１． 実験目

凝固点降下の

それに関して

２． 実験方

① 最初に

② 水100

③ 次に、

温度を

繰り返

３． 実験結

実験による最

• 塩化

• 塩化

• 塩化

• 塩化

的・背景

の物質による

ての物質の有

方法

に、氷水で温度

ｇ(100mL)をコ

塩を 10ｇ加

を測定する。そ

返す。

結果

最低凝固点

化カルシウム

化ナトリウム

化マグネシウム

化カリウム

塩化

る差異、

有用性について

度計が何度を

コニカルビー

加え、低温バス

その後、５ｇ加

→ -45℃

→ -22

ム → -43℃

→ -12℃

化カル

利用

て調べた。

示すかを調べ

ーカーに入れる

スに入れ３分後

加え、同じ操作

℃

2℃

℃

℃

ルシウ

用され

べる。

る。

後の

作を

塩

大き

ウムが融

れるの

※攪拌しな

かでも凍り

ととする。

※塩化ナト

カルシウム

験を施行す

塩化カルシウム

きいことがわか

融雪剤

はなぜ

ながら、温度を

始めたら、た

トリウムと塩化

ムと塩化マグネ

する。

ム、塩化マグ

かった。

剤とし

ぜか

131005

を測定する。た

ただちに温度を

化カリウムは

ネシウムは-5

グネシウムの凝

して

礒永佳祐

ただし、わず

を測定するこ

は-25℃、塩化

50℃のもと実

凝固点降下が

ず

こ

化

実

が

４． 塩についての調査

★塩化カルシウム（CaCl2 ）

• モル質量: 110.98 g/mol

• 融点: 772°C

• 密度: 2.15 g/cm³

• 天然にはほぼ存在しない

●カルシウム

• 骨粗しょう症の予防

• 高血圧や動脈硬化の予防

• 地殻中の存在率は3.39%

★塩化ナトリウム（NaCl）

• モル質量: 58.44 g/mol

• 融点: 801°C

• 密度: 2.16 g/cm³

• 存在量は膨大

●ナトリウム

• 電解質補給

（静脈内注射または点滴静注する。）

★塩化マグネシウム（MgCl2)

• モル質量: 95.211 g/mol

• 密度: 2.32 g/cm³

• 融点: 714°C

• 製塩の副産物として得られる

●マグネシウム

• 糖尿病の改善

★塩化カリウム（KCｌ）

• モル質量: 74.5513 g/mol

• 密度: 1.98 g/cm³

• 融点: 770°C

• 地殻中の存在率は2.6％

●カリウム

• 血症型周期性四肢麻痺

• 重症嘔吐、下痢、カリウム摂取不足 及び

手術後

• 電解質補液の電解質補正

５． 検討および考察

実験の結果、凝固点降下の物質による差異は顕著だ

った。特に塩化カリウムは凝固点降下が小さく、塩化

カルシウムと塩化マグネシウムは大きいことがわかっ

た。

しかし、塩化マグネシウムは吸湿性が高く、保存が

困難なため、扱いにくい。

さらに、塩化カルシウムには防塵作用や、水と反応

して発熱する性質があり、融雪剤として有用である一

方、塩化ナトリウムも水によく溶け持続性があるため、

凍結防止剤としての効果があり、実際に利用されてい

る。

だが、塩化ナトリウムには、後々風雨により耕作地

に侵入した際、塩害を引き起こす副作用もある。

以上により、塩化カルシウムの寒冷地における融雪

剤としての使用は効果的であることがいえる。

塩

･実験目

なぜ塩化

用いられる

他の無機塩

の特徴を見

・実験原

CaCl2と

な方法で調

－25℃（Nの低温バス

具体的に

ーカーに塩

れ、温度を

加えて、同

がわずかで

固点とする

・実験結

この実験

それぞれ

N

凝固点(℃)

