化学
高校生
解決済み
②について教えて頂きたいです🙇♀️
赤線の部分の式がよく分かりません…
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,
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 C6H12O 水溶液 (水
溶液A とする) 200mL を入れ, ⅡI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ⅡI側の液面の高さの差が 5.0cm 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 1.0g/cm3 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
半透膜
水溶液 A
(b)
純水
図5 溶液の浸透圧に関する実験の様子
5.0cm
- 104-'
II
① 図5(b)の状態で,水溶液の体積は220mLである。
27℃ での水溶液Aの浸透圧は, 490 Pa より大きい。
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 5.0cm 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。
する。この試験管から取り出した固体は純粋なパラジクロロベン
52.7℃である。
ゼンなので、その凝固点は
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)
I
8.0cm ²
II
22.5cm
5.0cm
グルコース
BO
浸透圧
「分子
半透膜
www
(b)
水が浸透
11 ...①
$2.5cm
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
15.0
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 +8.0cm²×2.5cm=220mL
② 正しい。図(b) の状態の水溶液の浸透圧は,
5.0cm
98 Pax-
-=490 Pa
1 cm
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。
なお,図(a)から図(b)の間に水溶液は
1220mL == = 1.10倍に希釈
200 mL
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 Pa×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×
10°Pa・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
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。
110-
半透
溶液中のある物質は通すが、他の物質
は通さない性質をもつ。
浸透
溶媒分子が半透膜を通過して、 純溶媒
側から溶液側に移動する現象。
浸透圧
溶媒分子の浸透を防ぐために溶液側に
加える圧力。
ファントホッフの法則
希薄溶液の浸透圧 / (Pa) は溶質粒子
のモル濃度c (mol/L) と絶対温度 T (K)
に比例する。
ⅡI=CRT
(R (Pa・L/ (K・mol)) : 気体定数)
溶質粒子の物質量をn (mol), 溶液の
体積をV(L) とすると, c="より、
IIV=nRT
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