2019.12.29水溶液には、溶質と溶媒があります。溶媒が水であれば、水溶液とよぶ。溶媒がエタノールなど、他の物質の場合もある例えば同じ食塩水(塩化ナトリウム水溶液)でも、濃い(辛い)食塩水や薄い食塩水がありますよね。塩酸(塩化水素水溶液)にも濃い塩酸や薄い塩酸があります。この違いを濃度といいます。科学者とは、金属や木材、水や塩酸など身の回りの物質から新しいものを作り出したり、今までの物質をもっと改善することで世界を変える研究者のことです。そんなすばらしい繊細な仕事においては、少しの濃度の違いが大きな変化をもたらします。研究を成功させるためには、水溶液の濃度にも厳しく向きあう必要があります。科学者には、少しの濃度の違いも許されない例えば、今まで学んできた偉大な科学者、ラヴォアジエやプリーストリ、シェーレなどは同じ時代に生きていたため、よく手紙や会合を通して実験について話し合っていました。http://chem125-oyc.webspace.yale.edu/125/history99/2Pre1800/Scheele/Scheele2ALL/scheele2all.htmシェーレがラヴォアジエにあてた手紙。シェーレはやりたい実験のための設備がなかったので、ラヴォアジエに代わりに実験してほしいとお願いした。ラヴォアジエから返事はなかった...そんな話し合いや議論のときには、統一した基準を持たなければなりません。自分の実験の成果を伝える時に、使った液体の濃度を正確に伝える必要があるからです。今回は、水溶液の濃さ、濃度をあらわす指標を詳しく学び、少しでも科学者の頭脳に近づくことが目的です。質量パーセント濃度を求めよう!質量パーセント濃度の公式320gの食塩水に、80gの食塩が溶けています。基準を統一して考えるクセをつけよう濃度の基準を作る科学者たち塩酸とは、水に塩化水素という気体が溶けた水溶液です。塩化水素が溶けた水溶液ほど、濃い塩酸だといえますよね。塩化水素は、気体です。これだけの基準では、濃度がとても分かりにくい。Cでそれぞれ違う濃度の塩酸があったとします。この3種類の濃度を比べるのはとても難しいはず。Aは80gのうち4gが塩化水素、Bは25gのうち2gが塩化水素、Cは150gのうち9gが塩化水素この3種類の塩酸で言えば、どれが一番濃い塩酸なのか?AとBでは、濃度はどれくらい違うのか?BとCの間の濃度の塩酸を作るには、どうすればよいか?などが一目でわかりません。こんなことでは科学は発展しないので、何か統一的な基準が必要です。水溶液を1gとして考える科学者たちこの分かりにくさは全て、水溶液自体の質量がそれぞれ違うことが原因ですよね。水溶液の質量を統一して考えればいいのです。同じ量の水溶液で比較すると、とても濃度が分かりやすい↑のようにすれば、溶けている塩化水素だけを比較すれば、どれが一番濃い塩酸なのか分かります。水溶液の質量を統一してみましょう。溶質(g)を分子にして分数を作ります。溶けているんですよね。塩化水素が溶けていることが分かりました。「なぜ割り算だけで、塩酸1gあたりの塩化水素(g)が求められるのか」イメージできない人は、以下の図を見てみましょう。塩酸80gを塩酸1gで考えるには、分母を80で割りますよね。合わせて分子も80で割る必要がありますし、その結果こそ、塩酸1gあたりの塩化水素の質量になるのです。全てでやってみましょう。溶けている濃度であることが分かりました!これで、それぞれの塩酸の濃さがとっても分かりやすくなりました!塩酸1gを統一基準にすることで、問題を解決できましたね。割り算で1gあたりの塩化水素を出すだけこれで、Bが一番濃くてCが一番薄いことなど、一目瞭然になりました。割り算をするだけで、こんなにも結果が変わるんですね。質量パーセント濃度さて、塩酸1gを基準にすることで濃度がとても分かりやすくなりましたが、実は科学者は現在、もっと分かりやすい基準を使っています。それが、質量パーセント濃度です。