化カル

的、背景

化カルシウ

るのかを理

塩との冷却

見出す。 原理およ

と 3 つの無調べる。塩

NaCl、KCl）スで冷却し

にいうと、水

塩 10g 加えを測定する

同様の操作

でも凍り始

る。

結果

験結果は右

れの塩の凝

NaCl KCl

-22

ルシウム

福島

景 ウムが融雪剤

理解する。そ

却温度を比

よび方法 無機塩の凝

塩と水を混ぜ

、－50℃(Cしながら凝固

水 100mLえ、低温バス

。その後、

作を行う。そ

始めたら、そ

右上図のグラ

凝固点は左下

CaCl2

-12 -4

ムが融

県立医科大

剤としてよ

そのために

比較し、Ca

固点を簡易

ぜ、それぞ

CaCl2、MgC固点を調べ

のコミカル

スに 3 分間塩を 5gずそして、溶

その温度を

ラフである

下図である

MgCl2

45 -43

雪剤と

大学医学部

学籍

よく

に、

aCl2

易的

ぞれ

Cl2)べる。 ルビ

間入

ずつ

溶液

を凝

。 。

は

く

か

存

製

性

用

として使

１年 班番

籍番号１３

これらの

は NaCl、K、特に Ca

かることがわ

〈CaCl2に

存在：天然

キハイド

海中には

製法：アン

性質：潮解

水への溶

腐食性が

用途：(乾燥コールを

使用され

番号 3 ３１０２２

実験結果よ

KCl に比べaCl2最も凝

わかる。

ついて〉 にはハイド

ドライト（鉱

は約 0.15% ンモニアソー

解性で吸湿性

溶解熱が発熱

が強い。 燥剤（アン

を除く）、除

れる理

氏名大和

より、CaCべ、凝固点が

凝固するのに

ドロフィラ

鉱物）

ーダ法の副

性が極めて

熱反応であ

ンモニア、エ

除湿剤、融雪

理由

和田光司

Cl2、MgCl2

が非常に低

に時間がか

メント、タ

副産物 て強い。 ある。

エチルアル

雪剤

2

低

か

タ

ル

〈MgCl2について〉 存在：カーナル石 製法：製塩法の副産物 性質：潮解性が極めて強い。 水への溶解熱が発熱反応 無水塩での保存は難しい。 用途：にがり、肥料、凍結防止剤 〈NaClについて〉 存在：海水に膨大にある 地上では岩塩 製法：岩塩の再結晶、製塩法 性質：水への溶解熱が吸熱反応である。 用途：調味料、塩析、医薬品 〈KClについて〉 存在：シルビン 製法：ろ過・分離 性質：水への溶解熱が吸熱反応 用途：カリ肥料、消炎剤、医薬品 ＊CaCl2とMgCl2の違い (1) MgCl2は CaCl2より潮解性が大き

く、無水物としての保存が難しい。 (2)CaCl2の式量 111はMgCl2の 95より大きいが、MgCl2の 6水和物として存在しているため、CaCl2より大きく

