食塩やさとうのような物質を水の中に入れてよくかき混ぜると、つぶが見えなくなり、 1つのすきとおった液体に変わります。この、物質が水にすっかりとけこんでできた液体のことを 水溶液(すいようえき)とよびます。
水溶液の考え方:「何らかの物質」+「水」を混ぜて、見た目が1つのすきとおった液体になったもの。 混ぜた物質が固体・液体・気体のどれであっても、水にとけこんでいれば水溶液とよべます。
色や味、においがちがっていても、「水溶液」とよべる液体には共通の性質が3つあります。
固体を水に入れると、つぶがどんどん小さくなり、けんび鏡でも見えないくらい細かくなって、 水の中いっぱいに散らばっていきます。つぶが消えたように見えるのは、なくなったのではなく、 目に見えないほど小さくなって広がったからです。
同じ物質でも、とけていく速さを上げる方法があります。理由もあわせて覚えておきましょう。
📝 このセクションのまとめ
食塩やさとうのような物質を水の中に入れてよくかき混ぜると、つぶが見えなくなり、 1つのすきとおった液体に変わります。この、物質が水にすっかりとけこんでできた液体のことを 水溶液(すいようえき)とよびます。
水溶液の考え方:「何らかの物質」+「水」を混ぜて、見た目が1つのすきとおった液体になったもの。 混ぜた物質が固体・液体・気体のどれであっても、水にとけこんでいれば水溶液とよべます。
色や味、においがちがっていても、「水溶液」とよべる液体には共通の性質が3つあります。
固体を水に入れると、つぶがどんどん小さくなり、けんび鏡でも見えないくらい細かくなって、 水の中いっぱいに散らばっていきます。つぶが消えたように見えるのは、なくなったのではなく、 目に見えないほど小さくなって広がったからです。
同じ物質でも、とけていく速さを上げる方法があります。理由もあわせて覚えておきましょう。
📝 このセクションのまとめ
水溶液は、見た目ではなく「水に入れる前、とけている物質がどんな状態だったか」で 3つのグループに分けられます。液体になったあとの見た目にだまされないことが大切です。
「とけたあと」ではなく「とかす前」を見る。固体だったか、液体だったか、気体だったかの3択。
水に入れる前、白い粉やつぶの形をしていた物質がとけているグループです。
| 水溶液の名前 | とけている物質 |
|---|---|
| 食塩水 | 塩化ナトリウム |
| 重そう水 | 炭酸水素ナトリウム |
| 石灰水 | 水酸化カルシウム |
| 水酸化ナトリウム水溶液 | 水酸化ナトリウム |
| ホウ酸水 | ホウ酸 |
水に入れる前から、すでに液体だった物質がとけているグループです。数はあまり多くありません。
| 水溶液の名前 | とけている物質 |
|---|---|
| アルコール水 | アルコール(液体) |
| す(さく酸水) | さく酸(液体) |
| うすい硫酸水 | 硫酸(液体) |
水に入れる前は空気のように目に見えない気体だった物質がとけているグループです。 名前だけ見ると固体や液体のように思えてしまうものが多く、まちがえやすいポイントです。
| 水溶液の名前 | とけている気体 |
|---|---|
| 炭酸水 | 二酸化炭素 |
| 塩酸 | 塩化水素(つんとしたにおい) |
| アンモニア水 | アンモニア(つんとしたにおい) |
においのチェックはあおいでかぐ
塩酸やアンモニア水はつんとしたにおいの気体がとけているため、直接すいこむと体によくありません。 調べるときは、手であおぐようにして遠くからにおいをかぐのが安全な方法です。
水溶液を加熱して水分をすべて蒸発させると、とけていた物質の種類によって あとに残るものが変わります。3つのグループで整理しましょう。
| とけていた物質 | 固体 | 液体 | 気体 |
|---|---|---|---|
| 蒸発後に残るか | 残る | 残らない (硫酸など一部の例外あり) | 残らない |
| 代表的な例 | 食塩水・石灰水 | アルコール水 | 炭酸水・塩酸 |
| 残ったもののようす | 白い結晶や粉 (さとう水は黒くこげる) | — | — |
ここに注意:さとう水だけは残り方がちがう
食塩水をゆっくり蒸発させると、とう明できれいな結晶が残ります。 しかしさとう水を熱していくと、さとうにふくまれる炭素の成分によって 黒くこげたものが残ります。「固体がとける水溶液=きれいな結晶が残る」とは 限らない点がテストで問われます。
理科で「とける」という言葉を使うとき、実はまったく別の2つの現象を指していることがあります。 この2つを混同すると、水溶液の単元でつまずきやすくなります。
| くらべる点 | 水にさとうがとける | 塩酸に金属がとける |
|---|---|---|
| とけた物質そのものは | 変化しない(さとうのまま) | 別の物質に変化する |
| 水を蒸発させると | もとのさとうが取り出せる | もとの金属にはもどらない |
| よび方 | 物質が水に「とける」 | 物質が別の物に「変化してとける」 |
覚え方のコツ:「もどせるか、もどせないか」で見分けよう。 水にとかしただけなら、水を蒸発させればもとの物質にもどせる。金属が液体にとけて別の物質に変わったときは、 蒸発させても金属にはもどらない。
