誰かの疑問に誰かが答えることでQ&Aが出来上がり、後で見に来たたくさんの人の悩みの解決に役立てられています。 霧箱も作ってみようと考えたが、それを考え付いたのは高校になってからで、暇が無く挫折。, 放射線と聞くと目に見えない危険なものという印象を持つ人もいるかもしれません。しかし、現在放射線は医療や発電のためのエネルギー源などに有効利用されており私達の生活において非常に重要な役割を果たしています。実は日常生活の中で私達はラドンなどの放射性物質を含んだ空気を呼吸し、また放射線のシャワーの中で生活しているのです。これらの日常生活に存在する放射線を「自然放射線」と呼びます。, 放射線は高速に飛んでいる目に見えない非常に小さな微粒子のため、観察することは非常に難しいと思われるかもしれません。しかし、霧箱という装置を用いれば自然放射線の存在を簡単に確認することができます(α線とか)。, 霧箱は基本的にエタノールを入れたガラス容器とエタノールを閉じ込める為のガラス板から構成されており、ガラス容器の下部をドライアイスで冷却し、容器内のエタノールガスに温度差を生じさせることでエタノールの過飽和層をつくります。そして、エタノールの過飽和層を放射線が透過すると、飛行機雲のような放射線の飛跡が現れます。, ガラス容器はダンボールで、ガラス盤はお料理パッドに黒い紙を敷いたもので代用できる。 その後の、氷の融け方は緩やかになると思います。 砂糖、塩をタッパーに入れて冷蔵庫に保管しています。 Copyright © 2020 身近な科学・学びを遊びに All Rights Reserved. 必要になるということです。でも、そんなにたくさんの砂糖をかけたらなん になったんですが、どうして氷に塩をかけたらが溶けるのが早かったのでしょうか? WordPress Luxeritas Theme is provided by "Thought is free". 明確に区別したかったため、あえて漢字を使い分けました。 砂糖は分子が大きく(分子量342=1モルの重さg )、 あなたも誰かを助けることができる 実際にはマイナス21.3℃まで下がるそうだ。よく教科書なんかには”アイスキャンデーを作ってみよう”コーナーで紹介されている*1。しかしその肝心の原理については、完全にはぐらかされているのだ。その解説を書いた本を探した記憶があるのだが一向に見つからなかった。 氷は「あ、おれは今凝固点にいるんじゃないんだ、融けなくちゃ」と思って まず食塩が水に溶解する時の溶解熱は、 私は 氷は「解ける」のだと思っていましたが でも、塩を入れると融点は下がります。 ただ融点が下がるには、溶けた粒子(分子やイオン)の数が重要です。 「氷に塩を混ぜたモノに袋入りのジュースを入れると、シャーベットになる」という実験をしようと思っています。 見た目は氷が溶けたようになります。 1kgの水に1モルの粒子を溶かすと1.858度凝固点が下がります。 捨てるのももったいないし、何かいい利用法はないでしょうか? 料理以外の使い道でもかまいません。 更に、氷と塩の境界面に注目してみる。まず、氷の表面は、0度では水と氷の平衡状態(混ざった状態)となっている。氷の結晶構造はスカスカ(密度は水のほうが氷よりも大きい。以下ホームページを見ればそのスカスカさが分かる。氷の結晶構造、http://www.chem.nagoya-u.ac.jp/~og/10Research/30Freezing/GendaiKagaku2002/)で、そのスカスカな表面上の結晶構造の中を、結晶化していない"水"状態の水分子は通過できる。しかし塩NaClのNa+イオンCl-イオンは,表面の境界面で"水和"されイオン化しても,内部に浸透することは結晶内部のスペースが十分でないため,結晶内部方向へほとんど通過出来ない。