溶解度曲線の読み方と再結晶｜質量パーセント濃度まで確かめられる教材

中学1年 / 第1分野 (2)身の回りの物質 (イ)水溶液

水溶液と溶解度・濃度

中学1年・10〜30分・無料・登録不要

溶解度の実験は、温めて、とかして、冷やして、ろ過して ── 1時間かかります。しかも1つの物質で1回ぶんの条件しか試せません。「食塩だとどうなるか」は次の時間に回ります。

このツールは、物質・水の質量・とかす量・温度の4つをつまみで変えます。グラフの上の点が動き、とけた量ととけ残りが同時に変わります。ビーカーの中の粒子も一緒に動きます。

この単元でつまずくところ

溶解度は「100gの水に」の値。 水が50gなら半分です。ここを飛ばすと、グラフから読んだ数をそのまま答えにしてしまいます。水の質量を変えると、グラフの読みは同じままとけ残りだけが変わるので、その関係が見えます。
再結晶は「差」を出す。 60℃で全部とかして20℃に冷やすと何g出てくるか。2つの温度の溶解度を読んで引き算するのですが、どちらを引くかで詰まります。温度をゆっくり下げていくと、とけ残りが増えはじめる瞬間（＝飽和する温度）が見えます。
食塩は温度で変わらない。 硝酸カリウムのグラフを見たあとだと、「冷やせば出てくる」が全部の物質に当てはまると思ってしまいます。物質を切り替えて曲線を見比べれば、食塩だけ寝ていることが分かります。
質量パーセント濃度の分母は水溶液全体。 水ではありません。とけ残りがあるときは、とけた分だけが分子に入ります。値が同時に出るので、とけ残りが出た瞬間に濃度が止まることが確かめられます。

見た目と粒子: はじめは実験で見えるとおり、とけたものは見えず、とけ残りだけが底にたまります。ビーカーの右下の「粒子で見る」を押すと、とけている粒ととけ残りの粒が出ます。
溶解度曲線の上の点: いまの温度と、100gの水にとける質量が点で出ます。ほかの物質の曲線も薄く重ねられます。
とけている / とけ残り / あととける: 3つの値が同時に出ます。とかす量を増やしていくと、あるところでとけ残りに変わります。
質量パーセント濃度: とけた分だけで計算します。とけ残りが出ると、それ以上は濃くなりません。
全部とける温度: いまの量が全部とけるには何℃必要かが出ます。再結晶の問題はここを読みます。
ビーカーの中の粒子: とけた粒子は薄い色で均等に散らばり、とけ残りは底にたまります。「とけている」と「とけていない」を見た目で分けています。
温度計: ビーカーの横に立ちます。液柱が温度に合わせて動きます。

5分

硝酸カリウムを60℃で全部とかして、温度をゆっくり下げて見せます。「いつから出てくる？」と聞いてから下げます。

15分

物質を4つ切り替えて、曲線の形を写させます。食塩だけ寝ていることに気づかせてから、「じゃあ食塩水から食塩を取り出すには？」と聞きます。

50分

「40℃の飽和水溶液100gを20℃に冷やすと何g出るか」を計算させてから、ツールで確かめさせます。水の質量を変えると答えがどう変わるかまで進めます。

どの使い方でも、動かした条件はそのままURLに入ります。画面の「リンクをコピー」を押して配れば、生徒の端末でも同じ画面が開きます。生徒が見つけた条件のリンクを提出させれば、そのまま記録になります。

中学校で教える形を優先して、省いている条件があります。教科書や資料集の数値と合わないことがあるので、先に書いておきます。

分けていません。温度と量のつまみを動かすだけで、とかすことも冷やすことも同じ画面でできます。

硝酸カリウム・塩化ナトリウム（食塩）・ミョウバン・ホウ酸です。教科書で溶解度曲線として並ぶものにそろえてあります。

いまの値が軸の目盛りの位置に直接出ます。定規を当てて読む必要はありません。

直してほしいところは改善の要望から。ツールの画面の「要望を送る」を押せば、そのとき見ていた条件のURLが付いた状態で開きます。