高校化学
Unit 04
溶液の性質
溶かすと沸点が上がり凝固点が下がるのはなぜ？溶液の不思議な性質を粒子数の観点から理解しよう。
💧 溶解度🌫️ コロイド🌡️ 束一的性質
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溶解度とコロイド
一定量の溶媒に溶ける溶質の最大量を溶解度という。固体の溶解度は温度とともに変化し（通常は温度上昇で増大）、気体の溶解度は温度上昇で減少し圧力上昇で増大する（ヘンリーの法則）。コロイドは直径1〜100 nmの粒子が分散した系で、独特の性質をもつ。
🌡️ ヘンリーの法則（気体の溶解度）
| 条件 | 溶解量の変化 |
|---|---|
| 圧力が2倍になる | 溶解量も2倍（一定温度で） |
| 温度が上がる | 溶解量は減少（炭酸が抜ける理由） |
※水 1 L に溶ける気体の物質量 [mol] = (溶解度係数 k) × 分圧 P
🌫️ コロイド溶液の性質
| 現象名 | 内容 |
|---|---|
| チンダル現象 | コロイド粒子が光を散乱して光路が見える（例：霧の中の光線） |
| ブラウン運動 | コロイド粒子が溶媒分子の衝突を受けて不規則に動く |
| 電気泳動 | コロイド粒子が電荷を帯びており、電圧をかけると移動する |
| 透析 | 半透膜を通してコロイド粒子とイオン・小分子を分離する |
| 凝析 | 電解質を加えるとコロイド粒子が集まって沈殿する |
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希薄溶液の束一的性質
希薄溶液では、溶質の種類に関わらず溶質の粒子数（モル数）だけで決まる性質がある。これを束一的性質という。蒸気圧降下・沸点上昇・凝固点降下・浸透圧の4つが代表的。
図2：希薄溶液の4つの束一的性質。いずれも溶質のモル数（粒子数）のみに依存し、溶質の種類には依らない。
⚠️ 電解質（NaCl など）を溶かすとイオンに解離するため、実効的な粒子数が増える。NaCl 1 mol は Na⁺ と Cl⁻ の計2 mol の粒子になるので、同じ mol 数の非電解質（砂糖など）より沸点上昇・凝固点降下が2倍大きい。
✅ この単元のまとめ
- 固体の溶解度：温度上昇で増大（例外：NaSO₄など）
- 気体の溶解度：温度上昇で減少・圧力増大で増大（ヘンリーの法則）
- コロイド：1〜100 nm の粒子の分散系（チンダル・ブラウン運動・電気泳動・透析・凝析）
- 沸点上昇：ΔTb = Kb × m（水のKb = 0.52）
- 凝固点降下：ΔTf = Kf × m（水のKf = 1.85）
- 浸透圧：π = CRT（ファントホッフの法則）
- 電解質は解離した粒子数分だけ束一的性質が大きくなる
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