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密度の決まった溶液を作るには…?
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> 水100gに砂糖100gを溶かせば密度は2.00g/cm3になりますよね。 いいえ,なりません。 密度は「単位体積あたりの質量」ですよね。つまり,水 100 g と砂糖 100 g とを混合した水溶液の体積を,その質量で割れば,密度が求められます。 まず,水溶液の質量について考えてみましょう。水 100 g と砂糖 100 g との混合物の質量は 200 g です。このように,混合物の質量は,常に原料の質量の和になります。このような「足し合わせが成り立つ性質」のことを「可成性」と呼びます。質量に可成性が存在することは「質量保存の法則」に記述されておりますね。 次に体積について考えます。水 100 g の体積は約 100 cm3(比重=1 g/cm3),砂糖 100 g の体積は約 63 cm3(比重=1.6 g/cm3)ですので,両者の和は 163 cm3 になります。しかし実際の混合物の体積は,この和の値にはなりません。なぜなら,水分子間の隙間に砂糖の分子が入り込んだり,水分子の配位様式が変化したりするためです。つまり,体積には可成性が成り立たないのです。混合物の体積を知るには,実際にその溶液を作ってみるしかありません。 つまり,計算によって質量は求められても,体積を求めることができないので,通常は水溶液の密度を計算することはできません。 > 密度2.00g/cm3の砂糖水を作るには これは理論的に不可能です。砂糖の比重が 1.6 g/cm3 ですから。さらに水への溶解度を考えなければならないので,dora1 の仰る密度 1.3 g/cm3 位がほぼ上限なのではないかと思います。
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- dora1
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回答ではないですが、ご参考まで。 仕事で、濃い砂糖水(ショ糖溶液)を使うのですが、50 ml(50 g)の水に、80 gのショ糖を加えよくまぜると、どろどろに濃い砂糖水になります。このときの体積はだいたい100 mlぐらいです。つまり、このときの密度は、50 g + 80 g = 130 g が 100 cm3に含まれてるわけですから、1.3 g/cm3 程度かと思います。 つまり、どんなに砂糖を濃くしても 2 g/cm3 にまでなるかどうか?ちょっと心配です。
お礼
お礼が遅くなってすいませんm(__)m 1.3g/cm3ぐらいが限界なんですね…具体的で参考になりました。ありがとうございました!
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お礼
お礼が遅くなってすいませんm(__)m 体積は計算で出せるものではないのですね…初めて知りました。詳しい説明でよく分かりました☆ありがとうございました!