なる。 (3)MgCl2は CaCl2より腐食性が大き

い。

・考察 これら 4つの塩には凝固点降下（水溶液の凝固点を下げる効果）という性

質ががある。 CaCl2は他の無機塩に比べ、凝固点

が極めて低いため、積雪が多く、気温

の低い高緯度地域でも、塩が凝固しづ

らいため、融雪剤として用いるのに適

していると考えられる。 また、水への溶解熱は NaClと KClが吸熱反応に対し、CaCl2 と MgCl2

が発熱反応なので、融雪剤としての利

点がある。 ・参考文献 科学大辞典、共立出版、1963年 ホーム－MERCK JAPAN

塩

・ 実

４

の

て

こ

を

も

・ 実

本

時

簡

ち

の

液

１

２

塩化カル

実験目的、背

４つの溶液

の凝固点を調

ているものを

この実験の結

を考慮した上

ものを判断す

実験原理およ

本格的に凝固

時間と多くの

簡易的な方法

ち、塩と水と

（Nacl,Kcl）

のメタノール

液の状態を調

１． 最初に

指すか調

（氷水は

に温度計

があるの

に行う）

（例）氷

実験で８

て記録す

２． 水１０

カルビー

ルシウム

背景

（Nacl,Kcl,

調べ、融雪剤

を探すことを

結果と資源量

上で融雪剤に

する。

よび方法

固点を調べる

の準備を必要

法で実験を行

とをまぜ、－

、－５０℃（

ルバスで冷却

調べる。

に氷水で温度

調べる。

は０℃であり

計が０℃を示

ので誤差を補

氷水で３℃を

８℃を示した

する。

００g（１０

ーカーに入れ

ムが融雪剤

Cacl2.Mgcl

剤に最も適

を目的とす

量、コスト等

に最も適し

るには、長い

要とするの

行う。すな

－25℃

（Cacl2,Mgcl

却しながら溶

度計が何度を

り、このとき

示さないこと

補正するため

を示したとき

たら５℃とし

０ml）をコ

れる。

剤として

l2）

し

る。

等

た

い

で、

わ

l2）

溶

を

き

と

め

き、

し

ニ

K

た

て利用さ

福島県

１３

３． 次に

スにい

る。そ

を繰

ら温度

ずかで

に温度

４． 実験

実験結果を

これより、

KClより凝固

た、kclは塩

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

10g20g

れるのは

県立医科大

３１０３９

に、塩１０g

いれ３分後

その後、５g

り返す。（注

度を測定す

でも凍り始

度を測定す

験結果

を以下のグラ

MgCl２、C

固点が低いこ

塩が析出する

30g40g50g

はなぜか

大学１年

９ 粂川知

gを加え、低

の温度を測

g加え、同じ

注意：撹拌し

る。ただし

めたら、た

る。）

ラフに示す。

CaCl2は Na

ことがわかる

ると発熱した

Mg

KCCaNa

か

３班 知之

低温バ

測定す

じ操作

しなが

、わ

だち

aCl、

る。ま

た。

gCl２

ClaCl2aCl

・ 検討および考察

融雪剤の散布によって融雪剤の成分

が水に溶け、凝固点降下が起こり融点が

低下する。これによって融点が気温を下

回れば雪は水へと変化する。しかしこれ

で低下する融点は数度から十数度程度

であるため、極端に低い温度の中では効

果が得られない。

実験結果より、塩化マグネシウムと塩

化カルシウムの凝固点降下が大きいこ

とが分かった。この２つを比較する。

MgCl２は製塩の副産物、CaCl2はソル

ベー法の副産物として得られるので量

には困らない。次に、溶解度を比べると、

MgCl２は０℃の水１００gに対して５

２、８g、CaCl2は５９、５gと CaCl2

の方が溶けやすい。

また、塩化マグネシウムはわずかに酸性

で腐食性を持ち、地面に影響を及ぼすの

に対して塩化カルシウムは中性である。

これらのことから塩化カルシウムが最

適であると考えられる。

（補足）データ

・ 塩化マグネシウム

吸湿性、腐食性

溶解度 ３５．７g（０℃水１００g

以下略）

・ 塩化カリウム

存在：天然にはシルビンとして産出

する。また海水中には平均 0,０８％

含有される

溶解度 ２７．６

・ 塩化カルシウム

存在：天然にはハイドロフィライト、

複塩の形でタキハイドライト

アンモニアソーダ法

溶解度 ５９．５

・塩化ナトリウム

天然には海水中に平均２．８％含有され、

また岩塩として地中に見いだされる。

溶解度 ３５．７

参考文献：化学大辞典

凝固点降下と融雪剤としての効果

131056 佐々木 太士 目的 なぜ、塩化ナトリウムと塩化カルシウム

が、融雪剤として利用されているかを調

べるため。 実験方法 概要：塩と水を混ぜ、-25℃(NaCl,KCl)、-50℃(CaCl２,MgCl２)のメタノールバスで冷却しながら溶液の状態を調べる 1. 氷水で温度計が何度を示すか調べる。 2. 水 100g(100ml)をコニカルビーカーに入れる。

3. 塩を 10g 加え、低温バスにいれ 3 分後の温度を測定する。その後、5g 加え、同じ操作を繰り返す。

実験結果 NaCl：55g の段階において、-22℃で凝固。 KCl：15g 以降-13~12℃前後で変化しない。また、塩が析出すると発熱する。 CaCl２：60g、-45℃で凝固 MgCl２：50g、-43℃で凝固

‐50.0

‐40.0

‐30.0

‐20.0

‐10.0

0.0

10.010   15   20   25   30   35   40   45   50   55   60  

水溶液の温度(℃

)

塩の質量(G)

