混合物の沸点と融点とは?

純物質と混合物

前の章でも述べたように、純粋な物質の沸点や融点を測定してみると
常に一定の値をしめすものです。

これに対して、2種以上の物質を混ぜた混合物は
一定の沸点も融点もしめしません。

そこで、一定の沸点と融点を持つ物質を純粋な物質(純物質)といい
一定の沸点や融点を持たない物質を混合物ということに決めます。




混合物の沸点

水やアルコールは、その体積の大小に関わらず
同じ温度で沸騰することはすでに学びました。

それでは、水とエチルアルコールを混ぜ合わせたものの沸騰する温度
すなわち沸点はあるのでしょうか。

水1に対してエチルアルコール1体積の割合に混合したものをフラスコに入れ
1~3個の沸騰石を入れ、温度計を入れて熱してみましょう。

そして、時間と温度との関係をグラフに書いてみます。

水やアルコールを別々に熱したときのグラフに比べ
一定の沸点をしめさないことがはっきりわかります。

水に溶けているアルコールが全部蒸発してしまうと
はじめて100℃の沸点をしめすようになります。

次に、水に食塩を混合した場合の沸点について、調べてみましょう。

20グラムの水に、2グラムぐらいの食塩を溶かした液を大形の試験管に入れ
沸騰石を加え、温度計を入れて熱してみましょう。

そして、やはり温度と時間の関係をグラフに書いてみます。

食塩水は、100℃ぐらいから沸騰をはじめますが
その温度はだんだん高くなって、106℃ぐらいになるまで上昇を続けます。

食塩水の底のほうに食塩の結晶がでるまで温度は上昇を続け
結晶が出ると、はじめて一定の温度になります。

この2つの例からもわかるように2つの物質を混合した場合は
一定の沸点をしめさないものです。

これに対し純粋な物質は、一定の沸点をもっています。



混合物の融点

ナフタリソやパラジクロルベンゼンは、一定の融点をもっています。
今、ナフタリンとパラジクロルベンゼンの2物質を混合して
その混合物の融点を調べてみましょう。

ナフタリンとパラジクロルベンゼン2グラムの割合で混合し
前回と同じ方法で融点を測定します。

グラフを見てわかるように、この混合物は一定の融点を示せません。

0102

純粋な水は、0℃で氷になります。
すなわち、氷の融点は0℃です。

水に食塩を溶かした場合や
水に砂糖を溶かした場合の融点はどうなるでしょうか。

水の融点を測定したのと同じ方法で、食塩水の融点を測定してみましょう。
水20立方センチに食塩5グラムを溶かし、これを大形試験管に入れて
温度計を入れ、寒剤の中に入れて冷やします。

温度と時間との関係をグラフにします。

このグラフから、食塩水は一定の融点をしめさないことがわかります。
      .
水に他の物質が溶解したときは、0℃より低い温度で氷ができます。
混合する物質が多くなるにつれて、氷のできる温度はいっそう低くなります。

海の水がなかなか凍らないのや
漬物の汁が冬に水が凍るような寒いところでも凍らないのは
このためなのです。

また、純粋な酢酸は16.6℃の融点をもっています。
これに、水を加えると、16.6℃になっても凝固しません。

この水を含んだ酢酸が凍る温度は、加えた水の量によってまちまちです。
これも、混合物が一定の融点をしめさない例の一つです。

このように、純粋な物質は
それが純粋でありさえずれば、どの試料を測定しても
いつも一定の融点をしめすのに対し

混合物はその混合の割合により融点が異なり
グラフに書いた場合も、純粋な物質とは違う温度の下がり方をしたり
融点がはっきりしなかったりします。







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