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水溶液と気体
水溶液の濃さ
🧂 基本のしくみ

水溶液の濃さの基本のしくみ

🧂 濃度(のうど)は「とけている物」の割合

食塩水や砂糖水のように、物が水にとけた液を水溶液(すいようえき)といいます。 水溶液の濃さのことを濃度といい、水溶液全体の重さのうち、とけている物の重さが どれくらいの割合をしめるかを、百分率(%)で表します。

濃度〔%〕= とけている物の重さ〔g〕 ÷ 水溶液の重さ〔g〕 × 100

⚖️ とかした物は消えない! 水溶液の重さ=水+とけている物

物を水にとかしても、とけた物がなくなってしまうわけではありません。 とけた物の重さは、そのまま水の重さに足し算されます。 つまり、水溶液の重さは「水の重さ」だけではなく、「水の重さ+とけている物の重さ」になります。

水溶液の重さ=水の重さ+とけている物の重さ水 80g+食塩 20g=食塩水 100gとけた食塩は消えない → 重さはそのまま合計される

まちがえやすい注意:濃度の式の分母は「水の重さ」ではなく「水溶液の重さ」! 「とけている物の重さ ÷ 水の重さ」で計算すると答えがずれてしまう。

📐 計算の手順を確認しよう

上の例(水80g・食塩20g)を使って、濃度を求める手順を確認します。

①とけている物の重さを確認食塩 20g②水の重さを確認水 80g③2つを足して水溶液の重さ20+80=100g④公式にあてはめる20%濃度〔%〕= 20 ÷ 100 × 100 = 20%

📝 このセクションのまとめ

  • 濃度〔%〕=とけている物の重さ ÷ 水溶液の重さ × 100
  • 水溶液の重さ=水の重さ + とけている物の重さ(とかした物は消えない)
  • 分母を「水の重さ」だけにしてしまうミスに注意する
🧪 水溶液と気体水溶液の濃さ

水溶液の濃さの基本のしくみ

🧂 濃度(のうど)は「とけている物」の割合

食塩水や砂糖水のように、物が水にとけた液を水溶液(すいようえき)といいます。 水溶液の濃さのことを濃度といい、水溶液全体の重さのうち、とけている物の重さが どれくらいの割合をしめるかを、百分率(%)で表します。

濃度〔%〕= とけている物の重さ〔g〕 ÷ 水溶液の重さ〔g〕 × 100

⚖️ とかした物は消えない! 水溶液の重さ=水+とけている物

物を水にとかしても、とけた物がなくなってしまうわけではありません。 とけた物の重さは、そのまま水の重さに足し算されます。 つまり、水溶液の重さは「水の重さ」だけではなく、「水の重さ+とけている物の重さ」になります。

水溶液の重さ=水の重さ+とけている物の重さ水 80g+食塩 20g=食塩水 100gとけた食塩は消えない → 重さはそのまま合計される

まちがえやすい注意:濃度の式の分母は「水の重さ」ではなく「水溶液の重さ」! 「とけている物の重さ ÷ 水の重さ」で計算すると答えがずれてしまう。

📐 計算の手順を確認しよう

上の例(水80g・食塩20g)を使って、濃度を求める手順を確認します。

①とけている物の重さを確認食塩 20g②水の重さを確認水 80g③2つを足して水溶液の重さ20+80=100g④公式にあてはめる20%濃度〔%〕= 20 ÷ 100 × 100 = 20%

📝 このセクションのまとめ

  • 濃度〔%〕=とけている物の重さ ÷ 水溶液の重さ × 100
  • 水溶液の重さ=水の重さ + とけている物の重さ(とかした物は消えない)
  • 分母を「水の重さ」だけにしてしまうミスに注意する

濃さのしくみをくわしく知ろう

⚖️ 同じ体積でも、濃い水溶液の方が重い

固体を水にとかしても、水溶液の体積(かさ)はほとんど増えませんが、 重さはとかした物の分だけ増えます。 そのため、同じ物をとかした水溶液どうしを同じ体積で比べると、とけている物が多い=濃い水溶液ほど重くなります。

