4 回答者： bunsekiya 回答日時： 2004/06/27 23:08

面白い実験をされていますね。

しかし、真水よりも早く凍る水溶液はまず無理なように思います。

真水よりも砂糖水が早く凍ったようですが、真水の方に過冷却状態が起きたか、砂糖水を置いた場所がよく冷える場所だった可能性が高いですね。

発想の転換をすると、この実験は水主体でないといけないのでしょうか？例えば、生物試料などを電子顕微鏡観察するために凍結乾燥で使う「t-ブタノール」は、室温では液体ですが、冷凍庫でなくとも、冷蔵庫で凍ります(というか、凝固します)。水よりもはるかに早く凍りますが・・・。

「t-ブタノール」は普通の薬局では売ってないとは思いますが、何か、ヒントになりませんかね？

No.3 回答者： org1 回答日時： 2004/06/27 06:08

とても面白い実験をやっていますね。

水溶液が凍る時、水分子が選択的に結晶を作っていきます。
つまり、砂糖水でも、真水の氷が出来ていきます。
最後に凍る部分に濃い砂糖水の氷が出来ます。

だから、水分子が集まるのを妨害しないものを溶かせば
より速く凍る溶液を作ることが出来そうですね。
いろいろ試して結果を知らせて欲しいです。

ただ、真水より速く凍る溶液を作るのはかなり難しいように思います。

No.2 回答者： mojitto 回答日時： 2004/06/27 01:17

何かを溶かして水を早く凍らせるのは不可能です。

水に何かが溶けてしまうとそれによって凝固点降下がおきてしまいますから。多分、砂糖水も気のせいだと思います。分子量の小さなものを多量に入れてしまうと、家庭用冷蔵庫程度では凍らせるのも絶望的になります。

ちなみに凝固点降下は分子数に依存しています。つまり溶かすものの分子量と重量、溶解度に関係します。ですから水に溶けやすいもの、分子量が低いものを多量に入れると凝固点はより低くなります。

強いていうならプラスチックより熱伝導率の高い、例えばアルミ製の容器に入れることです。おそらくかなりのスピードアップが期待できます。

No.1 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2004/06/26 15:06

溶かすもので凍る速度を変えるのは無理でしょう．

20％砂糖水が速いと言うのは，たぶん気のせいでしょう．
あるいは誤差のうち．

プラスチック容器をアルミ容器にするとか．
これも冷凍庫のタイプによっては効果ないですが．