塩の質量と水溶液の最低温度の関係

ＮａＣｌ ＫＣＬ ＣａＣｌ２ ＭｇＣｌ２

調査結果 a.１kgの凍結防止剤散布で融解できる氷の量の時間変化(温度-3℃)

-3℃においては、散布後 1 時間程度は塩化カルシウムと塩化ナトリウムは同様の効果

を示すが、それ以上時間がたつと塩化ナト

リウムの融氷量が増加してくる。

b.１kgの凍結防止剤散布で融解できる氷の量の時間変化(温度-12℃)

-12℃においては、散布後 3時間程度は塩化カルシウムによる融氷量が急激に増加する

が、その後は停滞し塩化ナトリウムによる

融氷量が徐々に増加していく。

考察 実験・調査の結果から、 ① 凍結温度を下げる効果として 塩化カリウムは凝固点が-15℃よりも下回らないため効果をあまりなさな

いことがわかる。また、塩化ナトリウ

ム、塩化カルシウム、塩化マグネシウ

ムは-20℃程度までは同様の曲線を示しているため、同濃度ならば-20℃程度まで融雪剤として同様の効果を示

すことがわかる。また、極寒地におい

ては気温が非常に低くなるため、凝固

点の低い塩化カルシウムや塩化マグ

ネシウムが大きな効果を示すことに

なる。 ② 氷の融解作用として 高温(-3℃程度)においては明らかに塩化ナトリウムの方が融氷する効果

が高く、低音(-12℃程度)においては塩化カルシウムの方が即効性が高く、

塩化ナトリウムの方が持続性が高い

ことがわかる。なお、塩化カルシウム

に即効性があるのは水への溶解が発

熱反応であり、溶解後はすぐに融解作

用が落ちてしまうからだと推測され、

塩化ナトリウムの持続性が高いのは

水への溶解が吸熱反応であり解け始

めるのが遅いことなどに由来すると

考えられる。 引用文献 調査結果 a.bのグラフはともに 国土交通省国土技術政策総合研究所 資料第４１２号

凍結防止剤散布と沿道環境

http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0412.htm から引用

0

2

4

6

8

10

12

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

融氷量(

㎏)

時間(ｈ)

CaCl2 NaCl

0

1

2

3

4

5

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

融氷量(

㎏)

時間(ｈ)

