溶解度(ようかいど)と再結晶(さいけっしょう)

一定(いってい)量(りょう)の水(みず)に物質(ぶっしつ)を溶(と)かし続(つづ)けると、それ以上(いじょう)溶(と)けなくなる。100gの水(みず)に溶(と)ける物質(ぶっしつ)の最大(さいだい)の質量(しつりょう)〔g〕を溶解度(ようかいど)といい、溶解度(ようかいど)まで物質(ぶっしつ)が溶(と)けた水溶液(すいようえき)を飽和水溶液(ほうわすいようえき)という。

溶解度(ようかいど)は物質(ぶっしつ)の種類(しゅるい)と水(みず)の温度(おんど)で決(き)まる。温度(おんど)と溶解度(ようかいど)の関係(かんけい)を表(あらわ)したグラフを溶解度曲線(ようかいどきょくせん)という。100gの水(みず)に溶(と)ける硝酸(しょうさん)カリウムは、20℃で31.6g、60℃で109.2gと大(おお)きく変(か)わる。塩化(えんか)ナトリウムは20℃で35.8g、60℃で37.1gとほとんど変(か)わらない。

一度(いちど)溶(と)かした物質(ぶっしつ)を、もう一度(いちど)規則正(きそくただ)しい形(かたち)の固体(こたい)（結晶(けっしょう)）として取(と)り出(だ)すことを再結晶(さいけっしょう)という。冷(ひ)やしたときに出(で)てくる結晶(けっしょう)の質量(しつりょう)は「溶(と)かした質量(しつりょう)−冷(ひ)やしたあとの温度(おんど)での溶解度(ようかいど)」で求(もと)める。

（押すと拡大して表示します）

例題(れいだい)1：60℃の水(みず)100gに硝酸(しょうさん)カリウム100gを溶(と)かした。60℃の溶解度(ようかいど)109.2gより少(すく)ないので全部(ぜんぶ)溶(と)ける。この水溶液(すいようえき)を20℃まで冷(ひ)やすと、出(で)てくる結晶(けっしょう)は100−31.6＝68.4g。

例題(れいだい)2：60℃の水(みず)100gに塩化(えんか)ナトリウム35gを溶(と)かし、20℃まで冷(ひ)やす。20℃の溶解度(ようかいど)35.8gより少(すく)ないので、結晶(けっしょう)はほとんど出(で)てこない。塩化(えんか)ナトリウムは水(みず)を蒸発(じょうはつ)させて取(と)り出(だ)す。

例題(れいだい)3：水(みず)が200gのときは、溶(と)ける最大(さいだい)の質量(しつりょう)も2倍(ばい)になる。20℃の水(みず)200gに溶(と)ける硝酸(しょうさん)カリウムは、31.6×2＝63.2gまで。

（押すと拡大して表示します）

溶解度(ようかいど)より多(おお)い量(りょう)は水(みず)に溶(と)けていられない。そのため、温度(おんど)を下(さ)げて溶解度(ようかいど)が小(ちい)さくなると、溶(と)けきれなくなった分(ぶん)が結晶(けっしょう)として出(で)てくる。

溶解度曲線(ようかいどきょくせん)の傾(かたむ)きが大(おお)きい物質(ぶっしつ)ほど、冷(ひ)やしたときに出(で)てくる結晶(けっしょう)が多(おお)い。傾(かたむ)きがほとんどない塩化(えんか)ナトリウムは、冷(ひ)やしてもほぼ出(で)てこないので、水(みず)を減(へ)らして溶(と)ける量(りょう)の上限(じょうげん)そのものを小(ちい)さくする。

少(すこ)しの不純物(ふじゅんぶつ)が混(ま)じった物質(ぶっしつ)を溶(と)かして再結晶(さいけっしょう)すると、量(りょう)の少(すく)ない不純物(ふじゅんぶつ)は溶解度(ようかいど)に届(とど)かず水溶液(すいようえき)に残(のこ)る。このため再結晶(さいけっしょう)は、純粋(じゅんすい)な物質(ぶっしつ)を取(と)り出(だ)す方法(ほうほう)として使(つか)われる。