人に聞けない痔の悩み、これでスッキリ >>

溶媒の温度による溶解度の差が小さい物質は、いったん溶媒に溶かしてから溶媒を蒸発させることで、溶けきれずに析出する結晶を取り出せると問題集に書いてありました。

例えば塩化ナトリウム水溶液を上記の方法で再結晶させる時、元々溶けきれていなかった分は水の蒸発後に残ることはわかります。ですが、わずかながら水に溶けていた分は、水が蒸発した瞬間、いきなり固体として出現するんですか?

水を蒸発させるということは、水溶液をどんどん熱していくんだと思います。そうすれば、いくら塩化ナトリウムでも、固体として見えている部分(つまり、溶けきれていない部分)は少しずつ減っていきますよね。でも、沸騰が始まると、今度はだんだん固体が増えていくように見えるのですか?
表現が分かりづらくてすみません。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

きちんと文章を読んで理解しましょう。

一部分を抜き出してしまうと、あなたのようにとんでもない誤解をしてしまう。
 問題集はその点ではとても悪い参考になります。基本は教科書ですよ。

「溶媒の温度による溶解度の差が小さい物質は、いったん溶媒に溶かしてから溶媒を蒸発させることで、溶けきれずに析出する結晶を取り出せる」
 は、その前段として
『温度により溶解度が大きく変化する物質は、溶液を冷却することで析出した物体を取り出すことができる。再結晶』
 という文言があるはずです。あくまで「温度により溶解度が大きく変化する物質」との対比で語られているはずです。

 いずれも、
★溶けきれなくなった溶質は析出する
 のは同じです。温度によって析出させることができなければ、溶媒だけを除けばよい。取り除く方法は、別に蒸発---蒸発乾固---だけでなく、普通に気化させてもよいし、減圧して取り除いてもよい。
 フリーズドライという手法もありますね。---洗濯物は真冬でも乾くてしょ。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。PCが壊れてしまい、お礼が遅くなってすみません。
独学していて教科書は無いので、分厚い参考書と問題集しかないんですよ。あとはWebとかで調べています。

『温度により溶解度が大きく変化する物質は、溶液を冷却することで析出した物体を取り出すことができる。再結晶』 という文言があるはずです。あくまで「温度により溶解度が大きく変化する物質」との対比で語られているはずです。

おっしゃる通りです。硝酸カリウムと塩化ナトリウムの見分け方の問題です。

「溶けきれなくなった溶質は析出する」というのを覚えるのがシンプルですかね。溶媒がなくなるのも、溶質が溶けきれなくなったと解釈できそうですかね。「蒸発乾固」がわからなかったのでちょっと検索したら、溶質の融点と溶媒の沸点も考慮しなければいけないんだということがわかりました。質問の「塩化ナトリウム水溶液」は、水の沸点よりも塩化ナトリウムの融点の方がはるかに高いからできることなんですね。やっとすっきりしてきました。(問題集の解説に、ここまで書いていて欲しかった!)

お礼日時:2016/07/13 08:30

>水を蒸発させるということは、水溶液をどんどん熱していくんだと思います。


ハズレ、常温常圧放置です。だから本来結晶は出来ません。飽和しているから。平衡状態では何も起きないのです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。PCが壊れてしまい、お礼が遅くなってすみません。
そうなんですか。常温常圧放置で蒸発させるのですね。普通はここまで記述されていないので、今初めて知りました。
「飽和してるから結晶ができない」というのがよくわかりません。飽和状態の液体を除くと、固体が残るのではないのでしょうか?

