氷の溶け方と濃度の関わりについて

質問

夏休みの自由研究について考えています

塩水を濃度の濃いものと薄いものに分けて冷凍庫で凍らせます。
凍った氷をビーカーに入れ、溶け方について観察します。

ここで質問なんですが、氷の濃度と溶け方の(速さ等)
にはどのような関係があるのでしょうか？
塩水以外の水溶液でも同じ結果が出るのでしょうか？？
例外等があったら是非教えてください。

またこの実験を踏まえた応用等もありましたら教えてください。

回答No.2

okormazd

#1です。
ゆっくり冷やすと塩と分離することは書きました。過冷却にして急激に氷にすれば塩混ざりの氷ができるでしょう。
冷凍庫にあるあいだは同じ温度でしょう。でも解けるときの温度は凝固点ですね。
この実験は、大きな氷の塊より、砕いた氷またはシャーベット状の氷の方がよいでしょう。

回答No.1

okormazd

よい研究材料だと思います。
水は0℃で凍りますが、塩水は0℃より低い温度でないと凍りません。濃い方が薄い方より凍る温度が低くなります。これを氷点降下といいます。したがって、できた氷の温度も濃い方が温度が低いのです。(このとき、ゆっくり凍らせると、水分が先に凍って、残りの塩水がだんだん濃くなって、塩が結晶としてでてきてしまうかもしれないが、ここではそれは問題にしないとする）
できた氷を同じ条件で空気中におきます。氷が解けるには熱（エネルギー）が必要です。熱は周りの空気から供給されます。解ける速さは熱の伝わる速度で決まるでしょう。熱の伝わる速度は何によって決まるのでしょう。いろいろな条件がありますが、空気中においた条件が同じなら、気温と氷の温度の差が大きい方が熱の伝わる速度は大きい。坂道を転がるボールと同じです。坂道が急なほどボールの速さは大きくなる。
だから、濃い塩水で作った氷の方が低い温度なので、気温との差も大きくなり、熱の伝わる速さも大きく、薄い塩水の氷より速く解けまるでしょう。
これは砂糖水でも同じでしょう。塩水で氷を作らなくても、普通の氷と塩あるいは砂糖を混ぜた氷の解け方を比べてみるのもいいでしょう。
あくまでも塩や砂糖を使う以外の条件は同じにすること、特に氷の量［ｇ］を同じにして塊の大きさも同じようにしよう。