質問: なぜ砂糖水は飽和するのか 水に砂糖を溶かし続けるといつか飽和して、砂糖が溶解しなくなります。 これは、ある温度で一定量の水に溶ける砂糖の量が決まっているからだと教わったのですが、なぜ決まっているのでしょうか。 飽和水溶液中では、溶解している砂糖が析出する速度と固体の砂糖が溶解する速度が等しいからだと思うのですが、納得がいきません。これは溶液の濃度が大きくなるほど、溶解している砂糖が析出する速度が大きくなるが、固体の砂糖が溶解する速度はその固体の量にかかわらず一定である、ということですよね? 前者は納得がいくのですが、後者が理解できません。考え方等を教えていただけないでしょうか。 飽和水溶液中に入っている固体の砂糖の量が大きいほど、固体と水溶液の接している面積が大きいので、ある時間内に溶解する量も多くなるように考えられると思うのですが...。 平衡を考えるときは濃度だけを考えればよいので、固体の濃度とはすなわち密度のことであり、温度が一定であれば密度は一定なので、平衡には無関係であるという記述も見つけたのですが、よく分かっていません。
回答: >面密度は一定なので溶液の濃度が大きくなっていつか限界に達するということですよね。 平衡に達すると言うことです。 固体のほうが内部エネルギーが小さいため、熱の出入りを伴います。 そのため、氷に塩を入れると温度が下がる。 基本的に、溶ける時温度が下がるのですが、それも合わせて理解できるはず。 砂糖は特殊と言いましたが、他にも明礬や硼砂のように極端に温度依存が高いもの。硫酸のように溶ける時発熱するものなどがあります。これらは、水との結合など他の条件も加わりますから注意してください。