お礼日時:2016/07/13 08:01

えーと、、、


http://www.geocities.jp/don_guri131/02youekinose …
低温の水100mlに40gの塩化ナトリウムを入れてよく攪拌すると、、、
5g弱の塩化ナトリウムは解けきらないことになります。
これを攪拌しながら、熱していくと100℃に近づくにつれだんだん個体部分が少なくなっていくが、ほぼ全部解けきるまえに(蒸発は100℃より前から起こるため)だんだん固体(結晶)部分が増えていくということになりますね。 塩化ナトリウムは温度差による溶解度が少ないのでわかりにくいので、ミョウバンなどを使って実験してみたら面白いと思いますよ。 まあ、この場合は、細かい粉っぽい結晶ができる可能性が高いと思います。 あまり温度差を作らずにゆっくり常温で蒸発さえていくと大きな結晶を作ることができます。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。PCが壊れてしまい、お礼が遅くなってすみません。
やっぱり水を蒸発させると固体が出てくるんですね。

お礼日時:2016/07/13 07:50

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を見た人はこんなQ&Aも見ています

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再結晶させる方法

温度に対する溶解度差を利用する。
蒸発させる。

これ以外の方法で再結晶させる方法を教えてください。

Aベストアンサー

 再結晶の目的によっても変わるかと思いますが,私は「溶媒に対する溶解度の差」を温度差とよく併用しました。

 少し具体的に書くと,こんな感じです。

 1)化合物がよく溶ける溶媒少量に溶かします。
 2)化合物が溶けない溶媒を濁る程度まで加えます。
 3)少し暖めて溶かします(溶液は透明になる)。
 4)室温または冷蔵庫中で冷やします(一晩放置)。

 5)結晶の出が悪いと氷冷下スパーテルで擦ります。

 なお,過去に類似質問「QNo.123996 再結晶の方法について」(↓)がありましたので,そちらも御覧になってみて下さい。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=123996

Q再結晶のとき。。。

ナフタレンの再結晶時にメタノールと水を加えました。最初メタノールにナフタレンを溶かし、少量の水を加えました。(水は加えても結晶が溶けてる程度)ここで水を加えるのはなぜですか?
ナフタレンは無極性で水には溶けにくいので冷やしたときに結晶が析出しやすくするためですか?
また、冷ますときは放冷ではなく氷水で急冷するとよくないことはあるのですか?

Aベストアンサー

ご質問のように、再結晶の際に2種類の溶媒を混合する操作はしばしば行われます。順を追って説明します。
(1)ナフタレンを熱いメタノールに溶かす。この操作である程度濃い溶液を作ります。飽和である必要はありません。
(2)熱いままの状態で水を少しづつ加えます。水が入ることによって、ナフタレンの溶解度が低下します。
(3)水を加えていくと、ある時点で、濁りが生じます。この時に、溶液は飽和(あるいはわずかな過飽和)になっています。
(4)この飽和溶液をゆっくりと冷やすとナフタレンの結晶が生じ、再結晶が行われたことになります。ゆっくり冷やすことによって、より大きく、純度の高い結晶が得られます。急冷すると、結晶が急速に成長し、その際に不純物が取り込まれることがあり、純度が低下する場合があります。

なお、メタノールだけで再結晶することも可能ですが、1種類の溶媒だけでは、溶解度が高すぎて、溶質に対して溶媒が少なくなりすぎ、操作が困難になる場合などに上述の方法が使われます。また、飽和溶液が作りにくいとか、再結晶溶媒の選択に困って、やむを得ず使う場合もあります。

ご質問のように、再結晶の際に2種類の溶媒を混合する操作はしばしば行われます。順を追って説明します。
(1)ナフタレンを熱いメタノールに溶かす。この操作である程度濃い溶液を作ります。飽和である必要はありません。
(2)熱いままの状態で水を少しづつ加えます。水が入ることによって、ナフタレンの溶解度が低下します。
(3)水を加えていくと、ある時点で、濁りが生じます。この時に、溶液は飽和(あるいはわずかな過飽和)になっています。
(4)この飽和溶液をゆっくりと冷やすとナフタレンの結晶が生じ、...続きを読む

Qミョウバンの結晶作りについて

今、文化祭の展示物としてミョウバンの結晶を作っているのですが、どうもうまくいきません
ミョウバンの結晶が正八面体にならずに、平べったい六角形のような形になってしまうのです

今やっている方法は
(1)室温でのミョウバンの飽和溶液を作る
(2)それに溶液100mlあたり10g程度のミョウバンを入れ、バーナーで熱しながら完全に溶かす
(3)その溶液を500mlビーカーに50mlだけ入れる
(4)小さな結晶(一応八面体に見えるもの)をいくつか入れて、発泡スチロールの箱に入れて冷ます
というようにしています

