氷の謎

質問

中学一年の者です。

今、夏休みの自由研究で「氷の溶け方の謎」と題して研究を進めているのですが、研究をしていくうちに疑問点がいくつか挙がってきました。

一つ目は炭酸飲料（コー●）などを凍らせると、中の炭酸が抜けてしまいました。炭酸は凍らせると必ず抜けてしまうものなのでしょうか？

二つ目の疑問はラー油や醤油、ポン酢は凍らせても凍りませんでした。凍らない理由などを書籍などで調べてみましたが、なかなか理由がつかめません。何故凍らないのでしょうか？なかの成分が関係しているのでしょうか？小さなことでもいいのでアドバイスをお願いします。

回答No.6

ht1914 · ベストアンサー

＃４です。どうしてもうまく伝わりませんね。
「温度が高くなると溶けにくくなる」と言っているのですから
「気体は暖かいほど溶けやすくなるんですね。」
というのは間違っているでしょう。
もしかしたら「溶ける」という言葉を私と違う意味で使っているのかもしれませんね。
ついでに言うと次のようになります。
固体が水に溶ける場合は「温度が高くなるとよく溶ける」ということが多いです。でも当てはまらないものもあります。気体を水に溶かす場合は「温度が高いと溶けにくくなる」ということが一般的に言えます。

お礼

すいません。知識があまり無いもので・・・・
温度が高いと固体はよく溶けるが、気体は溶けにくくなるという事ですか。
ご丁寧に有難うございました。

回答No.5

ht1914

＃４です。お礼の内容が間違っています。
「水に溶ける気体の量は温度が低下すると減少する」と「温度が高いほど増加する」とは同じ事です。どちらも間違っています。逆だと書いたのは「温度が高くなると溶けにくくなる」または「温度が低い方がよく溶ける」というのが正しいといいたかったのです。
冷やしたコーラと温かいコーラと、どちらがよく泡が出ますか。

お礼

あ、そういうことだったんですか。勘違していてすみません。
気体は暖かいほど溶けやすくなるんですね。
今後の実験につなげていきます！ありがとうございました。

回答No.4

ht1914

＃１の方の回答について
「水に溶ける気体の量は温度が低下するほど減少する」は間違っています。逆です。多分タイプミスでしょう。

お礼

回答有難うございます。と、いう事は、「水に溶ける、気体の量は温度が高いほど増加する」という事でいいのでしょうか？

回答No.3

noname#62864

１.コーラを凍らせる過程で、コーラの中に細かい氷が生じます。真水以外の中で氷が生じる場合であっても、その氷に含まれているのは真水がほとんどで、それ以外の成分は凍らずに残ります（最終的には氷と混ざってシャーベット上になるでしょうが）。したがって、途中の過程でコーラはどんどん濃くなってしまいます。
コーラ中の炭酸（二酸化炭素）は、もともと水にはあまり溶けないので、圧力をかけて無理矢理溶かし込んであります。したがって、コーラなどを振ったときには、その二酸化炭素が泡となって吹き出してくるわけです。
凍らせる過程においても、コーラが濃縮されることになりますので、瓶から出した状態であれば、ゆっくりと二酸化炭素が逃げて行きますので、炭酸が抜けることになります。
しかし、瓶のままとか、圧力がかかった状態で凍らせれば、氷の隙間などに二酸化炭素が入り込んだ状態で凍ることになるはずです。したがって、その場合には二酸化炭素が抜けることはありません。

２.ラー油には水が含まれていませんので、水と同じ温度で凍るとは限りません。醤油やポン酢は、No.1のご回答にもありますように、「凝固点降下」によるものです。海水が凍りにくいのと同じ理屈です。

お礼

回答ありがとうございます。瓶から出した状態で凍らせると炭酸がぬけてしまうのはしょうがない事なんですね。
ラー油やポン酢はかなりの低温が必要になるんですね。
細かい事まで教えてくださりありがとうございました。

回答No.2

popoiro

一つ目は炭酸は水溶液中のみ存在します。
http://www.bob-an.com/useful/brains/hints.asp?KeyNo=L1614&PG=91276528

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E9%85%B8

二つ目ですがおそらく家庭の冷凍庫を利用しているためだと
思います。

ものが凍り始める氷点（凝固点）があり
醤油やラー油の氷点は低いため凍らないのだと
思います。

http://www.maff.go.jp/soshiki/syokuhin/heya/qa/kid/kidqa020806.htm

お礼

ありがとうございます。確かに家庭の冷凍庫を使用して実験を行っていました。popoiroさんのアドバイスも参考にして研究を進めていきたいと思います。

回答No.1

sisiko

水に溶ける気体の量は、温度が低下するほど減少します。これが炭酸が抜ける原因です。ラー油は、元々凝固点が低い物質（油脂）であり、ポン酢は、水（融点０℃）と酢酸（融点１７℃）と若干の不純物の複合体ですが、不純物が入ると、凝固点が低下する（モル凝固点降下）が関係すると思います。また、凝固する際、不純物を排出しようとするため、モル凝固点降下がより進み、完全に凍るためにはかなりの低温が必要となります。

参考URL：

http://www.con-pro.net/readings/water/doc0041.html

お礼

油脂などだと凍りにくいんですね。家の冷凍庫（－２０度）で凍らせてみたところ、ドロドロの状態になり凍る事はありませんでした。詳しく教えていただきありがとうございました。早速次の実験をしてみようと思います。