CaCl2 NaCl

実験

４

固点を

を探す

れぞれ

考慮し

実験原

塩

(CaC

ながら

⑴最初

＊

例

を

⑵水

⑶次に

の温度

その後

く。

注意

目的 つの溶液(Na

を調べて、融

すことを目的

れの物質の性

した上で融雪

原理および

と水を混ぜ

Cl2,MgCl2)の

ら溶液の状態

初に氷水で温

氷水は 0℃

0℃を示さな

度補正をか

ため。

；氷水で 2℃

を示したら、

100㎖をコニ

に塩を 10g加

度を測定する

後５g を加え

意；撹拌しな

し僅かでも

測定する。

塩化カル

福

aCl,KCl,CaC

融雪剤に最も

的とする。こ

性質、資源量

雪剤に最も適

び方法 ぜ、－25℃ (N

のメタノール

態を調べる。

温度計が何度

であり、この

ないことがあ

かける必要が

を示したとき

５℃として

ニカルビーカ

加え、低温バ

る。

えて同じ操作

ながら温度を

も凍り始めた

ルシウムが融

福島県立医科

131

Cl2,MgCl2)の

適しているも

の実験結果と

量、コストなど

適したものを探

aCl,KCl),－5

バスで冷却さ

か調べる。

のときに温度計

あるので、どの

あるかを調べ

きに、実験で

記録する。

ーに入れる。

バスにいれ３分

作を繰り返して

測定する。た

ら直ちに温度

融雪剤とし

科大学医学部

1073鈴木雄

の凝

もの

とそ

どを

探す。

50℃

させ

計が

の程

べる

７℃

。

分後

てい

ただ

度を

実験

実

塩化

の温

しか

し、

た。

実験

も低

結論

実

ルシ

次に

凝固

較し

カル

効果

マグ

にな

結果

質に

ネシ

対し

も塩

-5-4-3-2-1

して利用され

部１年 ５班

雄祐

験結果 実験結果を以

化カリウム以

温度は上昇す

かし、塩化カ

途中で温度

験結果より、

低いことがわ

論および考察

実験結果より

シウムの凝固

にこの２つの

固点にしよう

したときは、

ルシウムより

果的であるよ

グネシウムは

なるので、無

果的に多くの

により保存も

シウムはわず

して塩化カル

塩化カルシウ

50403020100

れる理由 班

以下のグラフに

以外は量を増や

することなく、

カリウムは塩が

度が上昇しその

塩化カルシ

わかる。

察 、塩化マグネ

固点が特に低い

の物質の性質

とするとき、

塩化マグネシ

小さいので少

ように思われ

は潮解性を示

無水性の塩化カ

の量が必要にな

も困難となる。

ずかに酸性で腐

ルシウムは中性

ウムが最適であ

に示す。

やすとともに

、低下してい

が析出すると

の後低下して

ウムの凝固点

ネシウムと塩

いことがわか

を比較する。

、分子量のみ

シウムの方が

少ない量で作

る。しかし、

し水分を含む

カルシウムよ

なる。またこ

。さらに塩化

腐食性を示す

性であること

あることがわ

NaCKCCaCMg

に溶液

いった。

と発熱

ていっ

点が最

塩化カ

かった。

同じ

みを比

が塩化

作れて

塩化

むよう

よりも

この性

化マグ

すのに

とから

わかる。

CllCl2

gCl2

CaCl2が融雪剤として使用される理由 福島県立医大医学部一年 131090 根本脩平

1.目的 現在融雪剤として広く利用されている塩化

カルシウムと他の塩化物の塩を比較し塩化

カルシウムがなぜ最も使われているのかを

調べる。

2.方法 ＜実験概要＞ 本格的に凝固点を調べるには長い時間と多

くの準備を必要とするので、簡易的な方法

で実験を行う。今回は塩化ナトリウム、塩

化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネ

シウムの４種類の塩を使用する。塩と水を

混ぜ、-25℃(NaCl、KCl)、-50℃(CaCl2、

MgCl2)のメタノールバスで冷却しながら溶液の状態を調べる。 ＜手順＞ ・最初にアルコール式温度計の誤差を調べ

る。方法は氷水を作りその中に温度計を浸

し何度を示すか調べる。（ブランク検査） ・次に水 100g(100mL)をコニカルビーカーに入れる。 ・次に塩をそれぞれ 10g加え、低音バス（メタノールバス）にいれ 3 分後の温度を測定する。その後、5g加えて攪拌しながら 3分冷却し温度を測定するという動作を繰り返

す。3分で十分に冷却しきらなかった場合、延長し十分冷却するまで待つ。わずかでも

凍り始めたら、直ちに温度を測定する。 ・塩の軽量は電子天秤で行う。

3.結果

結果は以下の graph1のようになった。

[値]

[値]

[値]

[値]

‐50

‐40

‐30

‐20

‐10

0

10

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

graph1

NaCl KCl CaCl2 MgCl2

4.実験

・塩化カリウムについては、温度が上下し、

最終的に凝結することがなかった。 ・実験の最終段階にては、溶液が低温にな

ることにより、塩が析出し、水が凝結を始

めるとシャーベット状になった。 ・最終温度 NaCl ； -22.0℃ KCl ； -12.0℃ CaCl2 ； -45.0℃ MgCl2 ； -43.0℃

5.各塩の性質

以下、各塩の基本性質。 <塩化ナトリウム>Sodium chloride 化学式；NaCl モル質量；58.44g/mol 密度；2.18g/cm3

水への溶解度；35.89 g/100g(20℃) <塩化カリウム>Potassium chloride 化学式；KCl モル質量；74.55g/mol 密度；1.987g/cm3

水への溶解度；34.0g/100g(20℃) <塩化カルシウム>Calcium chloride 化学式；CaCl2

モル質量；110.98 g/mol（無水物） 密度；2.15g/cm3

水への溶解度；74.5 g/100g(20℃) <塩化マグネシウム>Magnesium chloride 化学式；MgCl2 モル濃度；95.21 g/mol（無水物） 密度；2.325 g/cm3（無水物） 水への溶解度；54.3 g/100g(20ºC)