結晶が一応できることはできるのですが、平べったい六角形のような形になってしまいます
綺麗な正八面体の結晶を作るにはどうすればよいのでしょうか?
それと、できればついでに結晶が六角形になってしまう理由も教えて下さい

Aベストアンサー

飽和溶液は今どばっとでているもののろ液です。
そのろ液をとり少し加熱して水をとばし過飽和にしてやりましょう。

種結晶は1mmもあればミシン糸などで結べるはず
です。一生懸命やらされました。
あとは結晶の形で売っているミョウバンを買うか。
会社によって結晶だったりパウダーだったり
違うそうです。まあこれは時間がないですかね。

いろいろインターネットでも乗っています。
本を調べる間も惜しいのであればサーチしてみては?
「結晶 ミョウバン 作り方」 でサーチ
http://www2r.biglobe.ne.jp/~comet-i/kon2/jik3-5.htm
http://www4.synapse.ne.jp/eiichi-h/myoubanr.htm
http://www.geocities.co.jp/Technopolis/4764/52/520609.htm

参考URL:http://isweb29.infoseek.co.jp/school/asaitou/kesshou/k-menu.html

Qo-ニトロアニリンとp-ニトロアニリン

薄層クロマトグラフィーで、o-ニトロアニリンとp-ニトロアニリンを分離すると、何故o-の方が長距離進むのでしょうか。

溶媒のジクロロメタンにはp-の方がよく溶けるようですし、極性もo-の方が高いのでは??
と、未熟な私には分かりません。どなたかお願いします

Aベストアンサー

o-ニトロアニリンの場合にはアミノ基の水素とニトロ基の酸素との間に分子内で水素結合ができます。
そのために、p-ニトロアニリンと比較して分子間の水素結合ができにくくなり分子間の引力が減少します。同様の理由で薄層クロマトの固定相(シリカゲル?)と引き合う力もo-ニトロアニリンの方が小さく、展開溶媒の移動にともなう移動距離が長く(Rf値が大きく)なるものと考えられます。

Q溶質の析出量

高校化学からの質問です。
「80℃の塩化カリウムの飽和水溶液200gから水40gを蒸発させ、その後水溶液を10℃まで冷やすと、何gの結晶が析出するか。塩化カリウムの溶解度を、80℃で51.3、10℃で31.2とする。」
という問題がありました。

僕はまず、40g蒸発する際の析出量を51.3×40/100として計算し、析出量20.52gと求めました。
続いて蒸発した40gを引いた160グラムの塩化カリウム水溶液において、80℃から10℃まで冷やす際に析出する量を(51.3-31.2)/(100+51.3) ×160として計算し、21.26gと求めました。
最後に20.52g+21.26g=41.78gとして、回答としました。
しかし、参考書の解答には39.1gとあります。
僕の計算の何が間違っているのでしょうか?

Aベストアンサー

●惜しいですね・・・・
40g蒸発する際の析出量を51.3×40/100として計算し、析出量20.52gと求めました。
 ※ひじょうによろしい。

続いて蒸発した40gを引いた160グラムの塩化カリウム水溶液において
 ※ここで勘違いです。20.52gはどこに?このままでは溶液に加えてます。
 160グラムの塩化カリウム水溶液-20.52g=139.48gとして計算しなおしてみてください。正しい値が出ますよ。沈殿してしまってるのですから・・・溶液の重さから引くのを忘れたようですね!

 有効数字が微妙です。4桁まで計算して3桁を残すようにしないと正しい答えにならないかも。後は考え方はOKですよ。

Q化学について

使っている問題集の解説について疑問に感じることがあったので質問させていただきました。
問題の答え自体は大丈夫なのですが、直後の解説に疑問を感じました。

それは
『塩化ナトリウムのように温度による溶解度の差が小さい物質を溶媒から取り出す場合、溶媒を蒸発させることで溶けきれずに析出する結晶を取り出せる。このような操作を再結晶という。』
といった旨の文章です。

溶液から溶質を取り出すために溶媒を蒸発させるのは『再結晶』ではなく『蒸発乾固』ではないのでしょうか?
それとも、『再結晶』という手段の中に『蒸発乾固』も含まれているのでしょうか?

