溶解平衡とは?入試で問われるポイントとは?

Fe(OH)3の溶解 中和 再溶解 沈殿

どうも、わたなべです。

今日は溶解平衡について話していこうかと思います。溶解平衡って結構入試問題でも出てきます。しかも平衡というだけあって、化学平衡の問題としてよく出てきます。

今日は溶解平衡が題材になっている問題まで取り上げていこうと思うので、最後まで読んでみてください!

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溶解平衡とは?

 

小学校の時に、水に食塩がどれくらい溶けるかな〜って実験したことはないでしょうか?そして、水が溶けなくなった時点で何グラムだったか?みたいな測定をしたと思います。(まあ今思えば、そんなアバウトな実験あるか!と思うが)

平衡状態って、聞いたことがあるかもしれませんが、反応が止まっているわけではなく、左辺から右辺、右辺から左辺の反応が全く同じ量起こっているから反応が停止しているように見えるんです

でも実は、反応はし続けているんです。

食塩水

食塩水だって、いずれは溶けなくなっていくんです。食塩水も溶ける限界がきて、溶けなくなり沈殿するわけですよ。

この時は、NaCl⇆Na++Clという平衡状態になるんです。

例えば、塩化銀(I)があったとします。

AgCl⇆Ag++Cl

もう、これ以上溶けられへんって状態を溶解平衡って言います。そして、溶解平衡の時の溶液を飽和溶液と言います。

 

まあ溶液にも定員があってそれ以上の人は入れませんよ〜。定員を超えたら無理やり入ったら誰か押し出されるよ〜っていうイメージです。

満員電車

じゃあ、次からは溶解平衡を題材にして、どういうふうな問題が出されるのかを確認していきましょう!

固体の溶解度

これは計算問題でよく入試問題に出ます。例えば、

池下先生(高校教師)、通称イケ氏
飽和溶液を加熱して、水分を蒸発させた時の沈殿を求めろ!

みたいな問題が出ます。センター試験とかにもよく出てくる問題です。で、多くの人がやりがちなのが、・加熱した場合、・冷却した場合、・結晶水(CuSO4・5H2Oみたいなやつ)の場合、みたいに場合分けして覚えようとするんです

 

受験化学コーチわたなべ
勿体無い勿体無い!!そんなことしなくても解法1つでいけるのに!!!

固体の溶解度の問題はたった1つの方針だけで全ての問題が解けます

溶解度積という指標

溶解度積,求め方,使い方,計算

さっき溶解平衡の説明で、「NaCl」と「AgCl」の溶解平衡の話をしました。今回の溶解度積っていうのはAgClでは考慮できるけど、NaClでは考慮することができないんです。

なぜなら、溶解度積は難溶性塩じゃないと考えられないんです。

落ちこぼれ受験生のしょうご
難溶性塩ってなんですか?
受験化学コーチわたなべ
それはやな、溶け難い塩って書いて難溶性塩やろ。まあカンタ〜んにいうと「沈殿ペア」のことや。

無機化学で習う沈殿するペア。そもそも塩って「イオン結晶」でしょ。イオン結晶って本来水に溶けやすいよね。でもその例外を無機化学で習ったよね。それが難容性塩であり、沈殿するイオン結晶。

イオン結晶で沈殿するパターンの覚え方はこちら

 

難容性塩の時じゃないと溶解度積を考えることができないんです。多分、この時点でわかっている人は、

優等生の森長君
いや、そらそうやろ!

ってなってるし、わかってない人は、

落ちこぼれ受験生のしょうご
?なんで?

ってなってるでしょう。

 

溶解度積は主に3つの使われ方をします。

1つ目は沈殿生成の有無の判定

2つ目は沈殿生成時の初期濃度に対するイオンの残存濃度

3つ目は溶解平衡時の濃度

この3つの問題の出題の仕方に不安がある人はこちらの記事を学んでおくことをお勧めします。

溶解平衡にも応用される共通イオン効果

ルシャトリエの原理を学んだらわかる結構当たり前の効果で、溶解平衡にも関わってきます。溶解度積の問題を解くためにもめちゃくちゃ重要な概念です

ちなみに、この共通イオン効果は記述問題で書かされることもよくあります。結構共通イオン効果を深く理解できている人は少ないんですよ。

だから、この際にちゃんと理解して記述問題でスラスラかけるように自分で説明できるようにしておいてくださいね!

共通イオン効果をルシャトリエの原理で徹底解明!緩衝液にも?

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1 個のコメント

  • ゆゆゆ より:

    しっかり記事を読ませて頂きました。
    いつもありがとうございます。

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    浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。 自己紹介の続きを読む。