6.考察 融雪剤としての優劣の評価基準は以下のよ

うにする。 １、最終的にどこまで凝固点降下したか ２、質量に対する効率 ３、生活に与える悪影響がより少ない ４、資源量、生成難易度 評価 1 最終的に最も凝固点が下がっているのは、

塩化カルシウムで-45℃、次に塩化マグネシウムで-43℃。他２つは-12℃、-22℃と大きく劣っている。この点で塩化カルシウム、

塩化マグネシウムの評価は高い。以下この

二つ中心に比較していく。 評価 2 融雪剤は塩の凝固点降下を利用したもので

ある。凝固点降下とは不揮発性溶質の溶液

の凝固点が通常より低くなる現象である。

凝固点降下は以下(1)式で表される。

⊿T=Kf･M ･･･(1) ⊿T=降下した凝固点(K)

Kf=溶媒のみに依存する定数(K・kg/mol) M=質量モル濃度(mol/kg)

擬似的な質量モル濃度として Rを 「R=溶解度×イオン数/mol質量」と定義すると、その値は以下に示す通りである。 NaCl：1.22、KCl：0.752 CaCl2：1.61、MgCl2：1.67

mol質量 水への溶解度NaCl 58.4 35.6KCl 74.5 28

CaCl2 110.9 59.5

MgCl2 95.2 52.9

(g/mol) (g/100gH2O)(0℃)

評価１も加味すると、以下では塩化カルシ

ウムと塩化マグネシウムの二つについて中

心的に考察していけばよいと考えられる。 ここでMgCl2について。 R1=1.67は無水物の仮定の数値である。 塩化マグネシウムの六水和物から無水物を

作る際には、塩化水素気流中または塩化ア

ンモニウムを添加しながら加熱する必要が

ある。六水和物を加熱すると徐々に結晶水

を失うが強熱により加水分解も進行し、塩

基性塩を生じるため脱水により無水物を得

ることは困難。一方塩化カルシウムは強熱

により容易に無水物を得ることが可能。 MgCl2・6H2Oを水に溶かして、飽和溶液を作るより CaCl2を溶かした方が効率が良い。 評価 3 生活に与える影響だが、どちらも道路に散

布するのが主な用法であろう。ここで考え

るべきは塩害と金属の腐食である。 塩害はどちらも 3価のイオンであることに変わりはなくほとんど違いはないと言える。 金属の腐食について、マグネシウムイオン

は電離した後、不安定なため一部が Mg+ + 2H2O → Mg(OH)2 + 2H+

という反応を起こし、弱酸性を示す。 一方、塩化カルシウムは比較的安定なため、

水溶液の液性は中性である。したがって塩

化マグネシウムの方が金属を腐食しやすい

と評価できる。 また吸湿性について

MgCl2 > CaCl2 であるため、CaCl2の方が保存の際、より

優れていると評価できる。 評価 4

資源量についてであるが、塩化ナトリウム、

塩化マグネシウムは海水中に大量に存在し、

取り出すことも容易である。 塩化カルシウムについてはソルベー法の副

産物として生成する。ソルベー法は塩化ナ

トリウムと炭酸カルシウムを原料として用

いるものであり、炭酸カルシウムは日本に

豊富に存在する石灰岩から取り出すことが

可能であるため、資源量、生成難易度共に

大きな差はないと評価できる。

7.結論

以上の考察から融雪剤として最も有効なの

は塩化カルシウムである。 コストを考えると塩化ナトリウムが使われ

ることもある。 参考文献 Weblio分子構造リファレンス http://www.weblio.jp/cat/academic/dlpbk 化学物質データベースWebKis-Plus http://w-chemdb.nies.go.jp/ 国土交通省 国土技術政策総合研究所 http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0412.htm 環境省 環境統計集 http://www.env.go.jp/doc/toukei/contents/

塩化カルシウムが融雪剤として利用される理由 福島県立医科大学医学部 1年 3班 

131107 古野英司 

1. 目的 

塩化カルシウムの融雪剤としての能力を調べるために、塩化カルシウムおよび他の汎用的な無機塩の水溶液の冷却温度（凝固点降下）を測定し、比較検討した。

2. 実験方法 

塩と水を混ぜ、その水溶液を低温のメタノールバスで冷却した。水溶液が凍るまで塩を少量ずつ加え、溶かした水溶液の温度を測定し、塩の水溶液が凍ることなく何度まで冷却できるかを比較した。凝固点降下が大きいほど、つまりその塩を加えると水の凍る温度がより低くなるものほど、融雪剤つまり凍結防止剤として能力が高い。 

