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「物のとけ方」小学5年生理科を漫画で学習!「物が水にとける量」

yumineko
yumineko
このページでは小学5年生の理科「物のとけ方」の学習「物が水にとける量」を解説するよ!
「水にとけるって、どういうこと?」とピンと来なかったら、ココを読もう!
「物のとけ方」小学5年生理科を漫画で学習!「物が水にとけるとき」 水に物をいれるとどうなるのか? 水に入っているはずなのに、見えない物 水に物をいれた時に、入れた物が見えなくなっちゃうことってあ...

物は、水にいくらでもとけるの??

水にとかすことが出来る量って、限界げんかいがあるの?

くまごろう
くまごろう
塩や砂糖を水に入れると、とけて見えなくなったよね。
ところで、この「とけることができる量」って、決まっているのかな
いくらでもとかすことって、出来ると思う??
たろう
たろう
うーん。
たとえば、紅茶に角砂糖かくざとうを1個とか2個ならキレイにとけると思うけど・・
くまごろう
くまごろう
もしスーパーで売っているような、砂糖ひと袋をとかそうとしたらどうなるかな(笑)
砂糖ひと袋を、紅茶一杯に溶かそうとしている男の子のイラスト
たろう
たろう
さすがに無理むりでしょ

さすがに砂糖ひと袋は無理だとしても、角砂糖だったら何個まで大丈夫なんだろう?

水に物がとけることができる量を調べてみよう!

くまごろう
くまごろう
じっさいに、塩は水にどのくらいとけることができるのかを実験してみよう。
学校の実験では、塩のほかに「ミョウバン」でも試してみるよ。
食塩とミョウバンが水に溶けることが出来る量を調べる実験のイラスト
くまごろう
くまごろう
実験の結果はこうなるよ。
とかしたもの とけることができた量
18g
ミョウバン 6g

 

たろう
たろう
へえ。
塩と、ミョウバンでとけることができる量は違うんだね。

水にとけることができる量は、物によって違う!

たろう
たろう
どうして塩とミョウバンでは違うのかな?
くまごろう
くまごろう
ここでちょっと詳しい解説かいせつをするよ。
これは5年生の教科書では習わないことなんだけど、「物が水にとける」ということをキチンと理解するとこれから先習うことももっと分かりやすくなるよ。
水よう液についての勉強は、6年生や中学でもっと難しくなるからね。

「物が水にとける」とは

細胞さいぼう」という言葉は知っているかな?
動物のからだは、小さな細胞がたくさん集まって形になっているんだ。

それと同じように、「物」も小さな部品ぶひんが集まって出来ているんだ。
この小さな部品のことを原子げんしというよ。
生き物は細胞の集まりで出来ていて、物は原子が集まって出来ていることを表すイラスト

この原子がいくつかペアになって、分子ぶんしというグループを作っているんだ。
水とか塩も、分子のグループで出来ているよ。

水は、「酸素さんそ」と「水素すいそ」が分子ぶんしのグループになって出来たもの。

yumineko
yumineko
原子げんし分子ぶんしがどのくらい小さいのかというと、
例えば、「10gの水」は、約330000000000000000000000個の水分子で出来ているよ。
くまごろう
くまごろう
ちなみに、酸素原子さんそげんしを表す記号は「O」で、水素すいそは「H」なんだけど、酸素ひとつと水素2つが組み合わさって出来る水のことは、Hが2つでOが1つだから「H2O(エイチツーオー)」と呼ぶよ。
たろう
たろう
H2O!
それならペットボトルのラベルとかで見たことあるよ。
そういう意味だったんだね!

塩は、「塩素えんそ」と「ナトリウム」が分子のグループになって出来たもの。

塩は、塩素原子とナトリウム原子が分子となって出来ていることを表すイラスト
くまごろう
くまごろう
この「酸素さんそ」や「水素すいそ」、「塩素えんそ」「ナトリウム」は、それぞれ「プラスの電気」や「マイナスの電気」をもっていて、「プラスとマイナス」が結びつきあって分子になっているよ。

塩を作っている「塩素」と「ナトリウム」も、プラスとマイナスの関係で結びつきあっているんだけど、水の中に入れられると、バラバラにはなれてしまうんだ。

たろう
たろう
塩素とナトリウムがバラバラになっちゃうから、「塩」は見えなくなっちゃうんだね。

こうやって、物を作っている分子グループがバラバラになって、水を作っている「酸素」と「水素」の分子グループがまわりをかこんでいる状態「水にとけている」状態なんだよ。

物を作っている原子のまわりを、水の分子が取り囲んでいる状態が「溶けている」ということを表すイラスト

水の中にある「酸素」や「水素」の数は決まっているので、この酸素や水素がかこむことができる数以上の分子グループがやってきてしまうと、「とかすことができなくなる」つまり、かこみきれなくなるということが「とけなくなる」ということなんだ。

物によって、それを作っているプラスとマイナスの分子メンバーは違うよ。
中には、複雑ふくざつで大変そうな分子メンバーのものだっている
そうすると、酸素と水素は「かこむのイヤだなぁ・・」となることもあるよ。

例えば、ミョウバンは複雑ふくざつな分子のグループなので、「かこみづらい」んだ。
ミョウバンの分子構造がとても複雑なので、水に溶けにくいことを表すイラスト
そうすると、同じ水の量でも、物によって「とけることが出来る量」も変わるというワケなんだね。

つまり、塩とミョウバンでは「水にとけることができる量」が違うのは、塩の分子メンバーは「取り囲みやすい」けど、ミョウバンの分子メンバーは「取り囲みにくい」からだよ。

水にとける限界って、変えられないの?

