炭酸ナトリウムの溶解に関する実験結果の分析
- 炭酸ナトリウムの溶解についての実験結果を分析しました。
- 実験において、炭酸ナトリウムの溶解が他の物質と比べて遅れた原因を考えました。
- 炭酸ナトリウムの溶解による温度降下が長く続いた原因を探究しました。
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炭酸ナトリウムの溶解について
反応熱に関する実験で、溶解熱の計測として 14.3gの炭酸ナトリウム重水和物と 4gの硝酸アンモニウム(どちらも0.05mol)を 50mlのH2Oに入れ、 マグネチックスターラーで攪拌しながら １０秒ごとに３分間温度を測定しました。 実験結果をグラフに表し、 いったん温度が下降してから、 徐々に上昇していく部分の直線を延長し、 最低温度を補正したいのですが、 炭酸ナトリウム十水和物のほうは、 ３分どころか４分たっても温度が下降し続けてしまい、 グラフから補正を行えませんでした。 硝酸アンモニウムのほうは２０秒くらいから 時間に比例して温度が上がっていったのですが、 なぜ炭酸ナトリウムは反応が遅れた(?)のでしょうか。 手元の資料集(数研)によると 炭酸ナトリウムは易溶で、 溶解度は20℃で22.10g、10℃で12.11g溶けるそうですが、 計測された温度は溶解する前の状態で23.7℃、 3分経過したときには16.3℃となっていましたので 容易に溶解すると思うのですが… 炭酸ナトリウムの溶解(による温度降下)が これほどまでに長く続いた原因は どこにあるのでしょうか。 よろしくお願いします。
- xenotactic
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質問者が選んだベストアンサー
溶解度が大きい塩が、溶解速度も速い、とは限りません。 炭酸ナトリウムは溶解度は結構大きい部類だったと思いますが、 溶解速度はそれほど速くなかったように思います。 (記憶が正しければ、同じ1価の陽イオンの塩では、カリウム塩や ナトリウム塩に対し、アンモニウム塩の溶解速度は圧倒的に 速かったかと) そのため、炭酸ナトリウムでは吸熱が長引いた、ということでは ないかと思います。 ところで、 > 溶解度は20℃で22.10g、10℃で12.11g溶ける というのは、「水100gに対して」だと思いますが、今回の実験では 「14.3gの炭酸ナトリウム十水和物」を「50ml(約50g)の水」に加えて いるんですよね? だとすると、水100g当たりに換算すると「炭酸塩28.6g」となって、 溶解度を超えてしまっているのではないかと思うのですが・・・(汗) (但し、飽和になってしまえばそれ以上は溶解しないので、溶解に よる吸熱もそこで止まるため、今回ご質問の「温度が下がり続ける」 という現象の原因にはなりませんが)
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- maku_x
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http://www.mfc-online.org/presen32.htm に因りますと、炭酸ナトリウム10水和物の溶解熱は負(吸熱反応)のようですよ。
補足
質問内容の通り、それは承知です。 反応がはじまった瞬間からすでに 周りからの温度が加わっているはずなので (水温＜室温になるから) 反応したときの温度降下をもとめるには 最低温度の補正をしなければいけないのですが、 硝酸アンモニウムも同じように吸熱反応を起こし、 再び室温に少しずつ近づいていきましたが、 炭酸ナトリウムはどんどん温度を降下していきました。 なぜこのように炭酸ナトリウムの溶解による吸熱反応が長引いたのか 原因を知りたいです。 なお、実験時の室温も23度でした。
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