回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

蒸発乾固と解説文の指す再結晶とは異なる操作です。

『蒸発乾固』とは溶液から溶媒を完全に揮発させて
溶質成分(固体)を得る操作であり、溶質が混合物であれば
蒸発乾固によって得られた固体は混合物になります。


解説文の原文がわからないためどのような説明になっているのかわからないので、
ここでは海水を例にとって説明します。
下はWikipediaの海水のページへのリンクです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E6%B0%B4

海水の97%は水ですが、海水から水を除いて溶質を取り出すとします。。
海水中の塩分のほとんどはご存知の通り塩化ナトリウム(78%)です。
これに加えて塩化マグネシウム(10%)、硫酸マグネシウム(6%)などが含まれます。
この海水を煮詰める実験を2通りの方法で行うとします。


実験1:完全に蒸発乾固
海水を煮詰めて、水分を完全に飛ばします。
すると、溶けている塩分が全部固体となって得られます。
この固体は、当たり前ですが塩化ナトリウムと塩化マグネシウムと(以下略)
の混合物です。


実験2:蒸発乾固する手前で加熱を止める(解説文の意図する再結晶)
海水を煮詰めていきますが、固体がある程度析出してきた所で加熱を止めます。
冷めないうちにこれをろ過して固体と液体に分けます。
するとどうなるかを考えてみてください。

海水の塩分のほとんどは塩化ナトリウムですので、海水が煮詰まってくると
まず塩化ナトリウムが結晶になりはじめます。
他の成分は濃度が低いのでまだ結晶になりません。
そして『他の成分』が結晶になり始める前に加熱を止めて結晶を分離すると、
結晶の成分は塩化ナトリウムと、結晶表面にこびりついた微量の『他の成分』
の混合物になります。一方、『他の成分』の大部分は溶液中に残るため、
結晶にならなかった塩化ナトリウムと、塩化マグネシウムと硫酸マグネシウムと・・・
の混合物になりますが、塩化ナトリウムの割合は元の海水よりも大幅に下がっています。

このようにして、海水から塩化ナトリウムが濃縮された塩と、
『他の成分』が濃縮された溶液(にがり)が得られます。
これが解説文が指している『再結晶』です。


(以下は興味があれば読んでみて下さい)
『結晶』というのは原子や分子が秩序だって配列した構造となっています。
結晶を作るとき、例えば塩化ナトリウムをゆっくりと結晶成長させると、
他の成分(例えばマグネシウムイオン)は塩化ナトリウムの結晶の中に
ほとんど混入せず、非常に純度の高い結晶が得られます。
逆にすばやく結晶成長させると、結晶の粒と粒の間にマグネシウムイオンや
水分子が閉じ込められて成長するために純度が低くなります。
再結晶はこの現象を利用して、混合物から純粋な物質を精製する非常に有効な方法であり、
工業的にも実験室レベルでも頻繁に用いられています。

ただし再結晶も万能ではなく、構造が近く化学的性質も似通ったものは
再結晶による分離が非常に難しくなります。
近年『海底からレアアースが見つかった』というニュースをよく目にしますが、
このレアアースというものは多くの場合ランタノイドの混合物です。
実はこの『ランタノイドの混合物』から欲しい元素を精製するというのは
非常に難しいのです。
ランタノイドは元素の性質が非常に似通っており、先ほど海水で説明したような
煮詰めて再結晶、という方法での分離は実用レベルでは不可能です。
どのランタノイド元素も多くの場合+3価のイオンとなり、
イオン半径もほぼ同じなので混ざった結晶になりやすいためです。
なので『ランタノイドの分離』は未だに最先端の研究分野だったりします。

蒸発乾固と解説文の指す再結晶とは異なる操作です。

『蒸発乾固』とは溶液から溶媒を完全に揮発させて
溶質成分(固体)を得る操作であり、溶質が混合物であれば
蒸発乾固によって得られた固体は混合物になります。


解説文の原文がわからないためどのような説明になっているのかわからないので、
ここでは海水を例にとって説明します。
下はWikipediaの海水のページへのリンクです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E6%B0%B4