つまり、塩と氷の接触面においては氷の表面自体が簡易半透膜的なもの(完全なものではない)となっているのだ。 食塩や砂糖の場合には、水に溶けるときの熱の出入りはさほど大きくないと思います。ここで、重要なのは氷の融解熱だと思います。 砂糖や塩、みなさんはどうやって保管して使っていますか? 塩に関するデータや知識、調べ方をご紹介。海水からの結晶づくりなど自由研究に役立つ塩の実験、岩塩・天日塩など塩の種類、塩田・イオン膜など塩のつくり方とその歴史、賞味期限など塩の使い方・選び方、塩業資料室、塩に関する書籍、塩の博物館など。 こちらはnemochan様のスレッドですので、質問は別に立てられる方がよろしいかと存じます。, みなさま大変ありがとうございました.モル凝固点降下,寒剤,融雪剤,海水は氷りにくいことなど,大変勉強になりました.議論がどんどん盛り上がってどこで締め切ろうかと思っておりましたが,一旦締め切らせて頂きます.重ねてお礼いたします., Bubuca様、再度の説明ありがとうございました。 もう一度まとめ直すと、浸透圧の"力"によって、上式の状態変化の平衡が右方向へ移動してていることにほかならない。右方向への平衡移動、つまり「氷→(過冷却の)水になる状態変化過程」で熱吸収が起こり*2、周りの熱を奪うので孤立系全体は冷える、つまり冷却効果が生じることとなる。 高校化学で水の過冷却という言葉を聞いた人も多いかもしれない。実は、あの状態はとても不安定な状態で、少しの振動や核となりえるものの存在(つまり均一性を乱すもの)によって容易に、そして一気に結晶化、つまり氷になってしまうのである。 氷水はとっても冷たいですが、それだけではシャーベットなどを作ることはできません。しかし、この氷水にどのご家庭にもあるものを入れるだけで温度を急激に下げることができます。, 氷が水に変わる融解熱と塩が氷水に解けること、さらにこの2つに加えて『凝固点降下』が起きているので温度がどんどん下がっていくのです。, 皆さんもご存知だと思いますが、水は液体、氷は個体ですよね。また、氷から水になることを『融解』と言い、その温度を『融点』と呼んでいます。, 正解は0℃です。氷は0℃で水に変わろうとします。そして、水が反対に氷に変わることを『凝固』、そしてその温度を『凝固点』と呼んでいます。, では、氷水を用意してください。室温はきっと0℃以上あるはずなので当然氷は解けていきます。, 実は氷が解ける時にはエネルギーが必要なんです。氷は水分子がお互いに手を取り合ってしっかりと繋がっているため、硬い個体になっています。, 水は自由に動き待っていますよね。つまり、氷よりもエネルギーが大きい状態です。そのため氷が水になるには周りからエネルギーを奪う必要があるのです。, そのため、氷は解けきるまでは一定の温度を保っています。これは氷が周りから熱を奪うことで水に変わっているので、解けるまでは温度は変わらないということです。, 物質が解けるには『溶解熱』というものが存在します。この溶解熱は物質によって熱を奪ったり(吸熱)、熱を与えたり(発熱)します。, 塩の場合は吸熱なので温度が下がります。塩がとけるには周りからエネルギーが必要なわけですね。, つまり、まず塩が溶けることで温度が下がるというわけです。しかし、確かに温度は下がりますが、溶解熱だけではそこまで温度は下がりません。, 実は塩には別の働きがあるのです。塩はただ解けて溶解熱によって、氷水の温度を下げていたわけではないのです。, 氷というのは水分子がお互いに手を取り合って、しっかり結合した状態であると先ほども言いました。, 例えば、手を取り合おうとしているのに邪魔者が入って来たとします。そうなれば、なかなかうまく手を取り合えないですよね。, このように物質が溶けた状態の凝固点が低くなることを、『凝固点降下』とよんでいます。