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【中学理科】再結晶とは何か?中学生向けにわかりやすく解説

再結晶

このページでは、中学1年生で学習する再結晶について、中学生向けに解説をしていくよ。

ねこ吉

よろしくお願いします!

うん。よろしくね!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者9万の教育YouTuberでもあります。

さわにいと理科の成績を上げる塾さわにい理科塾」やってます!

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再結晶の学習に必要な用語

溶質・溶媒・溶液

再結晶の説明をする前に、再結晶の学習をするために必要な用語を確認しておこう。

ねこ吉

再結晶を学習するのに必要な用語?

うん。大切なのは次の3つだよ。

  • 溶質ようしつ ⋯ 液体に溶けている物質のこと
  • 溶媒ようばい ⋯ 物質が溶けている液体のこと
  • 溶液ようえき ⋯ 溶質と溶媒を合わせたもの

表にすると以下のようになるね。

溶質溶媒溶液

溶質
ビーカー溶液
砂糖
食塩
など

エタノール
など
食塩水
砂糖水
など
ねこ吉

溶質と溶媒を合わせたものが溶液なんだね!

そういうことだね。

まずはこれらの用語をしっかりと覚えておこう!

溶解度

次は溶解度という言葉の意味をしっかりと理解しよう

溶解度とは「水100gに溶かすことができる限界の量」のことだよ!

溶解度 ⋯ 水100gに溶かすことができる限界の量

例えば、40℃の水が100gあったとするね。

この水に、ミョウバンを少しずつ溶かしていこう。

このとき、ミョウバンを24g溶かしたら、それ以上は溶けなくなるんだ。(水の中にミョウバンの粒が残ってしまう)

ミョウバンの溶解度

つまりミョウバンが、40℃の水100gに溶ける限界は24gだよね。

このとき、溶解度24(g)というんだよ!

ねこ吉

なるほどね!

溶解度について詳しく知りたい人は、こちらのページを読んでから、またこのページに戻ってきてね。

再結晶とは

では、再結晶について学習をしていこう。

再結晶とは「液体に溶けた物質を、再び結晶としてとりだすこと」なんだ。

再結晶 ⋯ 液体に溶けた物質を、再び結晶としてとりだすこと

ねこ吉

なんだか難しい⋯。

例をもとに説明していくね。

下のグラフを見てみよう。これはミョウバンの溶解度を示した溶解度曲線だね。

ミョウバンの溶解度のグラフ

さて、ねこ吉。60℃の水100gがあったとき、この水にミョウバンは何gまで溶けることができるかわかるかな?

ねこ吉

グラフを見ると⋯。(約)58gだね!

その通り!水の温度(横軸)が60℃だから、溶けるミョウバンの量(縦軸)は58gだね。

ミョウバンの溶解度のグラフ2

さて、ねこ吉。この、一度水に溶かしてしまったミョウバン、どうすれば再び結晶として取り出すことができるかわかるかな?

ねこ吉

一度溶けたものを取り出す?そんなことができるの?

できるんだ。それが再結晶という方法だよ。

方法は簡単。水溶液の温度を下げればいいんだ。

ここでは60℃から20℃まで水の温度を下げてみよう。

ミョウバンの水溶液の温度を下げる
ねこ吉

温度を下げるとどうなるの?

溶解度は温度によって変化したよね。

60℃のときは、ミョウバンが58gまで溶けることができたけれど、20℃になると、ミョウバンが11gまでしかとけることができないね。

ミョウバンの溶解度の変化

60℃では58gも溶けていたミョウバンが、20℃では11gしか溶けることができない。

つまり、58-1147gが溶けきれず結晶として出てきてしまうんだ。

これが再結晶だよ。

ねこ吉

人間で考えると、定員58人のバスが急に定員11人になったら、47人はバスを降りないといけないもんね。それと同じだね。

そういうことだね。これが再結晶だよ。

最後にもう一度、再結晶の言葉の意味を確認しよう。

再結晶 ⋯ 液体に溶けた物質を、再び結晶としてとりだすこと

ねこ吉

再結晶には、溶解度の変化を利用すると良いんだね!

再結晶で取り出しにくい物質はどうするか

最後におまけで、もう少し話をするね。

再結晶で物質を取り出す際、ミョウバンのように温度による溶解度の変化が大きい物質ほど取り出しやすいんだ。

ミョウバンは取り出せる量が多い

反対に下のグラフの塩化ナトリウム(食塩)をみてごらん。

温度によって溶解度がほとんど変化しないね!

溶解度のグラフ
ねこ吉

温度が変化しても、ほとんど溶解度(縦軸)が変化していないもんね⋯。

このような場合は、温度変化でたくさんの結晶を得ることが難しいから、水を蒸発させてしまって結晶を取り出したりするんだよ。

覚えておいてね!

まとめ

これで再結晶に関する話は終わりだよ。

再結晶に関する用語や、グラフの読み方をしっかりと確認しておいてね。

このサイトでは、中学理科に関する解説をまとめているよ。

またいつでも遊びにきてね!

ねこ吉

またねー!

この記事を書いた人

教育フリーランスです。
専門は理科教育学。
所持教員免許は中学と高校の理科。 

さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。
著書
『さわにい の中学理科電気分野が3日でわかる本』
『「中学の理科」が一冊でまるごとわかる』
ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

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