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水溶液をうすめる・こくする

水を加える・水を蒸発させる・溶質を加えるときに、変わらない量(溶質の質量や水の質量)に注目して、加える水・蒸発させる水・加える溶質の質量や変化後の濃度を求められる

前提

説明

水溶液に水を加えてうすめたり、水を蒸発させてこくしたり、溶質をさらにとかしたりすると、質量パーセント濃度が変わります。この技能を使うと、「何 g の水を加えれば○%になるか」「何 g の水を蒸発させればよいか」「変化後の濃度は何%か」を求められます。食塩水や砂糖水の濃度を調整する問題や、実験で決まった濃度の水溶液をつくる場面で使います。

なぜそうしてよいのか

質量パーセント濃度は で決まります。水を加えたり蒸発させたりしても、とけている溶質は増えも減りもしません(水を蒸発させるときは、溶質が結晶として出てこない範囲で考えます)。変わるのは溶液の質量だけです。そこで、まず変化の前の溶液から溶質の質量を求め、その溶質の質量が変化後も同じであることを使えば、変化後の溶液の質量や濃度がわかります。

たとえば溶質が 20 g の水溶液を 4% にしたいなら、「溶液の質量 × = 20 g」となる溶液の質量を求めればよく、溶液は 500 g と決まります。もとの溶液の質量との差が、加える水(または蒸発させる水)の質量です。

一方、溶質を加えるときは溶質の質量が変わりますが、今度は水(溶媒)の質量が変わりません。どの量が変わらないかを見きわめ、その量を手がかりに式を立てるのがこの技能の考え方です。

手順

  1. もとの水溶液の溶質の質量を求める: (必要なら 水の質量 溶液の質量 溶質の質量 も求める)。

  2. 操作(水を加える・水を蒸発させる・溶質を加える)で変わらない量を決める。水を加える・蒸発させるときは溶質の質量、溶質を加えるときは水の質量が変わらない。

  3. 変化後の溶液の質量を、加える(蒸発させる)量を使って表す。例: 水を g 加えると溶液は(もとの質量 )g。

  4. 変化後の濃度の式 を立て、求めたい量を計算する。

  5. 求めた溶液の質量ともとの溶液の質量の差などから、答えを確かめる。

例題

質量パーセント濃度が 10% の食塩水 200 g に水を加えて、質量パーセント濃度が 4% の食塩水にしたい。加える水は何 g ですか。

例題の解答

手順1: もとの食塩水にとけている食塩の質量は (g)。

手順2: 水を加えても食塩の質量は変わらないので、うすめた後も食塩は 20 g。

手順3: 加える水を g とすると、うすめた後の食塩水の質量は g。

手順4: うすめた後の濃度が 4% なので

よって 、、。

手順5: 確かめ: 食塩水は 500 g、食塩は 20 g なので (%) で正しい。

したがって、加える水は 300 g。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること