水溶液の問題
の水 に塩化ナトリウムを溶けるだけ溶かして、飽和水溶液をつくりました。この飽和水溶液を に保ったまま水を 蒸発させると、塩化ナトリウムの結晶が出てきました。塩化ナトリウムは、 の水 に最大で まで溶けます。出てきた結晶の質量は何 g ですか。
この問題で使うもの
- 水を蒸発させて出てくる結晶の質量(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「水を蒸発させて出てくる結晶の質量」を使います。蒸発させる前とあとで、溶かしておける最大の質量がどう変わるかを考えましょう。
ヒント 2
出てくる結晶の質量 (はじめに溶けている質量)(蒸発後の水に溶ける最大の質量)です。溶ける最大の質量は水の質量に比例します。
ヒント 3
はじめに溶けている塩化ナトリウムは です。蒸発させたあとの水は なので、この水に溶ける最大の質量を求めます。
答えと解説
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解説を読む
水を蒸発させると、溶かしておける水が減るので、残った水に溶けきれない分が結晶として出てきます。温度は のままなので、溶解度 (水 あたり)を使えます。
はじめに溶けている塩化ナトリウムの質量は、水 に溶ける最大の質量なので
水を 蒸発させたあとの水の質量は
で、この水に溶ける最大の質量は
よって、出てくる結晶の質量は
です。
(別の考え方)飽和水溶液から水だけを 取り除くと、その水に溶けていた分が出てくると考えられます。 となり、同じ答えになります。
別解
蒸発した水 50 g に溶けていた塩化ナトリウムが結晶になる。20 ℃ の水 100 g に 36 g 溶けるので、水 50 g では g。検算: 残った水 150 g に溶ける量は g。はじめに溶けていた量は g なので、 g で一致する。