主要な概念
化学
ソリューション
混和性
極性
溶解度

はじめに
あなたはおそらく、油や水などのいくつかの液体を知っている、一緒に混 それらを同じ容器に注ぐと、それらは別々の液体層を形成し、一方は他方の上に形成されます。 他の液体、例えばアルコールと水を擦ることは、互いに混合することができる。 しかし、あなたはこれらの液体の両方が混合したら、あなたは2つの異なる層に再びそれらを分離することができることを知っていましたか？ どうやってそんなことができるの? 答えはあなたを驚かせるかもしれません—塩で！ この活動では、これがどのように機能するかを知ることができます。

背景
二つの液体を一緒に混合することができるとき、彼らは”混和性”である—彼らは均質な溶液と呼ばれるものを形成するので、もう二つの液体を区別することができないことを意味する。 対照的に、それらを混合することができない場合、それらは「混和性」であり、それらは異種溶液と呼ばれる2つの別々の層を形成する。 混合することができるようにするには、両方の液体の分子が互いに引き付けることができる必要があります。 極性のある分子（電荷が不均一に分布しているため、より正側と負側がある）は水素結合を形成する傾向があり、非極性分子（等しい電荷バランスを有する）はそのような結合を形成しない傾向がある。 水分子は極性であるため、極性分子を持たない液体（油など）は、通常、水と混和しません。

ラビングアルコール分子は極性と非極性の部分を持っているので、水と水素結合を形成することができ、したがってそれと混合することができま しかし、それらが混合されると、両方の液体を分離するために、これらの結合をどのように破ることができますか？ あなたは水分子に結合する際にアルコールと競合する混合物に何かを追加する必要があります。 それを行うことができる一つの物質は塩です。 塩はイオン化合物であり、イオンと呼ばれる電気的に帯電した分子で構成される物質であることを意味する。 イオン性化合物が水に溶解すると、個々のイオンが分離して水分子に囲まれます。 塩イオンは帯電しているので、極性溶媒中ではるかによく溶解し、非極性溶媒よりもわずかに帯電しています。 このため、塩イオンは、アルコールが水よりも極性が低いため、アルコール分子よりもはるかに強く水分子を引き付ける。 これは、多くの塩があるとき、すべての水分子が塩イオンに結合し、アルコール分子と水素結合を形成するものを残さないことを意味する。 その結果、アルコールは水と混和しなくなり、別の層を形成し始める。 このプロセスは、「塩析」または「塩誘起相分離」と呼ばれます。”

歴史的にこの方法は、最終的な石鹸製品に含まれてはならない成分を除去するために石鹸製造プロセスで使用されてきました。 異なった蛋白質の分子が塩の解決の異なった集中で不混和性になるので塩析は生物化学の実験室でまた一般的蛋白質を浄化するためにです。 化学者は、あなたがこの活動でやろうとしているものである溶液から液体を抽出するために、この技術を使用しています: あなたはテーブル塩のちょうどティースプーンを使用して擦るアルコールと水の混合物を分離します！

材料

• 蓋付き四つの透明なミニカップ（二オンス）
• パーマネントマーカー
• 水道水
• ラビングアルコール（70パーセントイソプロピルアルコール）
• テーブル塩
• 測定スプーンのセット
• こぼれを許容することができる作業領域
• エタノールまたはアセトン（ハードウェア店で見つけることができます）（オプション）
• エタノールまたはアセトン（ハードウェア店で見つけることができます）（オプション）
• エタノールまたはアセトン（ハードウェア店で見つけることができます）（オプション）
• エタノールまたはアセトン（ハードウェア店で見つけることができます）
• エタノールまたはアセトン（オプション）
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• 塩化カリウムまたはエプソム塩（オプション）などの塩代用品

準備

• 永久マーカーラベル付きミニカップ1、2、3および4。
• カップ1と3に大さじ半分の水を加えます。
• カップ2と4にこすりアルコールの大さじ半分を追加します。