同じ体積(60cm³)の食塩水を比べるうすい食塩水60cm³・濃度 8%こい食塩水60cm³・濃度 25%体積は同じとけている点(●)が多いほど、同じ体積でも重い

体積がほとんど変わらないのに重さだけ増えるのは、とけている物がすきまに入りこむように水になじむためです。 「体積=重さ」ではないことを覚えておきましょう。

💧 飽和水溶液(ほうわすいようえき)とは

物を水にとかし続けていくと、ある量をこえたところで、それ以上は一切とけなくなる限界がおとずれます。 この「とかせる限界までとかしきった」状態の水溶液を、飽和水溶液と呼びます。 飽和水溶液には、次のとても大切な性質があります。

最重要ポイント:ある物の飽和水溶液の濃度は、温度が同じなら、水溶液の量に関係なく一定になる!

20℃で水100gにこの物質は25gまでとける(飽和)水100g+25g125g・20%水200g+50g250g・20%水300g+75g375g・20%

覚え方:「量が増えても濃さは変わらない」のは、水も、とける物も同じ割合で増えているから。 カルピスを濃さを変えずに大きいコップで作るようなイメージです。

⚠️ 間違えやすいポイント:とけ残り・結晶は数に入れない

濃度を計算するときに、いちばん注意しなければいけないのがとけ残りです。 とけきれずに底に沈んだ分は、いわば「水溶液の外にある」もの。 とけている量にも、全体の重さにも一切カウントしません。

水60gに物質を25g加えたが、15gまでしかとけなかったとけている 15gとけ残り 10g(計算に使わない)とけている物の重さ=15g水溶液の重さ=60+15=75g濃度=15÷75×100=20%

よくある間違い:加えた量(25g)をそのまま使って 「25 ÷ (60+25) × 100」と計算してしまうミスが多い。 「実際にとけた重さ」だけを使うのが正解!

比較して覚えよう

📊 水・とけている物・水溶液の重さの関係を比較する

「水90gに食塩10gをとかした食塩水(10%)」を元に、 水を足す・とけている物を足す・水を蒸発させるの3つの操作で濃度がどう変わるかを比較します。

項目元の食塩水水を足すとける物を足す水を蒸発させる
水の重さ90g190g90g40g
とけている物の重さ10g10g(変わらない)30g10g(変わらない)
水溶液の重さ100g200g120g50g
濃度10%5%25%20%

覚え方のコツ:水を足すと濃度は下がる、とけている物を足す・水を蒸発させると濃度は上がる。 どの操作でも「とけている物の重さ」自体は、水を足しても蒸発させても変わらないことに注目しよう。

🏠 身の回りの濃度を見てみよう

濃度は食品や日用品にもよく使われる考え方です。数字が大きいほど「こい」ことを表します。

みそ汁約1%
海水約3.5%
食酢(す)約4〜5%
スポーツドリンク約6〜8%
砂糖水(シロップ)約60%
消毒用アルコール(体積の割合)約70〜80%

🎯 入試頻出(ひんしゅつ)Q&A

Q. 食塩水に水を加えると、とけている食塩の重さは変わりますか?

A. 変わりません。水を加えても食塩そのものは増えたり減ったりしないので、食塩の重さはそのままです。水溶液全体の重さだけが増えるので、濃度は下がります。

Q. 同じ濃度の食塩水どうしを混ぜたら、濃度は変わりますか?

A. 変わりません。同じ濃さの水溶液を何倍にしても、濃さそのものはそろったままです。

Q. とけ残りがあるとき、水溶液の重さはどう求めますか?

A. とけ残りの重さは水溶液の重さにふくめません。「水の重さ+実際にとけた物の重さ」だけで求めます。

Q. 飽和水溶液の量を2倍にしたら、濃度も2倍になりますか?

A. なりません。同じ温度なら、飽和水溶液の濃度は水溶液の量に関係なく一定です。水も、とけている物も同じ割合で増えているだけだからです。

Q. 同じ物をとかした同じ体積の水溶液を比べるとき、どちらが重いか一目で分かる方法は?

A. 濃度を比べればわかります。同じ物をとかした水溶液どうしで体積がほぼ同じであれば、濃度が濃い方が重い水溶液です。

実験で理解しよう

🧪 実験:濃度の計算を練習しよう

水溶液に水を加えたときの変化、飽和水溶液の性質、とけ残りの扱い方の3つを、 具体的な数字で確認していきます。

例題 1:水を加えると濃度はどう変わる?

