中学1年の理科(第1分野「身の回りの物質」の水溶液)で、物質が水にどれだけとけるかを扱う単元です。水100gに物質をとかせるだけとかした水溶液を飽和水溶液といい、そのときとけた溶質の質量〔g〕を溶解度といいます。溶解度は物質の種類と水の温度で決まり、多くの固体は温度が高いほど溶解度が大きくなります。温度と溶解度の関係をグラフにしたものが溶解度曲線です。とけている物質を、冷やしたり水を蒸発させたりして結晶としてとり出すことを再結晶といいます。硝酸カリウムのように温度による溶解度の変化が大きい物質は、水溶液を冷やすと多くの結晶が出ます。塩化ナトリウムのように変化が小さい物質は、冷やしてもあまり出ないので、水を蒸発させて結晶をとり出します。学習指導要領の解説では、ミョウバン(冷やす)と食塩(水を蒸発させる)が例に挙げられています。出てくる結晶の質量は、2つの温度の溶解度の差で求めます。たとえば60℃の水100gの硝酸カリウムの飽和水溶液(溶解度109.2g)を20℃(溶解度31.6g)まで冷やすと、109.2－31.6＝77.6gの結晶が出ます。水が50gなら半分の38.8gです。出てきた結晶は、ろ過で液と分けます。ろ紙をろうとにぬれた状態ではりつけ、ろうとのあしのとがった方をビーカーの壁につけ、液はガラス棒を伝わらせて静かに注ぎます。ろ紙を通りぬけた液がろ液です。

つまずきやすいところ

溶解度は「水100gあたり」の量です。水の量が200gや50gの問題で、溶解度をそのまま使ってしまい、答えが2倍・半分ずれることがあります。
結晶の質量を求める問題で、「とけている量」と「出てくる量」を取りちがえます。とけきれなくなった分が出てくるので、2つの温度の溶解度の差を計算するのだと整理する必要があります。
飽和していない水溶液を冷やす問題では、はじめにとかした量から、冷やした温度の溶解度を引きます。いつも2つの温度の溶解度の差を使うと覚えていると、ここでまちがえます。
ろ過の操作は、ろうとのあしをビーカーの壁につける、ガラス棒を伝わらせる、といった手順の理由を知らないと、文章で説明する問題で答えられません。

教え方・声かけのコツ

溶解度曲線は、まず縦軸・横軸と単位を声に出して読み、次に「40℃でとける量は?」と一点を読み取る練習から始めるとよいです。
結晶の質量の問題は、「はじめにとけていた量」「冷やしたあとにとけていられる量」「その差が出てくる量」と3段に分けて書かせると、混乱しにくくなります。
水の量が100gでないときは、先に「水が何倍か」を書かせてから溶解度に掛けると、計算の順番がはっきりします。
加熱や薬品を使う実験は、安全のため必ず教科書や先生の指示に従うよう伝えてください。

運営者の見方

溶解度は、グラフの読み取りと計算が中心の単元です。ポイントには、用語のまとめと溶解度曲線の図、再結晶の冷やす・蒸発させるの使い分け、ろ過のしかた、結晶の質量を求める例題2つ(水100gのときと50gのとき)をまとめました。例題で「水の量が変わったら同じ割合で増減させる」ことを先に見ておくと、問題の計算に入りやすくなります。問題は、知識(用語3問)、計算(溶解度曲線の読み取りと結晶の質量)、実験・考察(再結晶とろ過)の順です。最後の実験の大問では、飽和していない水溶液を冷やしたときの結晶の量と、ろ過の操作を続けて聞いています。計算で使った考え方を、実際の実験の場面で使い直せるようにしたかったためです。

よくある質問

Q. 溶解度は、いつも100gの水を基準にするのですか。
A. 100gの水を基準とする表し方が一般的で、このプリントも水100gで表しています。問題文に別の水の量が書かれているときは、同じ割合で増減させて計算します。

Q. 再結晶とろ過は、同じ実験の中で使いますか。
A. 冷やして出てきた結晶をとり出すときに、ろ過を使うことが多いです。このプリントの実験の大問も、その流れで聞いています。

Q. 結晶の形は覚える必要がありますか。
A. このプリントでは結晶の形は扱っていません。教科書によって取り上げる物質は異なるので、学校で扱う物質を優先してください。