溶解度曲線に関する問題集

答え: 10℃

50℃のときに、100gの水に物質Aを 68.1g 溶かしたのなら、以下のような棒グラフで表せます。

これを冷やしていくと、10℃のときにちょうど溶解度曲線とぶつかります。


物質A は、10℃のときの溶解度がちょうど 68.1 だからです。

10℃まで冷えると飽和水溶液になるため、ここから少しでも冷えれば物質Aは固体となって出てきます。


したがって、再結晶し始める水温は 「10℃」 が答えです。

答え: 約37℃ (36℃, 38℃あたりも正解)

20℃のときに、水100gに物質Aを 90g 溶かしたのなら、以下のような棒グラフで表せます。

これを温めていき (棒グラフを右にスライド)、溶解度曲線とちょうどぶつかる場所を探しましょう。

表を見ると、溶解度が90 なるのは、水温が30℃から40℃の間です。


グラフを読み取ると、約37℃ で物質Aが全て溶けるといえます。

答え: ミョウバン, 約20g が再結晶する (約19gでも正解)。

60℃の水100g に30g を溶かした水溶液は、以下のように棒グラフで表せます。

この状態では、3つの物質ともに飽和水溶液になっていません。


これを20℃まで冷やした図が以下です。

上記のグラフを見ると、

• 硝酸カリウム
• 塩化ナトリウム

と溶かした水溶液は、20℃まで冷却しても、まだ飽和水溶液になっていません(棒グラフが溶解度曲線を突き抜けていない)。


つまり、まだ再結晶が起こりません。


ミョウバン水溶液は約45℃まで冷えた時点で飽和水溶液になり、再結晶が始まります。


20℃まで冷えるころには約20gのミョウバンが再結晶しているはずです。

答え: 硝酸カリウム, 約161gの飽和水溶液(約162g なども正解)。

40℃の場合、100g の水に溶ける飽和水溶液は、それぞれ以下の棒グラフで表現できます。

見ての通り、40℃の水100g には、硝酸カリウムが最も溶解度が高くなっています。その質量は約61g。


したがって、40℃の水100g には約61g まで硝酸カリウムが溶けるため、約161g の硝酸カリウム飽和水溶液を作ることができます。

答え: 約19.4%

40℃の水100g の溶解度は24.0 なので、ミョウバンは最大24.0g まで溶かすことができます。

100g の水に24g のミョウバンが溶けるので、ミョウバンの飽和水溶液が 124g できることになります。


溶液と溶質の質量が分かっているので、質量パーセント濃度が計算できます。

40℃の水100g で作れるミョウバン飽和水溶液の質量パーセント濃度は、約19.4%でした。


水温が40℃である限りこれ以上はミョウバンが溶けないので、質量パーセント濃度が高まることはありません。

答え: 約36.5%

60℃の水100g の溶解度は57.5 なので、ミョウバンは最大57.5g まで溶かすことができます。

100g の水に 57.5g のミョウバンが溶けるので、ミョウバンの飽和水溶液が 157.5g できることになります。


溶液と溶質の質量が分かっているので、質量パーセント濃度が計算できます。

60℃の水100g で作れるミョウバン飽和水溶液の質量パーセント濃度は、約36.5%でした。


水温が60℃である限りこれ以上はミョウバンが溶けないので、質量パーセント濃度が高まることはありません。

答え: 不可能


塩化ナトリウムの溶解度曲線を見ると、水を沸騰させて100℃まで熱くしても、100g に溶けるのは 39.0g です。

ということは、最も濃い食塩水は、沸騰した熱湯100g に 39.0g の塩化ナトリウムを溶かしたときに完成します。


この塩化ナトリウム飽和水溶液の質量パーセント濃度を計算します。

食塩の最大の質量パーセント濃度は、約28.1% でした。


従ってこのグラフを読む限り、質量パーセント濃度が30%の食塩水を作ることは不可能だと言えます。


最大でも28.1%。

答え: 30g


塩化ナトリウムを溶かしたコップでも溶け残りがない質量なのだから、70℃のときの塩化ナトリウムの溶解度よりも、下の範囲に答えがあるのは当然ですね。

そして、あとは選択肢それぞれを確認しましょう。


溶質が10g だとしたら、 10℃まで冷やすと以下のような棒グラフで表せます。

この場合は、溶解度曲線を超えているのはミョウバンのみ。1つしか再結晶しないので不正解。


20g で考えても、ミョウバンしか再結晶しません↓

では、30g で考えてみましょう。

30g の溶質であれば、10℃に冷やすとミョウバンと硝酸カリウムの2つが再結晶しますね。


塩化ナトリウムは、30gでは溶解度を超えていないので再結晶しません。


10℃で2つだけ再結晶したのなら、30g が正解です。