水の体積の変化について

質問

今　理科の自由研究をしているのですが、
５００ｍｌの水に塩10ｇ溶かした時と砂糖10ｇを溶かした時の
体積の違いを調べてみました、どちらも元の水の体積より少なくなりました。　水が塩や砂糖と結びつくと体積が減ってしまうのはなぜでしょうか？
　また、身近にあるものでも水に溶かすと体積が変化するものがあれば教えてもらいたいのですが・・　　よろしくお願いします。

回答No.2

noname#5545 · ベストアンサー

塩（又は砂糖）を溶かした後の水の体積が、元の水の体積より少なくなったそうですが、多分それは、「塩（又は砂糖）を溶かした後の水の体積」が「水の体積と砂糖（又は塩）の体積の合計の体積」よりも少なくなったのでは無いですか？

もしそうであるのならば、理由は以下の通りです。

全ての物質は、「分子」と言う粒子（つぶ）から出来ているのですが、分子の大きさは、それぞれの物質ごとに変わります。

水に砂糖（又は塩）を溶かすと、溶けた砂糖（又は塩）の一部は分子となって水の分子どうしのすきまに入るのです。

これは、塩（又は砂糖）の分子が水の分子よりも小さいからです。

例えて言うと、たくさんのピンポン玉を容器に入れて、そこにゴマを入れるとどうなるでしょう？

ピンポン玉どうしのすきまにゴマが入りますよね。

すると、ぴんぽん玉のすきまに入った分、全体の体積は、「ピンポン玉の体積＋ゴマの体積」よりは、少なくなりますね。

これと同じ様に砂糖も水に溶けると分子にまでバラバラになって、塩（又は砂糖）を溶かした後の水の体積が「塩（又は砂糖）の体積＋水の体積」よりも少なくなるのです。

お礼

回答有難うございました。
　　とても判りやすく説明して頂きありがとうございました。

回答No.4

AF2

砂糖や塩は、1g=1mlとは限りません。例えば、塩は10gだと体積は5mlも無いんですから。ところで、なぜそんなに塩や砂糖を薄く溶かすんですか？それに、そんな多い量の水を1ml単位で正確に測定するのはメスシリンダーでは出来ませんよ。キッチン用の計量カップを使ったのなら、誤差を考えた方が良いと思います。室温の変化でも水の体積は減りますし・・・
正確さを重視するのであれば、100mlか50mlタイプで1ml刻みの計量カップを薬局や東急ハンズなどで買い、50mlか30mlの水に、塩と砂糖を水50mlなら20g,水30mlなら10gづつ溶かすぐらいにした方が良いのでは？（結果が強く出る）

身近にある物で、水に溶かすと合計の体積が減るものと言えば、アセトンです。除光液などに入っています。ただし、体積の変化は大変少ないですが。

お礼

回答有難うございました。
　教えて頂いたようにもう１度やってみます。

回答No.3

aster

＞５００ｍｌの水に塩10ｇ溶かした時と砂糖10ｇを溶かした時の
＞体積の違いを調べてみました、どちらも元の水の体積より少なくなりました。

これは、５００mlの水に、塩１０ｇを溶かすと、塩の水溶液が、例えば、４９８mlになったというようなことでしょうか？　もしそういうことが起こったのなら、それは、No.1 の方が述べておられるように、水が蒸発したのだと考えられます。あるいは測定ミスかも知れません。

水５００mlとアルコール５００mlを混ぜると、合計が１０００mlにならないで、９９５mlとかになったというのはあります。

それと同様に、５００mlの水に、塩１０ｇを含む塩の水溶液５０mlを加えると、合計が５５０ml（５００＋５０＝５５０）ではなく、５４８mlぐらいになったというようなことなら起こります。

水とアルコールの場合も、水と塩の水溶液の場合も、水の分子やイオンの大きさと、アルコールの分子やイオンの大きさ、また塩の分子やイオンの大きさが違うからです。

ピーナッツを５００mlの瓶に一杯詰めても、中は隙間がたくさんあります。これに、直径２mmほどのビース玉が５００ｍｌの瓶に一杯入ったのを、一緒にして１０００mlの瓶に入れると、上の方に隙間ができます。計ると、９６０mlとかになります。

何故減るかというと、ピーナッツの方がビーズ玉よりもずっと大きいので、あいだに隙間があったのを、隙間にビーズ玉が入るからです。そのため、ピーナッツだけの状態と比べて、ずっとピーナッツのあいだは詰まった状態になり、ピーナッツのあいだに入った分だけ、ビーズ玉の体積が減るように見えるので、合計すると、９６０mlとかになるのです。

水とアルコールの場合も同じで、アルコールの分子の方が大きいので、その隙間に水の分子が入って、見た目、水の量が減るようになるのです。

水と塩水、水と砂糖水の場合も同じで、塩や砂糖の分子の方が、水の分子より大きいので、水の分子が、砂糖や塩の分子の隙間に入り、見た目、全体の体積が減るようになるのです。

こういうことは、小さな分子の液体と大きな分子の液体を混ぜると、普通に起こります。

お礼

回答有難うございました。
　もう１度実験のしかたを変えてやってみたいと思います。

回答No.1

tak2006

蒸発は考えられませんか？

お礼

回答　ありがとうございました。

　　蒸発では無いと思うのですがもう１度実験してみたいと
　　思います。