
気体の溶ける量と圧力の関係「ヘンリーの法則」を元研究員がわかりやすく解説

1803年にイギリスのウィリアム・ヘンリーという化学者が、気体の溶解と圧力の関係を定義したんだが、とにかく苦手な人が多い理論なんだ。
今回はその「ヘンリーの法則」について、化学実験を生業にしてきたライターwingと一緒にわかりやすく解説していくぞ。

解説/桜木建二
「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/wing
元製薬会社研究員。小さい頃から化学が好きで、実験を仕事にしたいと大学で化学を専攻した。卒業後は化学分析・研究開発を生業にしてきた。化学のおもしろさを沢山の人に伝えたい!
1.気体が溶媒に溶ける

image by iStockphoto
気体が溶媒(水など)に溶けるところを想像したことがありますか?気体は固体と違ってほとんどが目に見えないため、溶ける様子を思い浮かべることが難しいですよね。
しかし気体が水などの溶媒に溶けて、溶けている気体がまた空気中に気体として戻るという現象は、日常身の回りでも起こっています。
気体を溶かした液体といって一番身近な物質は、炭酸飲料かもしれません。通常状態より高い圧力で多い量の気体(二酸化炭素)を溶かした液体は、炭酸飲料として様々な風味がついた商品が売られています。
気体が溶媒に溶けるということが、何となく想像できたでしょうか?
1-1.溶解度とは何か
まず、溶解度とはなんのことでしょう?溶解度とは一般的に水100gに対して最大限溶かすことのできる溶質の質量(g)のことをいいます。
つまり、一定量の溶媒に対してどのくらい溶けるかを表したものです。溶かす物質のことを溶媒、溶ける物質のことを溶質、溶質と溶媒を混合して均一になったものを溶液といいます。
そして、温度と圧力が違えば溶解度は変わるのです。
こちらの記事もおすすめ

溶液の濃さには限界がある!温度によって変化する「溶解度」を元塾講師が解説 – Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン
1-2.気体と固体の温度による溶解度の変化
みなさんは熱い紅茶に砂糖を溶かしたことがありますか?同じ量の砂糖を同じ量のアイスティーに溶かそうとしても溶けにくいですよね。固体は溶媒の温度が高くなると溶けやすくなるのです。
しかし固体とは逆で、気体の溶解度は温度が高くなるにつれて少なくなります。
固体の場合は、溶媒分子の熱運動が激しくなって結晶構造を壊すため、温度が高くなると溶けやすくなるのです。しかし気体の場合は、熱運動が激しくなることで、溶媒分子と気体分子の結合力が弱くなります。
そのため、温度が高くなると溶けにくくなるのです。
こちらの記事もおすすめ

「熱運動」と温度の関係を元塾講師がわかりやすく解説 – Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン

温度が高くなると気体は溶けにくくなるんだな。固体とは逆で、溶解度曲線(温度と溶解度の関係を表したグラフ)は右肩下がりになるということを覚えておこう。
\次のページで「2.ヘンリーの法則」を解説!/