海水の97%は水ですが、海水から水を除いて溶質を取り出すとします。。
海水...続きを読む

Q溶液の温度変化による結晶の析出量の公式

x=析出量、b=溶液の量、S=温度変化まえの溶解度、S`=温度変化後の析出量
とすると、x/b=(S-S`)/(100+S)
となると書いてあったんですが、この公式がいまいち理解できません
また、同様に溶媒量をaとすると、
x/a=(S-S`)/100
となるのも理解に苦しんでいるので、ぜひ何故このようになるのか
教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

S'は温度変化後の溶解度、の誤りでしょう。
溶解度がSであるということは、「水100gに対して物質がSgだけ溶ける」ということです。
これを踏まえて、具体的な数字を用いて考えてみましょう。

例えば、80℃で溶解度が50、20℃で溶解度が30である溶質があったとしましょう。
これを、水100gを基準にして考えてみると、80℃では50gまで溶かせますよね。つまり、
80℃では溶液は150g(=100+50)ですよね。では、これを20℃まで冷やしてみましょう。
すると、20℃では溶質は30gまでしか溶かせないので、50-30=20gが析出します。
この現象は、
『溶液100+50=150gに対して、50-30=20gの溶質が析出する』
ということですよね。これを
『溶液bgに対して、xgの溶質が析出する』
という形に置き換えて考えてみましょう。すると、上と下の関係は同等です。
そこで、両者の比を取ってみましょう。
(100+50):(50-30)=b:x
左辺は溶液150gの場合、右辺は溶液bgの場合です。

さて、本題では50g=S、30g=S'でしたから、この比の式は
(100+S):(S-S')=b:x
と変形できるので、内項、外項をとって整頓すると、
x/b=(S-S')/(100+S)
が導出されます。

上の解法では、溶液を基準に考えました。しかし、これを溶媒(=水)を基準に考えても
計算できるのです。つまり、
『水100gに対して、50-30=20gが析出する』=『水agに対して、xgが析出する』
このように考えて、両者の比を取ってあげましょう。すると、
100:(50-30)=a:x
→100:(S-S')=a:x
→x/a=(S-S')/100
が導出されます。

S'は温度変化後の溶解度、の誤りでしょう。
溶解度がSであるということは、「水100gに対して物質がSgだけ溶ける」ということです。
これを踏まえて、具体的な数字を用いて考えてみましょう。

例えば、80℃で溶解度が50、20℃で溶解度が30である溶質があったとしましょう。
これを、水100gを基準にして考えてみると、80℃では50gまで溶かせますよね。つまり、
80℃では溶液は150g(=100+50)ですよね。では、これを20℃まで冷やしてみましょう。
すると、20℃では溶質は30gまでしか溶かせないので、50-30=20gが析出...続きを読む

Q結晶の出来る仕組み

小学5年生の夏休みの自由研究で食塩の結晶を作りました。
そこで

1)結晶がなぜ出来たか?
2)結晶になる前の食塩と結晶になった食塩の違い

を教えたいのですが、ウソは教えられませんし(私の考えでは大変怪しい^^;)、小学5年生にもわかるような説明を教えてください。
よろしくお願いしますm(_ _)m

Aベストアンサー

小学5年生に説明するつもりで書いてみますが、その前に、保護者の方向けに・・・食塩の水に対する溶解度の温度変化は小さいので、ミョウバンなどのように、溶解度の温度変化を利用した再結晶というのはあまり行われないようです。したがって、飽和食塩水から水を蒸発させて、結晶を取り出すという実験を想定して書いてみます。

1)食塩は水に溶けますが、いくらでも溶けるというわけではありません。食塩を出来るだけ多く溶かして作った飽和食塩水を、浅い皿などに入れ放置すると、次第に水が蒸発します。食塩は蒸発しません。したがって、蒸発によって水が減ってくると、その、減った水に溶けていた分の食塩が溶けきれなくなって、固体として出てきます。
最初は、食塩の非常に小さい粒ができてくるのですが、あとから固体になる食塩は、何もないところよりも、先にできている小さい結晶のまわりで固体になりやすい性質があります。
その結果、固体は、その物質に固有の形(結晶型)になりながら、しだいに大きくなっていきます。

2)結晶の大きさは、結晶の作り方によって変化します。ゆっくりと時間をかけて、結晶を成長させた場合には、大きい結晶を作ることができます。本来は、大きさにかかわらず、結晶の形は同じになるはずです。しかし、浅い皿などで食塩の結晶を作った場合には、平たい形の結晶ができやすいと思います。それは、食塩水の深さや容器の形、あるいは結晶が底に沈んでいて、下方向へは結晶が成長できないことが原因だと考えられます。
結晶を糸などで吊して結晶を成長させると、立方体に近いものができるかも知れませんが、食塩ではちょっと難しいと思います。

小学5年生に説明するつもりで書いてみますが、その前に、保護者の方向けに・・・食塩の水に対する溶解度の温度変化は小さいので、ミョウバンなどのように、溶解度の温度変化を利用した再結晶というのはあまり行われないようです。したがって、飽和食塩水から水を蒸発させて、結晶を取り出すという実験を想定して書いてみます。

1)食塩は水に溶けますが、いくらでも溶けるというわけではありません。食塩を出来るだけ多く溶かして作った飽和食塩水を、浅い皿などに入れ放置すると、次第に水が蒸発します。食塩...続きを読む

Qゆっくり再結晶させる方法

X線解析用に有機化合物の単結晶をつくりたいのですが、
生成物の結晶性が良すぎてきれいな単結晶をつくることができません。
出てくるときは一気に析出して、巨大な粗結晶が出来上がってしまいます。
ゆっくりと析出、成長させる方法はないでしょうか?

今までに試したのは、
1)ヘキサン/酢酸エチル系で加熱溶解後冷却

2)自然蒸発
酢酸エチル、ジクロロメタン、水/メタノール系
(ジエチルエーテルにはほとんど溶けませんでした)

3)小さな容器中に酢酸エチル溶液を開放系で入れ、
ヘキサンを入れた一回り大きな容器に密封。
ヘキサンが酢酸エチル系に混ざって溶解度が落ちるのを待つ。

です。

今のところ水/メタノール系自然蒸発と3番が有望そうかなー?というところなのですが、
何か他に良い再結晶の方法があったら試してみたいので教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

とりあえず徐冷法・濃縮法・拡散法を行ったわけですね。
上記の条件以外に溶媒の種類を検討して良い結晶が得られると後々楽なのですが。

上記以外の方法で考えられそうなものとしては、
液滴法(キャピラリーから一滴分の溶液を出して(落とさずに先端で保持する)、乾かしていく。)や液液拡散法(H字管を用いて拡散する)、ゲル電解法(ゲル中に溶液を染み込ませて電解結晶化させる)など。

有機化合物の場合、さまざまなファクターがありますから、条件の精査を頑張って下さい。

Q再結晶の原理

大学の実験でサリチル酸と無水酢酸からアセチルサリチル酸を生成する実験をしました。
サリチル酸に無水酢酸と濃硫酸を加え、60℃のお湯で15分間加熱し室温まで冷却し水を加え氷水につけてさらに冷却し、軽く攪拌しながら結晶を析出させ、
それを再結晶させたのですが、恥ずかしながらこの再結晶の原理がわかりません。

再結晶の原理をわかりやすく教えてもらえませんか?

Aベストアンサー

溶解度の温度による差を利用しています。
ほとんどの物質は温度が上がると溶媒への溶解度が上がります。そこで温度を上げて粗製物を溶かし、次いでこれを高温に保ちながら濾過して不溶物を除き、次に冷却して主成分を結晶として得ます。
着色等が見られるときは加熱状態で少量の活性炭を加え不純物を吸着させてから熱時濾過します。活性炭の粒度が小さ過ぎたり濾紙が粗過ぎたりすると活性炭が濾液に混ざるので注意。
一般にかなり純度が高くないと再結晶しても別れない組み合わせがあります。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング