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5 溶液の性質
次図の容器(a)では、純水とその蒸気が平衡にな
っており、10個の水分子(O印) が蒸気となって空間
を満たしているとする。容器(b)では,水分子のうち
1/10 だけをショ糖分子(●印) で入れ替えたとする
と、ショ糖分子は不揮発性で蒸気にならないので、
平衡状態で空間を満たす水分子の数は9個となる。
したがって、溶液の蒸気圧Pは,純溶媒の蒸気圧
P。よりも小さくなる。
37
5.00
=0.0200[mol)である。
250
水和物の水溶液の質量モル濃度を求めるとき,水
和水は溶媒に加わることに留意すること。
CUSO,5H.O 5.00g中のH.Oは、
90
5.00×
=1.8(g] 08
250
質量モル濃度:0.0200×
1000
=0.196[mol/kg)
100+1.8
(2)電解質水溶液では,溶質が電雛することによっ
て,溶質粒子数が増加する。よって,沸点上昇度 At
を求めるときは,電離して生じた溶質粒子(分子,
イオン)の総物質量により求めた質量モル濃度で考
える必要がある。
A液:CUSO,一→Cu'*+SO-より,
0.196×2=0.392(mol/kg)
B液:NaCI-→Na*+CI-より、
O
P。
O
O
P
HO=18.0, CO (NH2)2=60.0, CizHz2O.1=342
より,
180
水:
18.0
=10.0[mol),尿素:
6.00
-=0.100[mol),
60.0
1.17
1000
ショ糖:
342
6.84
=0.0200[mol)
-×2=0.400[mol/kg)
100
58.5
C液:ショ糖(非電解質)
10.0
(ア)
10.0+0.100
=0.990
6.84
1000
-=0.200(mol/kg)
342
100
10.0
. 最も沸点の高いものは, Bである。
(3) 質量モル濃度の大きい溶液ぼほど蒸気圧降下度が
大きい。したがって,質量モル濃農度の小さい溶液か
ら質量モル濃度の大きい溶液へ向かって水蒸気が移
動し,長時間後には各水溶液の質量モル濃度(水蒸
気圧)が等しくなって平衡状態になる。
そのときの濃度は,3つの溶液を混合したときの質
量モル濃度と一致する。
A, B, C内の溶質粒子の総物質量は、
0.0200×2+0.0200×2+0.0200=0.100[mol)
A, B, C内の水の総質量は,
(イ)
10.0+0.020
=0.998
(ウ)3.13×10°×0.990=3.10×10°(Pa]
(エ)3.13×10×0.998=3.12×10°(Pa]
(オ),(カ) A液よりB液の方が水蒸気圧が高い。す
なわち,A液の液面のすぐ上ではA液の飽和水蒸気
圧を上回る過飽和な水蒸気が存在することになり,
水蒸気の凝縮が盛んに起こる。(平衡にはならない。)
一方,A液への水蒸気の凝縮の進行により,連結管
内部の水蒸気圧はB液の飽和蒸気圧を下回る水蒸気
圧しか存在できない。したがって, B液からは盛ん
に水の蒸発が進行する。 (平衡にはならない。)
このようなB液からA液への水蒸気の移動は, A
液とB液の質量モル濃度が等しくなり, A液とB液
の飽和水蒸気圧が等しくなるまで続き,やがて, 気
液平衡の状態に達する。
(キ)B液からA液へ移動した水の物質量をn[mol)
とする。(A 液の水のモル分率)= (B液の水のモル
分率)になると,水の移動が止まることより,
.Jm001
ケ
101.8+100+100=301.8[g)
. 平衡状態での溶質粒子の総質量モル濃度は、
1000
0.100×
-=0.3313 [mol/kg)
301.8
平衡に達したとき,ビーカーB内で増加した水の質
量をm[g)とおくと
1000
0.0200×2×
=0.3313
m=20.7(g)
100+m
10.0+n
10.0-n
溶液の質量は,100+1.17+20.7=121.87[g)
. n=6.67[mol)
10.10+n
10.02-n
参考
ビーカーA, B, cでの水の出入り
平衡時,ビーカーA内で増加した水の質量を
nlg)とおくと,
>70(1) 0.196 mol/kg (2) B, 全溶質粒子(分
子,イオン)の質量モル濃度が最も大きいから。
(3) 122g
|解説
160 より,CuSsO,5H:O 5.00g中の CuSO,の物質
量は,
1000
101.8+n
n=18.9(g)
0.0400×
=0.3313
(1)式量は CuSO·5H.O=250, CuSO。=
同様に,ビーカーC内で減少した水の質量を
Plg)とおくと、
