看護学科の化学講義(17)水溶液の化学

前回は水溶液濃度のあらわしかたを学びました．今回は「どれだけ溶けるか」，「溶けるか溶けないか」，「希薄溶液の性質」を学びました．履修94名，出席92名，出席率98 %．

前回の講義に対する質問コメント感想その他いろいろの紹介

前回の講義録参照

• (16)水溶液の濃度(2011-09-09)

今回のキーワード

溶解，電離，電解質，強電解質，弱電解質．非電解質，溶解度，飽和濃度，沈殿，結晶化，蒸気圧降下，沸点上昇，凝固点降下，束一性

溶けるとはどういうことなのか

食塩と砂糖を例に挙げ，水に溶けるしくみを解説しました．食塩は水に混ぜられるとNa⁺とCl^-に電離します．これらのイオンのまわりを水分子が取り囲むので，Na⁺とCl^-は引き離された状態になります．

砂糖の場合にはスクロース分子全体を水分子が取り囲みます．これによってスクロース分子どうしが引き離された状態になります．

イオン結合性の物質と，共有結合性の物質では溶け方が違うのです．

電解質と非電解質

水に溶かすとほぼ完全に電離する物質を強電解質，部分的に電離する物質を弱電解質，電離しない物質を非電解質と呼びます．

どれくらい溶けるのか

食塩も砂糖も水に加えて行くと，これ以上はもう溶けない，というところに達します．そのときの溶液の濃度を飽和濃度と呼びます．一方，100 gの水に対して，溶解可能な溶質の質量を溶解度と呼びます．

結晶化

溶液温度を高くすると溶解度が増す物質があります．こうした物質の飽和水溶液を冷却すると，溶けきれなくなった溶質が沈殿してきます．この沈殿は純度が高くなっています．この方法を応用した精製法が結晶化です．

溶けるか溶けないか

水溶液中のイオンの組み合わせのうち，ひとつでも水に難溶なものがあれば沈殿が起きます．結石はリン酸イオンとカルシウムイオンの組み合わせで生じるリン酸カルシウムが主原因です(ほかにシュウ酸カルシウムも)．

束一性

水が希薄溶液になると蒸発しにくくなり(蒸気圧降下)，1013 hPaにおける沸点が100 ℃以上になり(沸点上昇)，1013 hPaにおける凝固点が0 ℃以下になります(凝固点降下)．これらの性質は水に「何が」溶けているかでは決まらず，「何個の」粒子が溶けているかによって決まります．このような性質のことを束一性と呼びます．次回に学ぶ「浸透圧」も束一性を示します．

計算問題

(1) 20 %(質量パーセント濃度)のブドウ糖水溶液を希釈して，5.0 %(質量パーセント濃度)のブドウ糖水溶液を100 g調製することにした．20 %(質量パーセント濃度)のブドウ糖水溶液を何 g取って100 gにすればよいか．

(2) 20 mMのブドウ糖水溶液を希釈して，5.0 mMのブドウ糖水溶液を100 mL調製することにした．20 mMのブドウ糖水溶液を何 mL取って100 mLにすればよいか．

(1 mM = 10^-3 M = 10^-3 mol L^-1，1 mL = 10^-3 L)

(1)は25 g，(2)は25 mL．(1)はできても(2)ができない，という解答多数．まったく同じ計算を違う単位で行うだけなのに! 思い込みは根深い．

●濃度わからなすぎて後期テスト不安です．脳みそ動きません．お腹すきました．でも頑張ります!●もう計算問題はやめましょう(笑)●小学生以下かもー●化学，モル濃度むずかしいです(^~^)マックのポテト全サイズ150円は今日で終了です!!●やだよー!むずかしいよー!今日はおとまりだけそね☆きら●やっぱり難しい!混乱する〜●計算問題むりです●先生!!むずかしいです!●濃度計算きらい・・・●小学生以下だー●計算の調子が良いときと悪いときがあります●むずかしい・・・●やっぱり分からないです．●小学生の時から濃度計算は苦手でしたが，医療事故を起こす前にマスターしたいです．●難しくてやっぱり分かりませんでした．●さっぱりわからない．がんばろう!●ちょっと今度までにちゃんと理解してきます．小学2年でつまずいたのが問題ですかね・・・●難しいです泣●本当にわかんないです．●むずかしい●計算難しすぎます・・・●全然わかんないです!!●もう本当にできない．●難しい・・・●濃度苦手だったのでがんばろうと思います．●わけわかりません．●(1)の方がナゾ●家で復習したのに全然わかりませんでした．まだ理解不足のようです．

その他のコメント

●中学生のときに理科の先生から「小学生に溶ける事を教えるときどう説明するか?」ときかれたことを思い出しました．大学生になってやっと答えがわかった．●物質の性質を知ると何だか怖いです．やけに今後敏感になりそうです．結石は辛そう．●うちの父，結石になりました．痛がってました．●小6のときに無理矢理担任に結石を見せられて以来，結石って聞くといらいらします．●海水が乾きにくい理由も少し理解できた気がしました．●沈殿の話をきいて，高校生のときに色とか覚えたなーと思い出しました●水と海水では蒸発する時間が異なることに驚きました．●塩と砂糖のとけやすさの違いは不思議に思っていたので理屈がわかっておもしろかったです．●今日は時間が経つのが早かった．

●星空がみたい

●ピクニックいきたい．

●おなかいたい

●のどがいたいです

●結晶づくり，小5のときにやりました．糸じゃなくてモールで各自好きな形をつくり，食塩水にひたしてました．●立方体の結晶がつくれるのスゴい!!●食塩の結晶，感動しました!

質問

●酔うと記憶をなくすのはなんでですか?

記憶を定着させる脳内物質の働きをアルコールがジャマするためです．

●バニラアイスとチョコアイスではチョコアイスのほうが溶けやすいというのは今回の授業に関係していますか?

なんとも言えません．同量のアイスを室温放置してホントにチョコアイスのほうが先に溶けるかどうかを確認する必要があるのでしばしお待ち下さい．

●ベンゼンとかエーテルって水とどうちがうんですか?

違います．ベンゼンはCとHから成る無極性分子，エーテルはCとHとOから成る分子で，Oがあるぶんちょっとは水に似てはいますが水と自由に溶け合うほどではありません．

次回予告

浸透圧と透析について学びます．医療との関連性がさらに濃くなります．透析については2年生の看護学関連実験でも出てくるテーマです．

↓次回講義内容配布資料

• 浸透圧と透析

リンク

www.tnojima.net
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生命科学のための基礎化学―無機物理化学編