Q. コーヒーシュガー(茶色い色つきのさとう)を水にとかした液は、水溶液といえる?
A. いえます。色がついていても、とう明でにごりがなく、こさが均一で、時間がたっても分かれなければ水溶液の条件を満たします。
Q. うすい塩酸を蒸発皿で加熱して水を飛ばすと、あとに何が残る?
A. 何も残りません。塩酸にとけているのは塩化水素という気体なので、水といっしょに空気中へ出ていってしまいます。
Q. 食塩水に食塩を加えると、水溶液全体の重さはどうなる?
A. 加えた食塩の重さの分だけ重くなります。とけて見えなくなっても、食塩という物質がなくなったわけではないからです。
Q. 石灰水と食塩水を見た目だけで区別できる?
A. 見た目だけでは区別できません。どちらもとう明な水溶液なので、蒸発させて残った物質のようすや、他の水溶液と混ぜたときの反応などで調べる必要があります。
見た目がそっくりな水溶液でも、蒸発させたときの変化やにおいを手がかりにすれば、 何がとけているかを見分けることができます。
コップ①〜④には、食塩水、炭酸水、ホウ酸水、うすい塩酸のいずれかが1つずつ入っています。 それぞれを蒸発皿に少量とって加熱したところ、①と③には白い固体が残り、②と④には何も残りませんでした。 さらに①と③の液を氷水につけて冷やすと、③には白いつぶ(結晶)が出てきましたが、①は変化しませんでした。
(1) ①と③に入っている水溶液はそれぞれ何ですか。 (2) ②と④を区別するには、どのような方法がありますか。
とき方 (1)
とき方 (2)
ポイント:「残る・残らない」でまず固体グループと気体グループに分け、 そのあと冷やしたときのようすやにおいで1つずつ確定させる、という2段階で考えるのがコツ。
同じ重さの角砂糖を、下の表のような4つの条件で水に入れ、完全にとけるまでの時間を測りました。
| 条件 | A:常温・そのまま・混ぜない | B:常温・そのまま・かき混ぜる | C:お湯・そのまま・混ぜない | D:常温・くだく・混ぜない |
|---|---|---|---|---|
| とけるまでの時間 | いちばん長い | Aより短い | Aより短い | Aより短い |
(1) B・C・Dが、いずれもAより速くとけたのはなぜですか。それぞれ理由を答えなさい。 (2) この実験からわかる、物を水にはやくとかす方法を3つ答えなさい。
とき方
実験A:15gの食塩を水にとかし、その後すべての水を蒸発させた。
実験B:うすい塩酸にアルミニウムの小片を入れると、あわを出しながら少しずつ小さくなり、 しばらくすると見えなくなった。その液の水分を蒸発させた。
(1) 実験Aで蒸発皿に残る固体は何gですか。 (2) 実験Bで蒸発皿に残るものは、もとのアルミニウムといえますか。理由もあわせて答えなさい。
とき方
くらべてわかること:実験Aは「水にとける」だけなので重さも物質も保たれる。 実験Bは金属が液体と反応して「別の物質に変わりながらとける」ので、あわ(気体)が発生し、 蒸発させても金属の姿にはもどらない。
📝 水溶液の見分け方 3つの手がかり