手順

• カップ1の水に塩小さじ一杯を追加します。 塩はどうなりますか？ それは水に溶けますか？
• 蓋をしてカップを約20-30秒間振る。 混合物はどのように見えますか？
• カップ2を使用して前の2つの手順を繰り返します（アルコールを擦る）。 今回の塩はどうなりますか？ 混合物は水–塩混合物とは異なって見えますか？
• 永久マーカーからキャップを取り出し、カップ3の水の中で先端を約10秒間旋回させます。 蓋をカップの上に置き、5秒間振る。 インクは水に溶けますか？ 揺れた後の解決策はどのように見えますか？
• 前のステップをカップ4（アルコールを擦る）で繰り返します。 得られた混合物は異なって見えますか？ もしそうなら、何が違うのですか？ 違いを説明できますか？
• 次に、カップ4のアルコールをカップ3の水に注ぎます。 蓋を戻し、混合物を5秒間旋回させる。 擦るアルコールは水と混合しますか？ 混合物の色はどうなりますか？ あなたは別々の層が形成されているのを見ますか？
• 今度は、カップ3の混合物に塩小さじ1杯を加えます。 蓋をカップの上に置き、20-30秒間振る。 あなたが混合物に塩を加えるとどうなりますか？ 混合物は揺れの前後に異なって見えますか？ もしそうなら、それはどのように違って見えますか？ あなたの結果を説明できますか？ 混合物は何色ですか？
• Extra：塩を使用して他の液体混合物を分離できますか？ エタノールと水またはアセトンと水はどうですか？ 見つけるために別の液体混合物を試してみてください！
• : 液体を分離するために使用できる塩化カリウム、塩代用品、エプソム塩などの他の塩はありますか？ テストを繰り返しますが、今回は食塩とは異なる塩を使用してください。 あなたはまだ同じ結果を見ていますか？ そうでない場合—あなたの結果はどのように異なりますか？
• Extra：擦るアルコールと水を分離するにはどれくらいの塩が必要ですか？ あなたが擦るアルコールと水の混合物に加える塩の量を変えることによって調べてください。

観察と結果
あなたは塩が簡単にカップ1の水に溶解することを見ている必要があります。 （それを振った後、塩は消えているように見えました。）これは、イオン塩分子が極性水分子に容易に結合するために起こることを覚えておいてください。 しかし、塩はカップ2のラビングアルコールには容易に溶解しなかった。 （それを振った後でも、あなたはまだ塩を見ることができます。）これは、アルコール分子が水よりも極性が低いために起こるため、塩イオンはそれらと容易に結合しない。

永久マーカーインクを使用すると、正反対の現象が観察されているはずです。 インクは水でよく分解しませんが、後者の大いにより多くの色を与えるアルコールで容易にします。 これは、ラビングアルコールも電荷を持たず、非極性である分子の一部を有するという事実によるものである。 この部分は、マーカーインクのような非極性分子とより適合性がある。ラビングアルコールを水と混合すると、後者の分子は水分子と水素結合を作ります。

ラビングアルコールを水と混合すると、後者の分子は水分子と水素結合を作ります。

アルコールは水に溶けて均質な溶液を形成するので、アルコールと水をもう区別することはできません。 しかし、混合物に塩を加えると、塩は水に溶解したいと思っており、水分子のためにアルコールと競合します。 アルコール分子と水素結合を作るために利用可能な水分子が少ないため、アルコールは水–アルコール混合物に溶けにくくなり、最終的に水の上に別の層 両方の層は、水はほとんど透明で、アルコールはより多くの色で、異なる色を持つ必要があります。 これは、マーカーインクがラビングアルコールにより可溶性であるために生じる。

クリーンアップ
冷たい水をたっぷり使ってシンクの下にすべての混合物を洗い流してください。 あなたの手を洗い、あなたの作業域をきれいにして下さい。

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