物質が固体・液体・気体とすがたを変える温度(融点・沸点)と、それを利用する蒸留を学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 純粋な物質がとける温度を融点、沸とうする温度を沸点といい、物質ごとに決まった値です。加熱していくと、固体がとけている間や、液体が沸とうしている間は、温度が一定のまま変化しません。加えた熱が、すがたを変えるために使われ、温度を上げるためには使われないからです。
- 状態が変わっても質量は変わりませんが、体積は変わります。多くの物質は固体→液体→気体で体積が大きくなりますが、水は例外で、氷(固体)のほうが水(液体)より体積が大きくなります。
- 蒸留は、液体の混合物を加熱し、沸点のちがいを利用して分ける方法です。沸点の低い物質から先に気体になって出ていくので、それを冷やして液体にもどし、別に集めます。
状態が変化している間、温度は一定に保たれる。
やりかた
- 加熱・冷却のグラフを見て、温度が一定になっている部分(状態変化中)を探す
- その温度が融点か沸点かを、前後の状態(固体⇔液体、液体⇔気体)から判断する
- 混合物を分けるときは、沸点の低い物質から先に出てくると考える
- 出てきた気体を冷やして、目的の液体を集める
れい
問題: 水とエタノールの混合物を加熱すると、水(沸点100℃)より、エタノール(沸点約78℃)の方が先に沸とうして出てくる。この性質を利用して、混合物からエタノールを主に取り出す方法を何といいますか。
- 沸点のちがいを利用して、先に出てくる気体を集める
- この方法の名前を答える
答え: 蒸留
つまずきやすいところ
沸とうしている間も、温度は上がり続けると思ってしまう
沸とうしている間は、加えた熱が気体になるために使われるので、温度は一定のままです
状態が変わると、質量も変わると思ってしまう
体積は変わりますが、質量は変わりません。物質そのものはなくなっていないからです
たしかめ方
- 加熱のグラフに、温度が一定になっている区間があるかを確かめ、その前後の状態を確認します。
- 蒸留で最初に集めた液体のにおいや燃え方を調べ、沸点の低い物質(エタノールなど)が多くふくまれているかを確かめます。