, その結果、氷が水へと変わる融解熱と塩が溶けることで奪われる溶解熱により、たとえ0℃を下回ったとしても塩水は凍ることはないのです。, 道路が凍ってしまったら車がスリップしてしまったり、歩いているとこけてしまうので大変危険ですよね。, 凍結防止剤には塩のほかには、塩化カルシウムや塩化マグネシウムが、使用されています。, 今回お話した氷水に塩をかけると温度が下がる原理を知っていれば、そう思われる方もいると思います。, 凝固点降下はたくさん溶ける方がより働くため、分子量が大きな砂糖を溶かすよりも塩を水に溶かす方が効率が良いというわけです。, 砂糖と塩のどちらが溶けやすいのか?ということに関して、もっと詳しく⇩で説明しているので気になる方は読んでみて下さい。, 自由研究などで塩以外に様々なものをふりかけてみて温度を計ったり、溶かした水を凍らせてみるのも面白そうですよね。, 食品の科学アイスクリーム, エネルギー, 凍結防止剤, 凝固点降下, 分子量, 吸熱反応, 塩, 塩化カルシウム, 水, 氷, 溶解熱, 砂糖, 融点, 融解. 同じ重さにすると塩の方が6倍近く多くの粒子を含みます。 食塩は氷の表面で、氷から溶けた水に溶け込んで溶液をつくります。この時、濃い食塩水ができるが、氷とは濃度が均衡状態ではないため、濃度を均衡させようとして、より多くの氷を溶かして水に変えます。 このとき氷1gが水になることに対して約80calの熱を吸収します。 No2さんの回答とおなじです。 式にしてみると つまり、固体の水が液体になる際には熱を吸収し、逆に液体から固体になる時には熱を放出するわけだ。熱が周りに放出されれば、孤立系モデルにおいては熱が外に逃げないから、孤立系全体は温まり、熱が周りから吸収されれば孤立系全体は冷える。 思います。 これは同じモル数ならば塩の方が粒子の数が2倍になるということです。 アイスクリームやジュースかなにかを氷で冷やしていて、その温度上昇を調べているのではないのですよね? 分かりやすく、詳しく、教えてください。 凝固点から高い温度にある物の方が速く融けますから、塩の方が速く融けたのです。 切羽詰ってます。今日で夏休みおわっちゃいます。 結果は砂糖水が早く溶けました。 どうして軌跡が現れるかというと、過飽和層がミソなのである。 夏休みの自由研究ですが、「氷の解けにくい実験」をやりました。 実験しました。 凝固点降下でほぼセットで、出てくる図と言えば、この冷却曲線です。この冷却曲線は、凝固点降下度を測定する問題でいつも出てきます。さらに構造決定でもこの問題が出てくる事があるので、キッチリマスターしておいてください。 理科の実験をしていて疑問に思ったのですが、 (Q=6.0kJ/mol) どうして塩を氷に掛けると短時間で溶けるのでしょうか? どっちが早く溶けるかを = H2O + NaCl - QkJ (Q>0) 凍などに利用されています。. にはかわりません。けれども塩をかけた方は凝固点がずっと低くなっていて、 氷が融けるためには大量の熱を必要とします。したがって、融ける際に周囲から大量のエネルギーを吸収します。 砂糖と塩では分子量が異なるため、同じ1molでの分子数が違う。砂糖と塩は水に溶かしたときに凝固点降下を引き起こす。凝固点降下は濃度の濃い(分子数の多い)ほうが起こりやすい。純粋な水は0℃で氷になる。モル濃度が上がるほど、凝固点が下がる。 このまま系全体がどんどん冷えてゆくと、「系内全分子のエントロピーを増大させる力に起因する、(過冷却の)水→氷になる熱放出の"力"(つまり式左方向への力)」と、「水分子が食塩水の方に擬似的半透膜を通して移動しようとする浸透圧の力に起因する、氷→(過冷却の)水になる熱冷却の"力"(つまり式右方向への力)」が最終的につりあって(上式の平衡状態)温度低下が止まる。