水に溶けるとは～本当は奥が深い話～【1分で読めるミニ記事】

博士3年という人生の最後の学年にもなって「水に溶けるとは？」とググっていました

そんなこともわからないのか！と馬鹿にされる方も多いかもしれませんが、水に溶けるって意外と奥が深いんですよ

水に溶けるとは

わかりやすい例として塩水を考えてみましょう。

固体の塩を水に溶かすと消えてなくなりますよね。
当たり前すぎて考えもしませんが、固体の塩はどうなってしまったのでしょうか？

理系の人ならNa＋とCl＋というイオンになって水中を漂っているといいますよね
中高生でも知ってるわ！と怒られそうです。

じゃあイオンはどうなっているんでしょうか？
水分子とイオンはどういう状態になっているでしょう？

ここまで深堀するとすぐに答えられる人は少ないのではないでしょうか？

イオンは水と下の図のようになっているといわれています。

δ+,δ-はちょっとプラス、ちょっとマイナスという意味

塩水の中では水分子の数が多いので、イオンの周りに水分子がまとわりついた形ですね。

ここまでくるとかなり専門的になりますね。このような現象を溶媒和といいます。

溶媒和 - Wikipedia

すると今度は、そもそもどうやってまとわりつくの？という疑問になります。この質問に即答できる中高生はかなり少なくなると思います。

イオンは当然電荷をもっていますが、水分子もわずかに電荷の偏りがあります。
このわずかな偏りによってプラスのイオンには水分子のマイナスの部分が、マイナスのイオンには水分子のプラスの部分が引き寄せられて、イオンを水分子が包み込むわけです。

この電荷の偏りを極性と言ったりします。本当はもっと奥が深く、考えなければいけないことはたくさんあります。

1つ例を挙げると炭素と水素でできた高分子なんかは水分子との間に水素結合を作ることができるので、これにより水とくっついて溶けていきます。

最後に

どんなことに関しても深堀するとかなり難しい話になりますよね。
私たちが当たり前のように知っていることでも、実は全然わかっていなかったりします。

義務教育ではここまで深堀して教えてくれませんが、生徒のなぜに答え続ける先生なんかがいてもいいですよね。