 

2‐1. 実験器具・試薬：100ｍｌメスシリンダー、200ｍｌコニカルビーカー4個、薬さじ 4本、低温温度計 4本、攪拌用ガラス棒 4本、メタノールバス。塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム。  2‐2. 実験操作：各塩に対して次の操作を行った。 ① 温度計の誤差を測定するため、氷水（0℃）で温度計が示す温度を測定した。 

② 蒸留水 100ｍｌをメスシリンダーで量り、コニカルビーカーに入れた。 

③ 塩を 10ｇ量り、②のコニカルビーカーに入れ、溶かした。 

④ ③のコニカルビーカーをメタノールバス（‐25or‐

50℃）に入れ攪拌しながら 3分後の温度を測定した。（冷却温度） 

⑤ 水溶液が凍らない場合、コニカルビーカーをメタノールバスから取り出し、さらに 5ｇ塩を加えて溶かした。水溶液が凍るまで④⑤の操作を繰り返した。 

3.    実験結果 

少量の塩を加え溶解させた水溶液の冷却温度は下図のような曲線を示した。

 四つの塩の冷却温度を比較すると、CaCl2水溶

液及びMgCl2水溶液は、それぞれ‐45℃、‐43℃の低温になるまで凍結しなかった。それに対して NaCl

水溶液では‐23℃と比較的高い温度で凍結した。 KCl水溶液では凍結せず、温度がふらつき一定の

値を示さなかった。  

‐22

‐12

‐45‐43

‐50

‐40

‐30

‐20

‐10

0

10

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

水溶液の温度（℃）

塩の重量（ｇ）

各塩に対する水溶液の冷却温度の推移

NaCl KCl CaCl2 MgCl2

4. 考察 

実験結果より、各塩とも外気の気温が‐20℃程度までは、同程度の凍結防止効果を持っていることが分かった。 しかし、NaCl及び KCl では‐20℃前後で水溶液が

凍ったことから、極寒地のように気温が‐20℃以下となる地域においては、融雪剤としての効果が期待できない。 極寒地においては‐40℃でも水溶液が凍らなかっ

た CaCl2やMgCl2の方が、融雪剤として大きな効果を発揮することが期待される。  次に、各塩の冷却能力以外の要素、つまり実際に融雪剤として利用した場合の利点を、塩の性質を中心に比較検討した。 下表に、各塩の溶解度、溶解熱、最低凝固点、

吸湿性、コストをまとめた。  表：各塩の性質 利点を で示した 

塩  NaCl  KCl  CaCl2  MgCl2

分子量  58.45  74.56  110.99  95.23

溶解度 0℃g/100mL 

35.7  27.6  59.5  52.8 

溶解熱  吸熱  吸熱  発熱  発熱 

最低凝固点（℃） 

‐22  ‐12  ‐45  ‐43 

吸湿性  普通  普通  普通  高い 

コスト  ◎  △  ○  △ 

 

CaCl2とMgCl2は溶解度が高く、また水に溶解するとき発熱反応である。つまり、両塩は溶けやすく、溶けるとき熱を発するので雪を溶かす効果が期待される。これらの性質も、融雪剤として利用される利点として挙げられる。 

各塩の吸湿性を比較検討すると、MgCl2は吸湿性が高いため、保管や取り扱いが困難であることがわかった。 また、コスト面では、NaCl や CaCl2は、MgCl2や

KCl よりも価格が安価である。これは前者が後者よりも資源的に豊富であるためと考えられる。 MgCl2は CaCl2と融雪剤として同等な能力を有す

るのにあまり融雪剤として用いられない理由は、吸湿性が高くて取り扱いが難しく、コスト高であるためと考えられる。 以上の結果をまとめると、塩化カルシウムは、融雪

剤、つまり凍結防止剤として利用される理由は、 ① 凝固点を下げる能力が高い。 ② 水に対する溶解度が高い。 ③ 水に溶けるとき発熱する。 ④ 保管や取り扱いが容易で、安価。 

の四つの点があげられる。  

5. 参考文献 

◎国土交通省国土技術政策総合研究所 

国総研資料第 412号「凍結防止剤散布と沿道環境」 ◎株式会社テクノスナカタ ◎化学大辞典 共立出版  

凝固点効果と融雪剤

131122 八巻杏奈 １．目的 融雪剤としてよく塩が利用されているのを

見かけるが、なぜ利用されているのか、ま

た、どのような塩が利用に適するか比較検

討するため。 ２．実験方法 ＜使用する塩> 塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カル

シウム、塩化マグネシウム ＜概要＞ 塩と水を混ぜ、-25 度（NaCl、KCl）、-50度（CaCl2、MgCl2）のメタノールバスで冷

却しながら溶液の状態を調べる。 ＜手順＞ ① ブランク試験を実施する。 ② 水 100ml をコニカルビーカーに入れる。

③ 塩を 10g加え、低温バスに入れて 3分後の温度を測定する。その後 5g加え、以後同じ操作を繰り返す。

※ 攪拌しながら温度を測定する。3分を過ぎても温度が下がり続けると

きは、温度が下がりきるまで測定す

る。わずかでも凍り始めたらすぐに

温度を測定する。

３．結果

４．塩の性質 塩は、凝固点降下によって路面の水分の

凍結温度を下げる効果があり、非電解質の

ものと比べて大きい。そのため融雪剤・凍

結防止剤として使われている。 水に溶けて液体化したものが車体につく

と、さびの原因となる。 土壌中で高濃度の塩は農作物に有害であ

る。

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

水溶液の温度

塩化ナトリウム 塩化カリウム

塩化カルシウム 塩化マグネシウム

溶質 凝固点 NaCl -22℃ KCl 凝固しない

塩が析出すると発熱 CaCl2 -45℃ MgCl2 -43℃

＜塩化ナトリウム＞ 吸湿性 なし 溶解度 35.65g 溶解熱 -3.88kj/mol

吸熱反応 岩塩として、また、海水中に多量に存

在する。 ＜塩化カリウム＞ 吸湿性 あり 溶解度 28g 溶解熱 -17.2kj/mol

吸熱反応 カリウムが長石・雲母などの成分とし

て、広く多量に存在する。 ＜塩化マグネシウム＞ 吸湿性 強い（無水和物）

溶解度 52.9g 溶解熱 +12.3kj

発熱反応 六水和物は潮解性を持つ。一般的に存

在するのは六水和物である。脱水によ

り無水物を得ることが難しい。 マグネシウムは多量に存在する。

＜塩化カルシウム＞ 吸湿性 強い 溶解度 59.5g 溶解熱 +81.3kj/mol

発熱反応 ソルベー法の副産物として得られる。

また、海水中に広く存在する。石灰岩

や貝殻などにも含まれている。 ※溶解度は100gの水に対する0℃における

ものとする。 ５．考察 塩化マグネシウムは塩化カルシウムより

も低温で凝固し、また、少ない量で低温に

達する。しかし塩化マグネシウムには潮解

性があるため、無水物である塩化カルシウ

ムのほうが管理しやすいと考えられる。 塩化ナトリウムは比較的高い温度で凝固

してしまうので、極寒地では凍結してしま

うことが予測される。ただし、塩化ナトリ

ウムは塩化カルシウムよりも緩やかな溶解

度を持つので持続性があると考えられる。 また、塩化カルシウムは水に溶解すると

きに発熱するので、融雪剤としての効果が

高いと考えられる。 以上より、極寒地では塩化カルシウム、

一般的な寒冷地では塩化ナトリウムを使用

するのが効率的であると考える。 ６．参考資料 ・玉虫文一ほか編『岩波現代化学辞典第 3版』 1971年 ・国土交通省国土技術政策総合研究所 「 凍 結 防 止 剤 散 布 と 沿 道 環 境 」

http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0412.htm 2007年 ・アメリカ国立標準技術研究所 http://srdata.nist.gov/solubility/index.aspx ・U.S. Geological Survey 「Mineral Commodity Summaries」1997年