その時に閉鎖系の理想的条件下(食塩水が飽和食塩水の時=浸透圧の"力"が最大)で-21.3℃が実現されるわけだ。 氷は、20℃くらいの常温に放置すると、ゆっくり溶けていきますが、氷に塩をかけると早く溶けるようになります。 また、氷が溶けた時の水の温度は0℃付近ですが、塩をかけると温度が下がることが知られています。 ここでは、これらの現象がなぜ起こるのか記載しています。 つまり、塩などをかけることによって、凝固点が下がり、塩がかかった氷は0℃では、氷のままでいられなくなります(凝固点降下のため、その温度では水になっているのが安定だから)。したがって、塩によって強制的に融かされてしまいます。 >私は 氷は「解ける」のだと思っていましたが なぜ砂糖水が早く溶けたのでしょうか?, 小学生にある程度分かるように説明したいのですが、どう説明したらいいか教えてください。 NaClで1分子とすれば、1モルの分子数は同じですが、イオンになると粒子数は異なると思います。 他の言葉の例ですが化学では「気化」という言葉は使ってはいけない事になっているというのをご存知ですか。物理では使ってもいいのです。だから気化熱は化学の教科書には出てきません。物理の教科書には出てきます。文部省の学術用語集のレベルです。化学の教科書では蒸発と沸騰を合わせて気化というという表現が出来ません。沸騰は蒸発に含まれる現象であるという訳のわからない説明になります。訳がわからなくても覚えなければ仕方がないという形で大学に入りますから再生産されます。, 雑談ですが 砂糖の場合の説明は困難ですね。砂糖の添加によって、水の粘性が高くなり、熱が伝わりにくくなったためかも知れませんし、単なる実験上の誤差かもしれません。, こんばんは #7のBubucaです。 融雪剤(ゆうせつざい)とは、液体の水分子(一般的には水)が氷になることを防止する(凍結防止)とともに既に固まっている氷を融かして水にする(融氷)ための化学材料[1]。このような機能をもつ化学材料は、凍結防止剤[1]、防氷剤[1]、融氷剤[1]、凍結抑制剤などとも呼ばれているが用途に合わせているだけで明確な違いは無い。, 一般的には塩化ナトリウムや塩化カルシウムなど酸とアルカリの化合物で水に融解して電解液になる塩(えん)が利用されている[1]。なお、凍結防止剤はもっぱら液体の水が氷にならないよう凍結温度を下げる(モル降下)ための化学材料をいうこともあり、エチレングリコールやグリセリンなどがあるが、これらは電解液にならないため解氷には利用できない[1]。, 融雪剤の散布によって、塩化カルシウムなどの成分が水に溶けて凝固点降下が起こり、融点が低下する。これによって、融点が気温を下回れば雪は水へと変化する。加えて塩化カルシウムが水に溶けるときに発生する溶解熱も、融雪に寄与する。なおこれらによって低下する融点は数度から十数度程度であるため、極端に低い温度の中では効果が得られない。, 無機塩は塩素化合物の塩化物塩で、横方向に溶解するため氷は表面から溶けてウェットシャーベットになる[1]。, 有機塩は水に融解するカルボン酸塩で、氷盤に貫入して道路の舗装面などに到達してから横方向に拡散する性質がありドライシャーベットになる[1]。, 性能等を改善するため無機塩と無機塩または有機塩と無機塩、あるいは防氷剤と滑止材の混合物を主成分とする融雪剤である[1]。, 各国で日本工業規格(JIS)、米国試験材料協会規格(ASTM)、航空宇宙材料規格(AMS)などに材料規格や性能規格が定められている[1]。ヨーロッパではさらに厳しい性能規格が適用されている[1]。, ホームセンターで入手可能。25kg入りの大袋や500g入りの物などが販売されている。また豪雪地帯では、役所に相談すると入手出来る場合がある。, 山間部など、冬季に路面状況の悪化が考えられる箇所には、砂箱が設置してあることが多いので、路面状況が酷い場合には、そこから入手して散布する。