砂糖が水に混ざると、砂糖を一緒に保持している分子間力は水分子の力よりも弱くなります。水分子が砂糖を取り囲み、溶液に引き離します。混合物をかき混ぜると、より多くの粒子が水と接触し、砂糖がより速く溶解します。
私は最近、12 人の子供たちに囲まれた子供の誕生日パーティーに参加しました。たまたまクッキーを食べていると、数人の子供たちのそばにいて、ジュースに砂糖が加えられていることについて話していることに気づきました。かき混ぜると魔法のように消えるように見えたので、彼らはそれがどこに行ったのか不思議に思っていました.
砂糖が溶けたからなくなったと伝えたかった。明らかに、砂糖を水に混ぜると、液体を1、2回かき混ぜるとすぐに消えてしまうことは誰もが知っています.目を丸くして肩をすくめるだけで、「溶けるから」と言うだけでは、その質問には完全に答えることはできません.
それでは、これの一番下に行きましょう。溶けた砂糖は一体どこへ行くのでしょうか?
構成粒子を一緒に保持する力
物質の物理的状態 (または相) は、その構成粒子を一緒に保持する力、つまり分子間力によって決定されます。固体を例にとってみましょう。固体を構成する分子は、強固な構造 (格子) 内で強い分子間力によって結合されています。これにより、強度、剛性、非圧縮性など、多くの物理的特性が固体に付与されます。
固体、液体、気体における構成粒子の配置
液体では、分子間力は固体よりも弱いため、液体は独自の明確な形状を持っていません。代わりに、保管されている容器の形をとっています。
固体であるため (格子構造を持っているため)、角砂糖の形状と外観は、その構成粒子を一緒に保持する強力な引力に起因します。しかし、立方体が水と接触すると、これらの力が干渉され、立方体はその形状を失い、すぐに崩壊します。
おわかりのように、糖分子はヒドロキシル基 (OH) で構成されており、周囲の水分子と容易に水素結合を形成します。さて、水素結合について知っておくべきことの 1 つは、水素結合が非常に強いということです。
実際、それらは自然界で最も強力な分子間引力の 1 つであり、イオン結合や共有結合よりも弱いだけです。これらの結合は、分子を立方体の格子状に保持する分子間力よりも強力です。その結果、水分子が小さな角砂糖を取り囲み、周囲の分子の引力から解放され、溶液に引き込まれます。このプロセスは、立方体が拡散し、主構造から完全に分離した後に最終的に消えるまで、(水の温度、飽和度、撹拌などのいくつかの要因に応じて) しばらく続きます。
かき混ぜると砂糖が水に早く溶けるのに役立つのはなぜですか?
水で満たされたグラスに砂糖の塊を単に落とすと、水分子は表面の粒子としか接触できないため、溶解が著しく遅くなります.ただし、溶液をかき混ぜると、本質的により多くの粒子が水と接触するようになり、溶解プロセスが大幅に速くなります。
角砂糖は微細な粒子に分解され、溶液全体に混ざり合い、最終的に肉眼では見えなくなります
多くの人を困惑させるもう 1 つの問題は、砂糖の溶解が物理的な変化なのか化学的な変化なのかということです。それが化学変化であるためには、溶解の結果として何か新しいものが生成される必要があるため、それは物理的変化であることに注意してください.ちなみに、これは起こりません。砂糖を水に溶かした後に得られるのは「砂糖」の溶液だけで、それ以上でもそれ以下でもありません.構成要素のアイデンティティは変更されません。
次回、かき混ぜると消える角砂糖について尋ねる好奇心旺盛な子供に出くわした場合、この情報は非常に役立つ可能性があります.何よりも、単に「砂糖は水に溶ける」と言って議論を締めくくらないことを忘れないでください。