もっととかす方法①
「水の量をふやす」

くまごろう
くまごろう
物が水にとけることができる量は決まっているけど、2つの方法で「とけることができる量を変える」ことができるんだ。

ひとつは、「水の量をふやす」こと。

くまごろう
くまごろう
さっきの実験と同じように、少しづつ塩とミョウバンをとかしていくんだけど、とかす水の量を50ml、100ml、150mlの3つで試してみるんだ。

そうすると、結果はこうなるよ。

水の量 50ml 100ml 150ml
18g 36g 54g
ミョウバン 6g 12g 18g

「とける」というのは、水の中に入れたものの分子が、水の中の「酸素」と「水素」に取り囲まれるから、と説明したよね。

水の中の酸素と水素は、決まった数しかいないんだよね。
じゃあ、もし酸素と水素がもっとたくさんいたらどうだろう??

たろう
たろう
「取り囲む」役の酸素と水素がたくさんいるほど、「もっとたくさん取り囲む」ことができるようになるね!
水を加えると、水分子が増えるため、より多くの分子を取り囲むことが出来ることを説明したイラスト
くまごろう
くまごろう
そうだね。
だから、「水の量をふやす」と、水の中の酸素と水素の数も増えるから、物をつくっている分子をもっとたくさん取り囲むことができるようになって、「とけることができる量」も増えるということだね。

もっととかす方法②
水の温度を高くする

くまごろう
くまごろう
もうひとつの方法は、「水の温度を高くする」こと。

今度は、水の温度を20℃のものと、40℃のもの2種類を用意して、塩とミョウバンがどのくらいとけるかを試してみるよ。

結果はこうなるよ。

水50mlの温度 20℃ 40℃
18g 18g
ミョウバン 6g 12g
たろう
たろう
ほんとだ!
水の温度を高くしたら、ミョウバンがとけることができる量は増えたね。

??でも、塩は水の温度を高くしても変わらないよ・・?

これも、水の中に入れたものの分子が、水の中の「酸素」と「水素」に取り囲まれることが「とける」ということと関係があるよ。

原子や分子は、「熱」によって「元気」になるんだ。
原子に熱を加えると、元気になることを表したイラスト

くまごろう
くまごろう
水を温めつづけると、沸騰ふっとうすることは知っているよね。
これは、熱をあたえられた水の中の分子たちが、すごく元気になって「液体」から「気体」に変身して水の中から外へ出ていっているんだ。

水の中の分子が元気になればなるほど、もっとたくさん「取り囲む」ことができるようになるんだ。

ミョウバンの分子メンバーは、「取り囲むのが大変」と説明していたよね。
でも、水の中の分子たちが熱によって元気になったので、「大変でも頑張る!」とたくさん取り囲めるようになったんだよ。
熱を加えられた分子が元気になり、より多くの分子を取り囲めるようになることを表したイラスト

たろう
たろう
どうして、塩は変わらないの?

塩の場合は、もともと取り囲むのがそこまで大変じゃなかったし、じつは「取り囲むのがカンタン」ということは、「また逃げられてしまうのもカンタン」なんだ。
なので、水の中の分子が熱によって元気になったのはいいけど、元気がよすぎて動きがはげしいので、せっかく取り囲んでいた塩の中の分子たちをカンタンに逃がすようにもなってしまうんだ。

その結果、熱のおかげで「もっと取り囲めるようになった」と「逃げられちゃった」の関係が同じくらいになってしまって、結局は「あまり変わらない」ということになってしまうんだよ。

くまごろう
くまごろう
ミョウバンの場合は、もともと「取り囲むのが大変」なだけあって、一度取り囲んだらガッチリ離さないんだ。だから、「逃げられちゃった!」というのも少なくてすむんだ。
原子の結びつきの弱さと強さの違いを説明したイラスト
たろう
たろう
なるほど。
だから、ミョウバンは水の温度が高くなればなるほど、「取り囲みやすくなる」効果だけですむんだね。

「取り囲みやすさ」はものによって違うと説明したよね。
だから、水の温度を高くしたときに「もっととけるようになるかどうか」も、ものによって違うんだよ。

yumineko
yumineko
水の温度を高くしたときに、ものによって「とけやすさ」が変わるかどうかは、中学でくわしく勉強することになるので、今回学習したことを頑張って理解してもらえると嬉しいな。

5年生はココを押さえればOK!
まとめ

物のとけ方「物が水にとける量」

※赤いキーワードは必ず覚えよう!
・物が水に、とけることができる量は決まっている
・決まった量以上はとけることができない
・塩とミョウバンでは、同じ量の水にとかしたときは、塩の方がミョウバンよりも とけることができる量は多い
水の量をふやすと、物がとけることができる量も増える
水の温度を高くすると、物がとけることができる量が増えるものもある
ミョウバンは、水の温度が高くなると、とけることができる量も増える
塩は、水の温度が高くなっても、とけることができる量はほとんど変わらない

yumineko
yumineko
次は「水にとけたものをとり出す」方法を学習するよ!
「物のとけ方」小学5年生理科を漫画で学習!「水にとけた物をとり出す」 https://kyoukasyo.com/2020/01/17/5science17/ http://kyoukasyo.co...

 

ABOUT ME
yumineko
2児の母。2019年の長女の高校受験時、訳あって塾には行かずに自宅学習のみで挑戦することになり、教科書をイチから一緒に読み直しながら勉強を見た結果、偏差値20上昇。 志望校にトップ10位内で合格を果たす。 勉強をみるにあたって感じたのは、教科書の説明には子供には分かりづらい部分が多く、子供にイメージしやすく噛み砕いて説明するのがとても有効だということ。 同じように教科書の内容が分かりづらいと感じている子供たちの ヒントになれば、との思いで「教科書を分かりやすく通訳するサイト」創設。

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