また、砂箱が設置されていない路地や公共施設に利用する場合は、市町村の役所に連絡すると、無料で入手できることが多い。, 融雪剤はかつて粉末状のものを散布していたが、今日では主に1ミリ前後の大きさの顆粒やフレーク状にしたもの、あるいは液状のものを散布する。散布量は、道路のなどの路面状況にもよるが、『1平方メートルあたり約30グラム(一握り)~100グラム程度』が適正な使用量である。これを融雪したい箇所に散布することで、数分~数十分で融雪が完了する。豪雪地帯の坂道などでは、冬場に散布車が定期的に散布を行う場合がある。, 素手で塩化カルシウムを撒くのは、皮膚炎の原因となる。雪などで皮膚が濡れている場合には特に注意したい。水分を遮断できるゴム手袋を着けて撒くこと。また上記項目にも記載したが、融雪剤は塩のため、鉄製品(車両など)に付着した場合は、錆防止のため速やかに流水で洗浄する必要がある。, 使用期限は無いが空気中の水分と結合して固結したものは砕いて撒くか、バケツに水を入れて溶かし水溶液にして使用する事もできるが塩化カルシウムは水と反応すると発熱するので注意する。, 電離作用の大きい塩素イオンなどを利用した化学材料を使用する場合、鋼材の腐食や土壌の固化など環境への影響を考慮する必要がある[1]。特に鉄筋コンクリートの構造物では、融雪剤がコンクリートの割れ目から浸透し、鉄骨や鉄筋を錆により腐食・劣化させ、強度減少が発生し、構造物の安全性が保てなくなってしまう。また植物に関しては、生化学的性質が食塩に類似しているため、塩化カルシウム等の塩害により、海岸部のように草木が生えなくなってしまう(植物を植えても枯れてしまう)。このような事態を防ぐために、塩化カルシウム等に代わる『代替品』に切り替える対策が模索されている。, 無機塩に比べると有機塩は環境に優しいがコストが高くなる[1]。また、有機塩のカルボン酸塩防氷剤でも製造方法によって組成成分には違いがあり、塩素や硫黄を僅かに含んだだけで金属腐食が大きく表れる場合がある[1]。, 有機塩と無機塩の塩混合物を利用する場合もあり、無機塩に有機塩を25%以上混合すると金属腐食が75%程度削減されるが融氷性能は低くくなる[1]。, なお、日本では道路に散布されたものが河川にも流失することから水質汚濁防止法の排水基準を遵守する必要がある[1]。, 着色による融雪は、雪や氷の表面に黒色の粉末(カーボンブラックなどの炭素粒子)を散布することにより、太陽の熱エネルギーを吸収しやすくすることで融雪する。この方法は、融雪に太陽光を利用するため、夜間の融雪には適さない。, 昭和38年1月豪雪*(三八豪雪) - 四八豪雪(昭和48年豪雪/秋田豪雪) - 五二豪雪(昭和52年豪雪) - 五六豪雪(昭和56年豪雪) - 五九豪雪(昭和59年豪雪) - 六一豪雪(昭和61年豪雪) - 平成18年豪雪*(〇六豪雪/一八豪雪) - 平成23年豪雪(北陸豪雪/山陰豪雪) - 平成24年豪雪(北海道豪雪) - 平成25年豪雪(東北豪雪) - 平成26年豪雪(関東・甲信豪雪) - 平成28年豪雪 - 平成30年豪雪(北陸豪雪/北海道豪雪)*は気象庁による命名(参照), 除雪 - 排雪 - 融雪(ロードヒーティング/融雪剤/消雪パイプ) - スノーシェルター - 雪おろし - 雪吊 - 雪囲い, 豪雪地帯(豪雪地帯対策特別措置法) - 寒冬 - 寒波 - 交通事故 - 西高東低 - 南岸低気圧 - 気象災害 - 冬将軍, https://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=融雪剤&oldid=80006395.

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