水140gに砂糖60gを加えてよくとかした。
(1) この砂糖水の濃度は何%ですか。
(2) この砂糖水に水を加えて、全体の重さを400gにしました。このときの濃度は何%ですか。

(1) 水140g+砂糖60g水溶液 200g濃度 30%水を足す(2) 全体を400gにする水溶液 400g(砂糖60gのまま)濃度 15%

とき方 (1)

  1. 水溶液の重さ=140+60=200g
  2. 濃度=60÷200×100=30%

とき方 (2)

  1. 水を加えても、砂糖の重さは60gのまま変わらない
  2. 全体の重さが400gになったので、濃度=60÷400×100=15%

ポイント:水を加えても、とけている砂糖の重さそのものは変化しない。 変わるのは水溶液全体の重さだけなので、その分だけ濃度が下がる。

例題 2:飽和水溶液の濃度は量が変わっても同じ

20℃の水100gには、ミョウバンが25gまでとける(これ以上はとけない)ものとします。
(1) 20℃の水100gにミョウバンをとけるだけとかした飽和水溶液の濃度は何%ですか。
(2) 20℃の水300gにミョウバンをとけるだけとかした飽和水溶液の重さと濃度をそれぞれ求めなさい。

水の重さ〔g〕100300
とけるミョウバンの重さ〔g〕25?

とき方 (1)

  1. 水溶液の重さ=100+25=125g
  2. 濃度=25÷125×100=20%

とき方 (2)

  1. 水の量が100gの3倍(300g)になったので、とけるミョウバンの量も比例して3倍:25×3=75g
  2. 飽和水溶液の重さ=300+75=375g
  3. 濃度=75÷375×100=20%((1)と同じ濃度になる)

ここが重要:水の量を3倍にしても、飽和水溶液の濃度は20%のまま変わらない。 同じ温度なら、飽和水溶液の濃度は量に関係なく一定になるからだ。

例題 3:とけ残りをふくめずに濃度を求める

20℃の水90gに、ある物質を50g加えてよくかき混ぜたところ、とけきれずに20gがとけ残り、底に沈んだままになった。
(1) 実際にとけた物質の重さは何gですか。
(2) この水溶液の濃度は何%ですか。

水90g+物質50g(20gはとけ残り)とけている 30gとけ残り 20g(計算に使わない)とけた重さ=50-20=30g水溶液の重さ=90+30=120g濃度=30÷120×100=25%

とき方 (1)

  1. 加えた50gのうち、とけ残った20gを引く:50-20=30g

とき方 (2)

  1. とけ残った20gは水溶液の外にあるものとして扱い、計算からは完全に外す
  2. 水溶液の重さ=90(水)+30(とけた分)=120g
  3. 濃度=30÷120×100=25%

間違えやすい!加えた50gをそのまま使って「50÷(90+50)×100」と計算するのは誤り。 とけ残った物は水溶液の外にあるものと考え、実際にとけた重さだけを使うこと。

📝 濃度計算 4つの手順

  • 手順1:とけ残りがある場合は、実際にとけた重さを先に求める
  • 手順2:水溶液の重さ=水の重さ+とけている物の重さ(とけ残りは足さない)
  • 手順3:水を加えても、とけている物の重さは変わらない
  • 手順4:飽和水溶液は、同じ温度なら量が変わっても濃度は一定
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水170gに食塩30gを加えてよくとかした。この食塩水の濃度は何%ですか。