次の文章を読んで,問1~5に答えなさい。 計算結果は,
なさい。
ある純溶媒,分子量 120 の不揮発性物質 X, および中央を半透膜で仕切った左右対称
なU字型の容器 (U字管) を用いて, 以下に示す2種類の実験 A,Bを行った。物質Xは、
用いた溶媒中において電離度 α で Y + と Z¯に電離する。なお,溶液中では,これらの
イオンも溶質粒子として働く。
実験温度 T〔K〕は一定で,気体定数R 〔Pa･L/(mol･K)] との積をRT=2.5×10°
Pa･L/mol とする。実験時の大気圧は1.0 × 10° Pa で,空気は理想気体とする。空気は溶
媒に溶解せず,溶媒は蒸発しないものとする。U字管の内径の断面積は 1.0 cm² で一定で
あり,かつ,高さ 1000cm の溶液の液柱が底面に及ぼす液柱による圧力は,溶液の濃度
に関わらず 1.0×10Pa とする。
実験 A
15mgの物質 X を純溶媒に溶解し, 全体積が500mL となるように溶液を調製した。
その溶液のうち, 20mLをU字管の右側に入れた。 一方, U字管の左側には,純溶媒
を 20 mL 入れた(図1(a))。 その後,十分な時間放置すると右側の液面が上昇し,左右
の液面の高さの差が10cm で一定となった (図1 (b))。以降, U字管の右側の溶液を溶
液と呼ぶ。
半透膜
(a)
放置
U字管
10cm
(b)
溶液1
図 1
問1 図1(b)の状態にある溶液1の浸透圧は何Pa となるか答えなさい。
問2 溶液1中の全溶質粒子のモル濃度Cを, 溶液1中に存在する物質Xの電離前の
モル濃度 Cx と物質Xの電離度 α を用いて表しなさい。
