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化学 大学生・専門学校生・社会人

物理化学の質問です。 (x₁ : 溶媒のモル分率、x₂ : 溶質のモル分率) 浸透圧についての説明が画像のようにありました。途中までは溶媒の化学ポテンシャルについての式がメインで、RTln x₁=μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)→ μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)=-P(o... 続きを読む

268 浸透圧 図7.4.8を見てください。 半透膜を隔てて溶液と純溶媒が接しているとき、平 衡状態では、溶液側の圧力Pは純溶媒側の圧力P。よりも大きくなります。 この差 P-Poを浸透圧といいます。 本書では浸透圧をPosmotic" と書くことにします。 式7.4.5より、圧力Pの溶液の中の溶媒の化学ポテンシャルは次のようになり ます。 µ ₁1 (P) = µ ₁1° (P) + RT loge x₁ 圧力P。の純溶媒の化学ポテンシャルは次のように書けます。 MILO (PO) (式7.4.19*) (式7.4.20) 平衡状態では両方の化学ポテンシャルが等しいはずです。 この結果、次の式が 得られます。 *半透膜 前述したように、半透膜は溶媒のみを通すことができる。 *大きくなります 255ページでは両側のPtotal が同じであるとき、 溶質の分圧がどうなるか考えた。 そのときは平衡 osmotic になっていない。 ここでは平衡状態であるから、 溶質の分圧が両側で等しくなっている。 ★P 浸透圧を英語でosmotic pressure という。 *式7.4.19 溶液と純溶媒で圧力が違っているため、 μLL の圧力依存性をはっきりさせるために、μL (P) と書く。

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化学 大学生・専門学校生・社会人

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[1] 1.013×10° Paのもとで、1mol のある気体を、 温度をT,Kから T2Kへ上昇させたと きのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 ただし、その気体の定圧モル熱容 量は次式(Tは温度(K)、 a、 b、 cは定数)で表せるとし、 また気体定数はRJK! mol-! とする。 Cp=a+bT+cT-2 JK-' mol- [2] 1.013×10° Paのもとで、 ある結晶1 mol が融点TKで完全に融解するときにgJの 発熱が観測されたという。 このときのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 [3] 1 mol の理想気体が、状態1 (温度 Ti K、 体積1i m') から状態2 (温度 72 K、 体 積2 m')へ膨張するときのエントロピー変化を求めよ。定積モル比熱は CvJK' mol'! で定数、また気体定数はRJK'mol'' とする。 ヒント:定温過程と定積過程の2段階に分けて考える。 [4] 初期状態において温度T,でnmolの理想気体を、①可逆定温膨張、②可逆断熱膨張、 の不可逆断熱自由膨張、 の3通りの過程で体積を iから 12へ増加させた。それぞれの 過程に対して、系が得る熱と系のエントロピー変化について、 詳しい結果の導出と併せ て説明せよ。ただし、 気体定数は Rとする。また、縦軸を圧力、横軸を体積として、上 記のそれぞれの過程に対する変化を図示するとともに、 その理由を説明せよ。

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