沸点は物質の物理的性質の中でも重要な指標の一つです。日常生活でもよく目にする水や食塩などの沸点は、それぞれの分子構造や化学結合、溶質の影響など、さまざまな要因によって決まっています。本記事では、10問の沸点クイズを通して、身近な化学物質の沸点に関する知識を深めていきます。沸点は化学反応や物質分離、調理などさまざまな場面で重要な概念となるため、本クイズで沸点の基礎を楽しく学んでみましょう。
Q1 : 塩化ナトリウム（NaCl）の常圧における沸点（気化して気体になる温度）はおおよそ何度か。
塩化ナトリウムはイオン性結晶で、融点は約801℃ですが沸点（液体が気体になる温度）はさらに高く約1465℃です。沸点が高いのは陽イオンと陰イオン間の強い静電引力（格子エネルギー）を克服して気相に移る必要があるためです。工業的には高温での気化よりも溶融や蒸発の挙動を別途管理して扱います。
Q2 : 不揮発性の溶質（例：食塩）を水に溶かすと溶媒の沸点はどうなるか。
非揮発性溶質を溶かすと溶媒の蒸気圧が低下し、その結果溶媒が沸騰する温度が上昇します。これはコリゲーティブ効果の一つで、理想的にはΔTb = i·Kb·mで表されます。ここでΔTbは沸点上昇、iは溶質の電解質としての寄与度、Kbは溶媒の沸点上昇定数、mは溶質のモル濃度（モル濃度）です。身近な例では食塩を加えると水の沸点がわずかに上がります。
Q3 : 次のうち常圧で最も沸点が高いものはどれか。
挙げられた有機溶媒の中ではトルエン（トリメチルベンゼンに近い芳香族炭化水素）が約110.6℃で最も沸点が高く、分子量が大きく分散力（ロンドン力）が強いためです。ベンゼンやクロロホルム、アセトンは分子間引力や分子量の違いからトルエンより低い沸点を示します。実験データに基づく標準値です。
Q4 : 高地（標高が高い場所）では水の沸点はどう変わるか。
沸騰は液体の蒸気圧が外気圧と等しくなると起きる現象です。標高が高くなると外気圧が下がるため、同じ蒸気圧に達する温度、すなわち沸点は低下します。例えば海面での100℃に対し標高約2000mでは約93℃前後で沸騰します。このため高地では加熱による加熱時間や調理方法の調整が必要になります。
Q5 : 水銀（Hg）の常圧における沸点はおおよそ何度か。
金属元素の水銀は常温で液体として存在しますが、1気圧における沸点は約356.73℃です。これは金属間の結合や電子雲の広がりによる強い結合エネルギーを反映しており、同族の金属と比べても比較的高い沸点です。実験的に得られる標準沸点として356.7℃という値が広く使われています。
Q6 : 小さな分子の沸点を特に大きく上昇させる要因は次のうちどれか。
小分子で沸点を大きく上昇させる代表的要因は分子間の強い水素結合です。水素結合は分子間相互作用の中でも特に強く、分子量が近い極性分子よりも格段に蒸気圧を下げ沸点を上げます。例えば水やアルコール類が同程度の分子量の非水素結合性物質より高沸であるのはこのためです。
Q7 : エタノールの沸点は常圧（1気圧）でおおよそ何度か。
エタノール（エチルアルコール）の正確な沸点は1気圧で約78.37℃です。エタノールは分子内に水酸基（−OH）を持ち水素結合を形成できるため沸点は同程度の分子量の非極性化合物より高くなりますが、水ほど広範な水素結合ネットワークを作らないため100℃より低くなります。実験値の78.37℃は標準データとして広く参照されています。
Q8 : 次のうち常圧（1気圧）で最も沸点が高いのはどれか。
提示した物質の常圧での沸点を比較すると、水が最も高く約100℃です。水は強い水素結合を分子間に形成し蒸気圧が低くなるため高温で沸騰します。他の選択肢は低温で気化する低沸点物質で、メタンやネオンは極低温、アンモニアも水に比べてずっと低い沸点です。
Q9 : 同じ程度の分子量を持つアンモニア（NH3）より水（H2O）の沸点が高い主な理由は何か。
水の沸点がアンモニアより高い主因は水分子間の水素結合の強さと結合数にあります。水は一分子あたり最大4本の水素結合を形成でき、三次元的なネットワークを作って分子間引力を大きくし蒸気圧を下げます。アンモニアは水素結合はできるものの結合形成の数や強さが水ほどではなく、そのため沸点は水より低くなります。
Q10 : 二酸化炭素（CO2）は常圧下でどう振る舞うか。
二酸化炭素は1気圧では固体（ドライアイス）が−78.5℃付近で昇華して直接気体になります。つまり同圧では液体相が存在せず、液体CO2が存在するためには圧力を約5.13気圧以上（三重点より高い圧力）にする必要があります。このため常圧では「沸騰する」というより固体から気体へ昇華する挙動を示します。
まとめ
いかがでしたか？ 今回は沸点クイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回は沸点クイズを出題しました。
ぜひ、ほかのクイズにも挑戦してみてください！
次回のクイズもお楽しみに。
