今、理科のハイレベルテキストでやっている水溶液の溶解度曲線問題は、中1範囲では最重要テーマで、中2でも化学分野では化学反応と並ぶ重要単元だ。
重要な理由は
①濃度計算は高校化学のモル濃度計算の基礎となる。
この計算練習を中学でしっかりやらないので、高校化学で挫折する。
②なぜ物質は水に溶けるのかを説明する水和イオンが出てくる。
この問題では「硝酸カリウムと食塩」がセットで出題される。
この問題では硝酸カリウムは溶媒の水温が上がるにつれて、溶ける量が一気に増えるが、食塩は水温があっても溶ける量はほとんど変化しない。
この理由を教科書は説明しないし、中学参考書も解説していない。
この説明なしにはこの問題を出題する意味がない。
大まかに説明すると
硝酸カリウムも食塩もその結晶は静電気の力で結びついている。
水に溶けてイオンになる=ばらばらにされる時、イオンはエネルギ―を受け取る。
その後、水の中で水分子とイオンはお互いにエネルギ―を出し合って結合する。
これが水和イオンだ。
中2生には電荷別イオン式の学習時に説明している。
イオンが水和する時、出すエネルギ-と受け取るエネルギ―のバランスの大小が、溶ける量=溶解度を決める。
イオンが受け取るエネルギ―が多いほどより多く水に溶ける。
硝酸カリウムのイオンは、多くのエネルギ―を受けとる「吸熱反応」なので、より多くのエネルギ-を受け取ろうとしてより多く溶けようととする。
食塩のイオンは出すエネルギ-ともらうエネルギ-が釣り合っていて、溶けてもエネルギ-をもらえるメリットがない。
これ以上溶けてもエネルギ―をもらえないなら、頑張って溶けないし-----------。
という訳だ。
溶解度と濃度の計算演習は高校化学の第一歩だ。
本気で練習しよう!!