質量パーセント濃度とは、「もしこの水溶液が100gあれば、どれくらい溶質が溶けているか?」を表す指標です。100gの食塩水(塩化ナトリウム水溶液)に20gの食塩(塩化ナトリウム)が溶けていたとしましょう。食塩が入っているので、この食塩水の質量パーセント濃度は20%と表すことができます。今では科学者たちは、水溶液の濃度を表現するときは、質量パーセント濃度を使っています。質量パーセント濃度を求めよう!では、先ほどの塩酸Aの質量パーセント濃度を求めてみましょう。質量パーセント濃度は、塩酸100gあたりに溶けている塩化水素の質量です。単純に100をかけてあげたらOKですね。塩化水素が溶けています。質量パーセント濃度を求めましょう。100倍するだけだから簡単。これで、それぞれの塩酸の質量パーセント濃度は、Aは5%Bは8%Cは6%となりました。質量パーセント濃度の公式ここでせっかくなので、今までの理解を公式にまとめておきましょう。公式にまとめることで、世界中の人々が同じ基準を使いやすくなるのです。今までの学びから、質量パーセント濃度の公式は以下のように表せます。あたりの溶質(g)が出るので、それに100をかければ質量パーセント濃度が求められますよね。練習をしてみましょう。320gの食塩水に、80gの食塩が溶けています。この食塩水の質量パーセント濃度は?↑の問題も、公式にあてはめて考えてみましょう。割り算で食塩水1gあたりの食塩(g)を求め、それに100をかける。これを一気に計算すればすぐに求められますね。質量パーセント濃度の考え方はバッチリ!公式の違う書き方ちなみにこの公式、2通りの書き方ができます。分母は「溶質+溶媒」と書いていますが、結局はこれ、「溶液」と同じですよね。2つの公式は全く同じ意味です。言い方を変えてみただけ。「104gの水に、26gの砂糖を溶かしました。この砂糖水の質量パーセント濃度は?」を考える際には、以下のように考えます。104+26をすればOK。どっちの公式を使ってもいいでしょう。基準を統一して考えるクセをつけよう溶液の濃度が世界中で分かりやすい「質量パーセント濃度」を作り出したことで、科学はより素晴らしい学問になりました。科学者たちは、実験について質量パーセント濃度を基準に話しあうことができます。統一基準は、科学者の共通言語である質量パーセント濃度に限らず、世の中を変えてきた研究者たちは、たくさんの世界基準を作り出してきました。今回は、その一つである質量パーセント濃度を学びましたが、公式を丸暗記することなく、「なぜその式になるのか?」をしっかりと理解することが、頭を鍛えるためには必要なんですよ。いった素晴らしい特徴を持っていますし、現代社会を支える物体の多くは金属から作られています。【凸レンズ3】リンゴとスクリーンを動かし、実像の大きさとピントを調整しよう!この回では、凸レンズの実像の大きさを自由に操ることを学びます。人は、まず以下の回で凸レンズの基本を学びましょう。状態を決める、分子の振る舞いその昔、ギリシャのデモクリトスは「全ての物質は、小さな粒からできている!」と主張し、当時の大哲学者アリストテレスの四元素説に反対しました。人類が初めて発見した気体は二酸化炭素であるとされています。二酸化炭素は、1754年にイギリスのブラックが発見しました。【密度】のグラフを利用すれば、物質の性質がよく分かるそれぞれの物質には、それぞれの密度があります。それはどこの純金であろうと変わりません。(多少の誤差は出る)。一本一本の釘(クギ)はとがっているので、非常に痛そうな写真です。これが体に強く刺さると、血がでます。物質を取り出す『ろ過』の仕組みを学ぶ【基本編】科学者の基礎能力。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。氷が水に浮くありがたさ。氷が水に浮くありがたさ。状態変化メタ情報ログイン投稿フィードコメントフィードWordPress.orgタイトルとURLをコピーしました。