13.3: 水に溶けた固体の溶液-ロックキャンディの作り方

温度が溶解度に与える影響

ある物質の溶解度は、指定した温度で、与えられた量の溶媒に飽和溶液を形成するために必要なその物質の量のことです。 溶解度は、溶媒1gあたりの溶質量として測定されることが多い。 塩化ナトリウムの水への溶解度は、↵(20^text{o})で↵(100:text{g})あたり36.0↵(36:text{g})である。 溶解度は温度によって変化するため、温度を指定する必要があります。 気体の場合、圧力も指定する必要があります。 溶解度は特定の溶媒に特異的である。 ここでは溶媒として水に対する溶解度を考える。

大部分の固体物質の溶解度は温度が上がると大きくなる。 しかし、その効果を予測することは難しく、溶質によって大きく異なる。

Solubility curves for several compounds.の温度依存性はかなりフラットで、温度が上がっても溶解度にはあまり影響がないことが分かります。

いくつかの物質 – ⒶHClⒶ、ⒷNH_3↩、ⒹSO2Ⓒ は、温度が上がると溶解度が低下することが分かっています。 これらはすべて標準圧力下では気体である。 気体が溶けている溶媒を加熱すると、溶媒と溶質の両方の運動エネルギーが増加する。 気体である溶質の運動エネルギーが大きくなると、その分子は溶媒分子の引力から逃れて気相に戻ろうとする傾向が強くなる。

溶解度曲線は、ある溶液が飽和か不飽和かを判断するのに使うことができます。 例えば、(30^text{o}) の水の中に、(80^text{g}) の \ce{KNO_3} を入れたとします。 溶解度曲線から、(30^text{o} ⇄)で約⇄(48℃: ⇄text{g})の⇄（KNO_3）が溶けることがわかります。 このことは、(80)よりも(48)の方が小さいので、溶液は飽和状態になることを意味します。 また、容器の底には、未溶解の♪♪（♪ce{KNO_3}）が、♪♪（80 – 48 = 32） 残っていると判断できます。 ここで、この飽和溶液を♪（60^text{o}）まで加熱したとします。 この曲線によると、(60^text{o}) での(ce{KNO_3}) の溶解度は、(107:sec{text{g}})程度であることがわかります。 このとき、溶液には元の溶質である♪(80) だけが含まれているので、不飽和状態である。 ここで、この溶液をずっと冷やし続けて、୧⃛(๑⃙⃘◡̈๑⃙⃘)୨⃛になったとします。 このとき、溶解度は約14[sec]であり、[sec]のうち66[sec]が再結晶化することになります。