Question

、

➁ですが、2.5センチ分の純水が水溶液側に移動しているから、浸透圧は2.5cm×98Paかと考えたのですがなぜ5センチをかけるのでしょうか？

化学
問4
図5に示した, 半透膜で中央が仕切られた断面積 8.0cm²のU字管を用いて,
0 cm²
溶液の浸透圧に関する実験を行った。
図5(a)のように, U字管のⅠ側にある濃度のグルコース C6H12O6 水溶液 (水
溶液 A とする) 200 mL を入れ,II側に純水 200mL を入れて温度を27℃に
保ったところ,図5(b)のように, Ⅰ側とII側の液面の高さの差が 5.0 cm に
なった。この実験に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なも
のを、後の①~④のうちから一つ選べ。ただし,用いた半透膜は水分子のみを
通し,水の蒸発は無視できるものとする。また,水および水溶液の密度はいず
れも 1.0 g/cm² とし, 1cmの水柱および水溶液柱がその底面におよぼす圧力
は 98 Pa とする。 12
I
(a)
半透膜
II
(b)
5.0cm
- 104 -
+2.
水溶液A |純水
図5 溶液の浸透圧に関する実験の様子
II
2
① 図5(b)の状態で,水溶液の体積は220mLである。
② 27℃ での水溶液Aの浸透圧は,490 Pa より大きい。
×③図5(b)の状態から温度を37℃に上げても,液面の高さの差は 5.0 cm の
ままで変わらない。
④水溶液Aの代わりに, 水溶液Aと同じモル濃度の塩化ナトリウム水溶液
を用いて,そのほかの条件はすべて同じにして実験を行ったとすると,液面
の高さの差は 5.0cmより大きくなる。

問4 浸透圧
水分子が半透膜を通過して, 純水側から水溶液側に浸透するの
で、液面の高さに差が生じ, 水溶液側と純水側の液柱がおよぼす
圧力の差が水溶液の浸透圧に相当する圧力になると, 浸透が止ま
る。
(a)
II
水が浸透
8.0 cm²
(b)
2.5cm
グルコース
浸透圧
分子
OU
半透膜
水溶液A
純水
① 正しい。 上記の図 (a)から図(b) の間に, Ⅰ の水溶液側の液面
5.0
は cm=2.5cm 上昇し, ⅡIの純水側の液面は2.5cm 下降し
2
た。したがって, 図(b)における水溶液の体積は,
200mL +8.0 cm²×2.5cm=220mL
正しい。 図(b)の状態の水溶液の浸透圧は,
5.0cm
98 Pax
1cm
5.0cm
4 2.5cm
-=490 Pa
水溶液Aの濃度は,図(b)の状態の水溶液の濃度より大きいの
で,水溶液Aの浸透圧は 490 Paより大きい。
220mL
なお,図(a)から図(b) の間に水溶液は
1.10 倍に希釈
200mL
されているので, 水溶液Aのモル濃度は,図(b) の状態の水溶液の
モル濃度より1.10倍大きい。 ファントホッフの法則より, 一定温
度の溶液の浸透圧は溶質粒子のモル濃度に比例するので, 水溶液
Aの浸透圧は次のように求められる。
490 Pax 1.10=539 Pa
=
また, 水溶液Aのモル濃度をc (mol/L), 気体定数をR=8.3×
10Pa・L/(K・mol) とすると,
539 Pa=c (mol/L) ×8.3×103Pa・L/ (K・mol) × (273+27) K
c=2.16×10mol/L≒2.2×10mol/L
③ 誤り。 ファントホッフの法則より, 温度を高くすると浸透
圧は大きくなるので, 27℃から37℃に温度を上げると, 液面の
高さの差は 5.0cmより大きくなる。
④ 正しい。 グルコース C6H12O6 は非電解質であるのに対し
て, 塩化ナトリウム NaCl は水溶液中で次のように電離する。